PL239507B1 - Sposób otrzymywania mleczanów alkilu - Google Patents

Sposób otrzymywania mleczanów alkilu Download PDF

Info

Publication number
PL239507B1
PL239507B1 PL431940A PL43194019A PL239507B1 PL 239507 B1 PL239507 B1 PL 239507B1 PL 431940 A PL431940 A PL 431940A PL 43194019 A PL43194019 A PL 43194019A PL 239507 B1 PL239507 B1 PL 239507B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
lactic acid
mol
alcohols
linear
ionic liquids
Prior art date
Application number
PL431940A
Other languages
English (en)
Other versions
PL431940A1 (pl
Inventor
Anna Chrobok
Karol Erfurt
Piotr Latos
Natalia Barteczko
Ewa Pankalla
Urszula Dorosz
Agata Iwachów
Edyta Monasterska
Original Assignee
Grupa Azoty Zakl Azotowe Kedzierzyn Spolka Akcyjna
Politechnika Slaska Im Wincent
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Grupa Azoty Zakl Azotowe Kedzierzyn Spolka Akcyjna, Politechnika Slaska Im Wincent filed Critical Grupa Azoty Zakl Azotowe Kedzierzyn Spolka Akcyjna
Priority to PL431940A priority Critical patent/PL239507B1/pl
Publication of PL431940A1 publication Critical patent/PL431940A1/pl
Publication of PL239507B1 publication Critical patent/PL239507B1/pl

Links

Landscapes

  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób otrzymywania mleczanów alkilu przeznaczonych do stosowania jako rozpuszczalniki w preparatach farmaceutycznych, dodatkach do żywności, kosmetykach, środkach zapachowych oraz tworzywach sztucznych.
Dotychczas znaną jest metoda otrzymywania mleczanów alkilowych w reakcji kwasu mlekowego z alkoholami, najczęściej 1-butanolem, etanolem czy metanolem. Reakcja jest jednoetapowa i równowagowa, przebiegająca wobec katalizatora. W estryfikacji stosowane są kwasowe katalizatory. Spośród kwasowych wyróżniamy kwas siarkowy(VI), kwas solny oraz żywice jonowymienne. Proces prowadzi się w zakresie temperatur 25-117°C. W wyższych temperaturach mogą zachodzić niepożądane reakcje degradacji alkoholi do olefin bądź eterów. W reakcji można stosować różne wodne roztwory kwasu mlekowego. Zastosowanie roztworu o stężeniu większym niż 20 % w środowisku kwasowym powoduje powstawanie produktów ubocznych w postaci oligomerów kwasu mlekowego. W reakcji oddestylowuje się azeotrop woda-alkohol w temperaturze około 117°C lub stosuje się destylację reaktywną. Proces ten prowadzi się również autokatalitycznie w zakresie temperatur 55-95°C. Ponadto możliwe jest użycie katalizatorów w postaci tlenku tytanu i krzemu w temperaturze 150°C (K.-T. Li, et al. Ind. Eng. Chem. Res., 2013, 52, 4734).
W literaturze można znaleźć zaledwie kilka publikacji dotyczących syntezy mleczanów alkilu z zastosowaniem cieczy jonowych. Jedną z nich jest praca dotycząca zastosowania kwasowych cieczy jonowych o charakterze kwasów Bransteda funkcjonalizowanych grupą - SO3H (X. Li et al. Ultrasonics Sonochemistry, 2010, 17, 752). W publikacji tej zastosowano ciecz jonową w ilości 20 % mol w stosunku do kwasu mlekowego. Jako alkohole zastosowano etanol, butanol, heksanol, oktanol, dodekanol, cykloheksanol oraz alkohol benzylowy. Kolejna z publikacji opisuje użycie kwasowej cieczy jonowej złożonej z anionu tetrafluoroboranowego oraz kationu 1-metyloimidazoliowego. Reakcja ta była prowadzona w temperaturze 110°C pomiędzy kwasem mlekowym i butanolem (H. Zhu et al. Green Chem., 2003, 5, 38). Inne badania opisują zastosowanie cieczy jonowych na bazie heteropolikwasu,
[MIMPS]3PW12O40 - fosforowolframianu propylo-3-metyloimidazolosulfonowego. Estryfikacja była prowadzona w temperaturze 110°C pomiędzy kwasem mlekowym i butanolem z zastosowaniem 6 % mol cieczy jonowej w stosunku do kwasu mlekowego (Y. Leng et al. Angew. Chem. Int. Ed., 2009, 48, 168).
Istnieją również opisy patentowe CN101402572A, CN103910656A, w których przedstawiono zastosowanie w procesie estryfikacji kwasu mlekowego z alkoholami kwasowych cieczy jonowych zbudowanych z anionu wodorosiarczanowego [HSO4]· oraz kationu funkcjonalizowanego grupą -SO3H.
Znane są kwasowe protonowe ciecze jonowe, które otrzymuje się w wyniku bezpośredniego przeniesienia protonu z kwasu Bransteda do zasady Bransteda. Zasadą może być dowolna trzeciorzędowa amina (np. 1-metyloimidazol, trietyloamina), a spośród kwasów (organicznych bądź nieorganicznych) najczęściej stosowane są kwas octowy, siarkowy lub trifluorometanosulfonowy. W zależności od molowego udziału kwasu w cieczy jonowej (%ha), tworzą się mono-, di- lub trimeryczne aniony, połączone wiązaniami wodorowymi (K. Matuszek, A. Chrobok, F. Coleman, K. R. Seddon, M. Swadźba-Kwaśny, Green Chem., 2014, 16, 3463; K. M. Johansson, E. I. Izgorodina, M. Forsyth, D. R. Macfarlane, Phys. Chem. Chem. Phys., 2008, 2972). Ciecze jonowe na bazie kwasu siarkowego zostały zastosowane w reakcji estryfikacji kwasu octowego 1-butanolem (K. Matuszek, A. Chrobok, F. Coleman, K. R. Seddon, M. Swadźba-Kwaśny, Green Chem., 2014, 16, 3463).
Celem wynalazku jest opracowanie ekonomicznego i skutecznego sposobu otrzymywania mleczanów.
Stwierdzono nieoczekiwanie podczas prowadzonych badań, że można zwiększyć efektywność syntezy poprzez zastosowanie protonowych, kwasowych cieczy jonowych na bazie kwasu siarkowego(VI), jako katalizatorów i rozpuszczalników.
Sposób według wynalazku polega na tym, że kwas mlekowy poddaje się reakcji estryfikacji z alkoholami C1-C18 w obecności 0,1-500 % molowych cieczy jonowych o wzorze ogólnym 2, w stosunku do kwasu mlekowego, przy czym reakcję prowadzi się w temperaturze 293,15-473,15 K w czasie 5 min-20 godzin przy stosunku molowym alkoholu do kwasu mlekowego od 1 : 1 o 20 : 1, następnie ester kwasu mlekowego z mieszaniny poreakcyjnej oddziela się, a nieprzereagowany alkohol oczyszcza przez destylację.
Korzystnie w sposobie według wynalazku jako alkohole stosuje się alkohole liniowe C1-C18, rozgałęzione, cykliczne C3-C18.
PL 239 507 B1
Korzystnie w sposobie według wynalazku jako ciecze jonowe stosuje się sole o wzorze ogólnym 2, gdzie R oznacza grupy alkilowe o budowie liniowej i rozgałęzionej CnH2n+i = 1 - 18, grupy alkenylowe o budowie liniowej i rozgałęzionej CnH2n-i, gdzie n = 1 - 18, cykliczne CnH2n-3, gdzie n = 3 - 18, oraz związki zawierające w swojej strukturze aniony oparte na monomerze, dimerach i trimerach kwasu siarkowego.
Zaletą rozwiązania według wynalazku jest możliwość syntezy mleczanów alkilowych bez konieczności stosowania dodatkowych katalizatorów, w relatywnie niskich temperaturach, przy wysokim stopniu konwersji kwasu mlekowego oraz łatwe wydzielanie produktu poprzez rozdział faz. Zastosowane do syntezy ciecze jonowe pełnią jednocześnie rolę rozpuszczalnika i katalizatora reakcji.
Sposób otrzymywania mleczanów według wynalazku przedstawiony jest w przykładach wykonania.
Przykład 1
Metoda syntezy mleczanu 2-etyloheksylu
Do kolby okrągłodennej o pojemności 250 ml zaopatrzonej w chłodnicę zwrotną wprowadza się 45,04 g (0,50 mola) kwasu mlekowego, 130,23 g (1,00 mola) 2-etylo-1-heksanolu oraz 20,86 g (0,075 mola) biswodorosiarczanu 1-metyloimidazoliowego. Kolbę umieszcza się na termostatowanym mieszadle magnetycznym i ogrzewa się przez 4 h w temperaturze 333,15 K, po czym rozdziela się fazy w mieszaninie reakcyjnej. Fazę górną zawierającą mleczan 2-etylo-1-heksylu zatęża się otrzymując produkt z wydajnością 98 %. Warstwę dolną zawierającą ciecz jonową oraz nieprzereagowany kwas mlekowy można po regeneracji użyć ponownie.
Przykład 2
Metoda syntezy mleczanu butylu
Do kolby okrągłodennej o pojemności 250 ml zaopatrzonej w chłodnicę zwrotną wprowadza się 45,04 g (0,50 mola) kwasu mlekowego, 74,12 g (1,00 mola) 1-butanolu oraz 29,64 g (0,075 mola) triswodorosiarczanu trietyloamoniowego. Kolbę umieszcza się na termostatowanym mieszadle magnetycznym i ogrzewa się przez 4 h w temperaturze 333,15 K, następnie rozdziela się fazy w mieszaninie reakcyjnej. Fazę górną zawierającą mleczan butylu zatęża się otrzymując się produkt z wydajnością 90 %. Warstwę dolną zawierającą ciecz jonową oraz nieprzereagowany kwas mlekowy można po regeneracji użyć ponownie.
Przykład 3
Metoda syntezy mleczanu izo-butylu
Do kolby okrągłodennej o pojemności 250 ml zaopatrzonej w chłodnicę zwrotną wprowadza się 45,04 (0,50 mola) kwasu mlekowego, 74,12 g (1,00 mola) izo-butanolu oraz 14,33 g (0,075 mola) wodorosiarczanu 2-metylopirydyniowego. Kolbę umieszcza się na termostatowanym mieszadle magnetycznym i ogrzewa się przez 4 h w temperaturze 333,15 K. następnie rozdziela się fazy w mieszaninie reakcyjnej. Fazę górną zawierającą mleczan izo-butylu zatęża się otrzymując produkt z wydajnością 90 %. Warstwę dolną zawierającą ciecz jonową oraz nieprzereagowany kwas mlekowy można po regeneracji użyć ponownie.
P r z y k ł a d 4
Metoda syntezy mleczanu etylu
Do kolby okrągłodennej o pojemności 250 ml zaopatrzonej w chłodnicę zwrotną wprowadza się 45,04 g (0,50 mola) kwasu mlekowego, 46,07 g (1,00 mola) etanolu oraz 21,09 g (0,075 mola) biswodorosiarczanu 1-metylopirolidyniowego. Kolbę umieszcza się na termostatowanym mieszadle magnetycznym i ogrzewa się przez 4 h w temperaturze 333,15 K, następnie rozdziela się fazy w mieszaninie reakcyjnej. Fazę górną zawierającą mleczan etylu zatęża się otrzymując produkt z wydajnością 95%. Warstwę dolną zawierającą ciecz jonową oraz nieprzereagowany kwas mlekowy można po regeneracji użyć ponownie.

Claims (3)

1. Sposób otrzymywania mleczanów przedstawionych wzorem ogólnym 1, gdzie R oznacza grupy alkilowe o budowie liniowej i rozgałęzionej CnH2n+1, gdzie n = 1 - 18 i cyklicznej CnH2n-1, gdzie n = 3 - 18, znamienny tym, że kwas mlekowy poddaje się reakcji estryfikacji z alkoholami C1-C18 w obecności 0,1-500% molowych cieczy jonowych o wzorze ogólnym 2, w stosunku do kwasu mlekowego, przy czym reakcję prowadzi się w temperaturze 293,15-473,15 K w czasie 5 min-20 godzin przy stosunku molowym alkoholu do kwasu mlekowego od 1 : 1 do 20 : 1,
PL 239 507 BI następnie ester kwasu mlekowego z mieszaniny poreakcyjnej oddziela się, a nieprzereagowany alkohol oczyszcza przez destylację.
2. Sposób według zastrz. 1 znamienny tym, że jako alkohole stosuje się alkohole liniowe C1-C18, rozgałęzione, cykliczne C3-C18.
3. Sposób według zastrz. 1 znamienny tym, że jako ciecze jonowe stosuje się sole o wzorze ogólnym 2, gdzie R oznacza grupy alkilowe o budowie liniowej i rozgałęzionej CnH2n+i = 1-18, grupy alkenylowe o budowie liniowej i rozgałęzionej CnH2n-i, gdzie n = 1 - 18, cykliczne CnH2n-3, gdzie n = 3 - 18, oraz związki zawierające w swojej strukturze aniony oparte na monomerze, dimerach i trimerach kwasu siarkowego.
PL431940A 2019-11-26 2019-11-26 Sposób otrzymywania mleczanów alkilu PL239507B1 (pl)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL431940A PL239507B1 (pl) 2019-11-26 2019-11-26 Sposób otrzymywania mleczanów alkilu

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL431940A PL239507B1 (pl) 2019-11-26 2019-11-26 Sposób otrzymywania mleczanów alkilu

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL431940A1 PL431940A1 (pl) 2021-05-31
PL239507B1 true PL239507B1 (pl) 2021-12-06

Family

ID=76133027

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL431940A PL239507B1 (pl) 2019-11-26 2019-11-26 Sposób otrzymywania mleczanów alkilu

Country Status (1)

Country Link
PL (1) PL239507B1 (pl)

Also Published As

Publication number Publication date
PL431940A1 (pl) 2021-05-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TW499420B (en) Catalytic processes for the preparation of acetic esters
Zhang et al. A Brønsted acidic ionic liquid as an efficient and reusable catalyst system for esterification
JP3924656B2 (ja) 色安定性ジアルキルアミノエタノールの製造方法
US7687661B2 (en) Method for conversion of β-hydroxy carbonyl compounds
ZA200607098B (en) Anionic-sweetener-based ionic liquids and methods of use thereof
JPH10218836A (ja) マロン酸およびアルキルマロン酸の製造方法
JP2008526822A (ja) 塩基安定性イオン液体
CN113286780A (zh) 制备氨基酸酯的有机硫酸盐的方法
Liu et al. Facile synthesis of fructone from ethyl acetoacetate and ethylene glycol catalyzed by SO 3 H-functionalized Brønsted acidic ionic liquids
CN113788793A (zh) 磺酸功能化的咪唑离子液体催化剂及其制备方法和应用
Zhou et al. Novel Brønsted-acidic ionic liquids based on benzothiazolium cations as catalysts for esterification reactions
PL239507B1 (pl) Sposób otrzymywania mleczanów alkilu
CN101024612B (zh) 一种酸性离子液体催化醇酸酯化方法
CN109761859B (zh) 一种有机胺氧化物的制备方法
Saadat et al. Highly efficient synthesis of 1-Thioamidoalkyl-2-naphthols and 14-Aryl-14H-dibenzo [a, j] xanthenes using a novel ionic liquid: Catalyst preparation, characterization and performing the reactions
KR20130136993A (ko) N,n-치환된 아미노 알콜의 (메트)아크릴산 에스테르를 제조하기 위한 방법
CN101429135A (zh) 含酰胺基团的BrΦnsted酸性化合物及其制备方法和应用
Abdullah et al. Selective synthesis of peg-monoester using cesium heteropoly acid as heterogeneous catalyst
JP5558833B2 (ja) N−ヒドロキシアルキル化イミダゾールの(メタ)アクリル酸エステルの製造方法
PL234516B1 (pl) Sposób otrzymywania tereftalanów
Karami et al. 1, 3-Disulfonic Acid Imidazolium Trifluoroacetate as a Highly Efficient and Dual-Functional Catalyst for the Pseudo Five-Component Reaction of Phenylhydrazine with Ethyl Acetoacetate and Arylaldehydes
PL237885B1 (pl) Sposób otrzymywania ftalanów dialkilowych
CN101045687B (zh) 一种酯的合成方法
PL234515B1 (pl) Sposób otrzymywania bursztynianów
Mirjalili et al. An efficient protocol for acetalization of carbonyl compounds using Zr (HSO4) 4 at room temperature under solvent-free conditions