PL244727B1 - Sposób otrzymywania kwasu diglikolowego - Google Patents

Sposób otrzymywania kwasu diglikolowego Download PDF

Info

Publication number
PL244727B1
PL244727B1 PL439753A PL43975321A PL244727B1 PL 244727 B1 PL244727 B1 PL 244727B1 PL 439753 A PL439753 A PL 439753A PL 43975321 A PL43975321 A PL 43975321A PL 244727 B1 PL244727 B1 PL 244727B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
acid
rpm
mbar
weight
sup
Prior art date
Application number
PL439753A
Other languages
English (en)
Other versions
PL439753A1 (pl
Inventor
Dorota Babilas
Piotr Dydo
Małgorzata Milewska
Andrzej Milewski
Original Assignee
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 Politechnika Slaska Im Wincent filed Critical Politechnika Slaska Im Wincent
Priority to PL439753A priority Critical patent/PL244727B1/pl
Publication of PL439753A1 publication Critical patent/PL439753A1/pl
Publication of PL244727B1 publication Critical patent/PL244727B1/pl

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C59/00Compounds having carboxyl groups bound to acyclic carbon atoms and containing any of the groups OH, O—metal, —CHO, keto, ether, groups, groups, or groups
    • C07C59/235Saturated compounds containing more than one carboxyl group
    • C07C59/305Saturated compounds containing more than one carboxyl group containing ether groups, groups, groups, or groups
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C51/00Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides
    • C07C51/347Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by reactions not involving formation of carboxyl groups

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

Przedmiotem zgłoszenia jest sposób otrzymywania kwasu diglikolowego, który polega na tym, że kwas chlorooctowy rozpuszcza się w mieszaninie rozpuszczalników organicznych o wzajemnym stosunku objętościowym od 1 do 1,8, otrzymując roztwór od 5% wag. do 10% wag., korzystnie 8% wag.  kwasu chlorooctowego, po czym wprowadza się od 3,0 do 3,5 mola, korzystnie 3,3 mola drobno zmielonego wodorotlenku potasu lub wodorotlenku sodu, korzystnie wodorotlenku sodu, względem każdego 1 mola kwasu chlorooctowego, intensywnie miesza od 310 rpm do 750 rpm korzystnie 600 rpm, w czasie 24h do 72h, korzystnie 48h w temperaturze 15°C do 25°C, korzystnie 20°C, następnie dekantuje się nadmiar rozpuszczalników znad osadu, a wydzielony produkt rozpuszcza w wodzie, korzystnie stosując ekwiwalentne objętościowo ilości wody względem mieszaniny rozpuszczalników organicznych, zakwasza wprowadzając od 3,0 mola do 3,5 mola kwasu mineralnego względem zastosowanego wodorotlenku. korzystnie 3,3 mola 1 M kwasu solnego, otrzymany roztwór wodny odsala się metodą elektrodializy przy 100 A/m<sup>2</sup> do 400 A/m<sup>2</sup>, korzystnie 300 A/m<sup>2</sup> nie przekraczając 2 V/parę membran, odparowuje wodę w temperaturze od 30°C do 60°C, korzystnie 40°C pod obniżonym ciśnieniem, od 42 mbar do 194 mbar, korzystnie 72 mbar.

Description

Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest sposób otrzymywania kwasu diglikolowego przeznaczony do syntezy chemicznej związków mających zastosowanie jako plastyfikatory tworzyw sztucznych oraz niskolotne rozpuszczalniki organiczne.
Reakcje kwasu chlorooctowego w układach alkalicznych, przy znacznym rozcieńczeniu substratów poniżej 5% wag. powinny prowadzić do otrzymania kwasu glikolowego lub w mniejszym stopniu do jego estru. Przeciwnie do przewidywań w reakcji kwasu chlorooctowego z wodorotlenkiem potasu lub wodorotlenkiem sodu w postaci zawiesiny wmieszanie rozpuszczalników dimetylosulfotlenku i dieteru oligoglikoli etylenowych, otrzymano w temperaturze otoczenia sól kwasu diglikolowego z wysoką wydajnością, powyżej 95% wag. Zobojętnienie tej mieszaniny kwasem mineralnym i odsolenie umożliwiło wyodrębnienie czystego kwasu diglikolowego.
Z literatury niepatentowej znane jest zastosowanie reakcji Heintza [W. Heintz, Ueber die Diglycolsaure (Paraapfelsaure), „Annalen der Physik”, 191 (2), 1862, s. 280-295, DOI: 10.1002/andp.
18621910206], w której to kwas chlorooctowy reaguje w obecności wodorotlenku sodu do soli sodowej kwasu glikolowego i soli sodowej kwasu chlorooctowego. Dopiero ogrzanie tej mieszaniny powoduje otrzymanie eteru, diglikolanu sodu, a po zakwaszeniu mieszaniny poreakcyjnej i jej oczyszczeniu możliwe jest wydzielenie produktu, kwasu diglikolowego. Niedogodnością powyższego rozwiązania jest często niestechiometryczny stosunek produktów, tj. soli sodowej kwasu glikolowego do soli sodowej kwasu chlorooctowego, co w kolejnym etapie syntezy wpływa na niską wydajność reakcji względem kwasu diglikolowego (< 45% wag.).
Ponadto z Wurtza [A. Wurtz. Umwandlung des Aethylens zu complicirteren organischen Sauren. „Justus Liebigs Annalen der Chemie”. 117 (1), s. 136-140, 1861. DOI: 10.1002/jlac.18611170114] znana jest reakcja umożliwiająca otrzymywanie kwasu diglikolowego poprzez utlenianie diglikolu etylenowego za pomocą stężonego kwasu azotowego(V). W reakcji tej każdy 1 mol substratu, diglikolu etylenowego, reaguje z 4 molami kwasu azotowego(V) i stechiometrycznie prowadzi do otrzymania 4 moli toksycznych tlenków azotu, głównie tlenku azotu(lV). Praktycznie każdy 1 mol diglikolu etylenowego prowadzi do otrzymania większej liczby moli gazowych produktów ubocznych, niż obliczone stechiometryczne 4 mole mieszaniny, tlenków azotu. Ponadto, selektywność reakcji ściśle zależy od temperatury procesu utleniania diglikolu etylenowego, ze względu na egzotermiczny przebieg tej reakcji, metoda ta jest bardzo trudna do kontrolowania, przez to mało powtarzalna, co wpływa na niską selektywność reakcji, a tym samym na niską wydajność. Konieczność ciągłego termostatowania mieszaniny reakcyjnej metoda ta jest kosztowna. Jedynie pewnym rozwiązaniem jest wykorzystanie metod wielokrotnej krystalizacji, które umożliwiają otrzymanie kwasu diglikolowego z około 60% wydajnością [US 4066691. M. Schroder. Process for the production of pure diglycolic acid by oxidation if diethylene glycol with nitric acid, published 1978-1-3, assigned to Chemische Werke Hols AG]; [Erk, Condensation of diglycolic acid dichloride with polyglycols, 5. An improved synthesis of cyclic polyether-esters by cyclization, Liebigs Ann. Chem., 1991 (10), pp. 1083-1084, doi:10.1002/jlac. 1991199101186]. Ponadto w metodzie tej stosuje się toksyczne katalizatory reakcji, takie jak tlenek wanadu. Wyjątek stanowi katalizator platynowy lub bizmutowych umożliwiający otrzymanie kwasu diglikolowego z diglikolu etylenowego odpowiednio z prawie 90% lub 95% wydajnością, jednak technologie te w skali przemysłowej nadal są zbyt drogie. [Y-Y. Zhang, Z.-Y. Liang, Y.-D. Zhang (May 2012), [PDF Preparation of Diglycolic Acid via Oxidation of Diethylene Glycol with Molecular Oxygen”, Fine Chemicals]; [US 4256916, D.L. Morris, W.J. Gammans, J.D. Holmes, Oxidation of polyethylene glycols to dicarboxylic acids, published 1981 -3-17, assigned to Eastman Kodak Co.].
Niedogodnością dotychczas stosowanych metod jest niezadowalająca przemysłowo wydajność i selektywność, natomiast tworzące się podczas reakcji toksyczne związki uboczne powodują, że nie są to technologie przyjazne dla środowiska.
Zagadnieniem technicznym wymagającym rozwiązania jest opracowanie nowego, sposobu otrzymywania kwasu diglikolowego z kwasu chlorooctowego prowadzonego w temperaturze otoczenia, w zawiesinie wodorotlenku sodu lub wodorotlenku potasu w mieszaninie rozpuszczalników dimetylosulfotlenku z dieterami oligoglikoli etylenowych.
Sposób otrzymywania kwasu diglikolowego polega na tym, że kwas chlorooctowy rozpuszcza się w mieszaninie rozpuszczalników organicznych o wzajemnym stosunku objętościowym od 1 do 1,8, otrzymując roztwór od 5% wag. do 10% wag., korzystnie 8% wag. kwasu chlorooctowego, po czym wprowadza się od 3,0 do 3,5 mola, korzystnie 3,3 mola drobno zmielonego wodorotlenku potasu lub wodorotlenku sodu, korzystnie wodorotlenku sodu, względem każdego 1 mola kwasu chlorooctowego, intensywnie miesza od 310 rpm do 750 rpm, korzystnie 600 rpm, w czasie 24 h do 72 h, korzystnie 48 h w temperaturze 15°C do 25°C, korzystnie 20°C, następnie dekantuje się nadmiar rozpuszczalników znad osadu, a wydzielony produkt rozpuszcza w wodzie, korzystnie stosując ekwiwalentne objętościowo ilości wody względem mieszaniny rozpuszczalników organicznych, zakwasza wprowadzając od 3,0 mola do 3,5 mola kwasu mineralnego względem zastosowanego wodorotlenku, korzystnie 3,3 mola 1 M kwasu solnego, otrzymany roztwór wodny odsala się metodą elektrodializy przy 100 A/m2 do 400 A/m2, korzystnie 300 A/m2 nie przekraczając 2 V/parę membran, odparowuje wodę w temperaturze od 30°C do 60°C, korzystnie 40°C pod obniżonym ciśnieniem, od 42 mbar do 194 mbar, korzystnie 72 mbar.
Korzystnie w sposobie otrzymywania kwasu diglikolowego według wynalazku jako mieszaninę rozpuszczalników organicznych stosuje się dimetylosulfotlenek z dieterami oligoglikoli etylenowych.
Korzystnie w sposobie otrzymywania kwasu diglikolowego według wynalazku jako rozpuszczalniki z grupy dieterów oligoglikoli etylenowych stosuje się pochodne eterów diglikoli etylenowych dipodstawionych takich jak: dieter glikolu dietylenowcgo, dieter glikolu dimetylenowego, korzystnie stosuje się dieter glikolu dietylenowego.
Zaletą rozwiązania według wynalazku jest otrzymanie czystego kwasu diglikolowego w reakcji zachodzącej w temperaturze otoczenia z wysoką selektywnością i wydajnością, niewymag ającą zastosowania katalizatora i kontroli temperatury reakcji oraz ograniczenie otrzymywania toksycznych produktów ubocznych. Dodatkowo w sposobie według wynalazku wykorzystano przyjazne dla środowiska niskolotne rozpuszczalniki polarne.
Zgodnie z wynalazkiem, w reakcji kwasu chlorooctowego z wodorotlenkiem sodu lub wodorotlenkiem potasu, w mieszaninie rozpuszczalników dimetylosulfotlenku i dieteru oligoglikoli etylenowych, możliwe jest otrzymanie kwasu diglikolowego z wysoką wydajnością reakcji. Ponadto, reakcja ta zachodzi z wysoką selektywnością w temperaturze otoczenia i nie wymaga wykorzystania katalizatorów, tym samym, w metodzie tej otrzymuje się produkt o wysokiej czystości.
Przedmiot wynalazku przedstawiony jest w poniższych przykładach wykonania.
Przykład 1
Kolbe stożkową o pojemności 50 cm3 zaopatrzoną w dipol mieszający, umieszcza się na mieszadle magnetycznym, następnie wprowadza się 1,25 g kwasu chlorooctowego, 4,5 cm3 dimetylosulfotlenku oraz 8,2 cm3 dieteru diglikolu dietylenowego. Zawartość kolby miesza się 410 rpm do całkowitego rozpuszczania kwasu chlorooctowego, po czym wprowadza się 1,75 g drobno zmielonego wodorotlenku sodu i zwiększa obroty mieszadła do 600 rpm intensywnie mieszając zawartość kolby przez 48 godziny, w temperaturze otoczenia. Produkt w postaci soli sodowej kwasu diglikolowego wytrąca się z mieszaniny i agreguje przy dnie i na ścinkach kolby stożkowej. Nadmiar mieszaniny rozpuszczalników, dimetylosulfotlenku oraz dieteru diglikolu dietylenowego dekantuje się znad osadu. Osad rozpuszcza się w 20 cm3 wody i zakwasza się wprowadzając 13,3 cm3 1 M kwasu solnego. Otrzymany roztwór odsala się metodą elektrodializy przy 300 A/m2 nie przekraczając 2 V/parę membran i odparowuje się wodę w temperaturze 40°C i przy ciśnieniu 72 mbar.
Otrzymuje się 0,87 g produktu zanieczyszczonego poniżej 1.5% wag. kwasem glikolowym i pozostałościami rozpuszczalników organicznych.
Przykład 2
Kolbę stożkową o pojemności 50 cm3 zaopatrzoną w dipol mieszający, umieszcza się na mieszadle magnetycznym, następnie wprowadza się 1,25 g kwasu chlorooctowego, 4,5 cm3 dimetylosulfotlenku oraz 18,2 cm3 dieteru diglikolu dimetylowego. Zawartość kolby miesza się 410 rpm do całkowitego rozpuszczania kwasu chlorooctowego, po czym wprowadza się 1,75 g drobno zmielonego wodorotlenku sodu i zwiększa obroty mieszadła do 600 rpm intensywnie mieszając zawartość kolby przez 48 godzin, w temperaturze otoczenia. Produkt w postaci soli sodowej kwasu diglikolowego wytrąca się z mieszaniny i agreguje przy dnie i na ścinkach kolby stożkowej. Nadmiar mieszaniny rozpuszczalników, dimetylosulfotlenku oraz dieteru diglikolu dietylenowego dekantuje się znad osadu. Osad rozpuszcza się w 20 cm3 wody i zakwasza się wprowadzając 13,3 cm3 1 M kwasu solnego. Otrzymany roztwór odsala się metodą elektrodializy przy 300 A/m2 nie przekraczając 2 V/parę membran i odparowuje się wodę w temperaturze 40°C i przy ciśnieniu 72 mbar.
Otrzymuje się 0,83 g produktu zanieczyszczonego poniżej 1,0% wag. kwasem glikolowym i pozostałościami rozpuszczalników organicznych.

Claims (3)

1. Sposób otrzymywania kwasu diglikolowego znamienny tym, że kwas chlorooctowy rozpuszcza się w mieszaninie rozpuszczalników organicznych o wzajemnym stosunku objętościowym od 1 do 1,8, otrzymując roztwór od 5% wag. do 10% wag., korzystnie 8% wag. kwasu chlorooctowego, po czym wprowadza się od 3,0 do 3,5 mola, korzystnie 3,3 mola drobno zmielonego wodorotlenku potasu lub wodorotlenku sodu, korzystnie wodorotlenku sodu, względem każdego 1 mola kwasu chlorooctowego, intensywnie miesza od 310 rpm do 750 rpm, korzystnie 600 rpm, w czasie 24 h do 72 h, korzystnie 48 h w temperaturze 15°C do 25°C, korzystnie 20°C, następnie dekantuje się nadmiar rozpuszczalników znad osadu, a wydzielony produkt rozpuszcza w wodzie, korzystnie stosując ekwiwalentne objętościowo ilości wody względem mieszaniny rozpuszczalników organicznych, zakwasza wprowadzając od 3,0 mola do 3,5 mola kwasu mineralnego względem zastosowanego wodorotlenku, korzystnie 3,3 mola 1 M kwasu solnego, otrzymany roztwór wodny odsala się metodą elektrodializy przy 100 A/m2 do 400 A/m2, korzystnie 300 A/m2 nie przekraczając 2 V/parę membran, odparowuje wodę w temperaturze od 30°C do 60°C, korzystnie 40°C pod obniżonym ciśnieniem, od 42 mbar do 194 mbar, korzystnie 72 mbar.
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako mieszaninę rozpuszczalników organicznych stosuje się dimetylosulfotlenek z dieterami oligoglikoli etylenowych.
3. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że jako rozpuszczalniki z grupy dieterów oligoglikoli etylenowych stosuje się pochodne eterów diglikoli etylenowych dipodstawionych takich jak: dieter glikolu dietylenowcgo, dieter glikolu dimetylenowego, korzystnie stosuje się dieter glikolu dietylenowego.
PL439753A 2021-12-06 2021-12-06 Sposób otrzymywania kwasu diglikolowego PL244727B1 (pl)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL439753A PL244727B1 (pl) 2021-12-06 2021-12-06 Sposób otrzymywania kwasu diglikolowego

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL439753A PL244727B1 (pl) 2021-12-06 2021-12-06 Sposób otrzymywania kwasu diglikolowego

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL439753A1 PL439753A1 (pl) 2023-06-12
PL244727B1 true PL244727B1 (pl) 2024-02-26

Family

ID=86701217

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL439753A PL244727B1 (pl) 2021-12-06 2021-12-06 Sposób otrzymywania kwasu diglikolowego

Country Status (1)

Country Link
PL (1) PL244727B1 (pl)

Also Published As

Publication number Publication date
PL439753A1 (pl) 2023-06-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI476228B (zh) Production method of aliphatic polycarbonate
KR100570861B1 (ko) 아민옥사이드의제조방법
US9365531B2 (en) Method for selectively oxidizing 5-hydroxymethyl furaldehyde
US9302970B2 (en) Process for preparation of alkynyl carboxylic acids
JP5701524B2 (ja) 1−アルキルグリセロールエーテルの調製方法
PL244727B1 (pl) Sposób otrzymywania kwasu diglikolowego
CN104926661A (zh) 一种溴硝醇的合成方法
US20070110701A1 (en) Acyloxyacetic acid polymer and process for producing the same
JP2011105762A (ja) 1−ヒドロペルオキシ−16−オキサビシクロ[10.4.0]ヘキサデカンの調製方法
FI88028C (fi) Foerfarande foer framstaellning av -hydroxismoersyra och dess salter medelst hydrolysering av oligomerer av -hydroxismoersyra vid basiska betingelser
PL244742B1 (pl) Sposób otrzymywania kwasu glikolowego
JPH10509450A (ja) ビス(2,2−ジニトロプロピル)ホルマール(bdnpf)の合成
JP2009242370A (ja) トルイジン化合物の製造方法
CA2132292A1 (en) Process for preparing alkyl 3-hydroxy-2,4,5-trifluorobenzoates and/or alkyl 3-alkoxy-2,4,5-trifluorobenzoates
EP1041061A2 (en) Process for producing alkyl-substituted hydroquinones
RU2757739C1 (ru) Способ получения 2,4-дихлорфеноксиуксусной кислоты
JPH10509707A (ja) ビス(2,2−ジニトロプロピル)アセタール(bdnpa)の合成
JP2011241200A (ja) スチレンオキシド化合物の製造方法
JPH03101672A (ja) 2,5―フランジカルボキシアルデヒドの製法
JP2003104932A (ja) 4−ヒドロキシフェニルピルビン酸の製造方法
US3337624A (en) Amides of 4, 5, 6-trichloroisophthalic acid
JP2019142842A (ja) カルボニル化合物の製造方法
JP3959444B2 (ja) イソフタル酸ジエステルスルホン酸誘導体の製造方法
JP4916248B2 (ja) アミノ基含有アルケンの製造方法
JP4475862B2 (ja) ヒドロキシラクトンの製造方法