PL248401B1

PL248401B1 - Sposób otrzymywania alkalicznych roztworów oligo(eter)oli

Info

Publication number: PL248401B1
Application number: PL445167A
Authority: PL
Inventors: Andrzej Milewski; Michał Rabiej; Łukasz Czapura; Jakub Ćwiertnia
Original assignee: Politechnika Śląska
Priority date: 2023-06-06
Filing date: 2023-06-06
Publication date: 2025-12-08
Also published as: PL445167A1

Abstract

Przedmiotem zgłoszenia jest sposób otrzymywania alkalicznych roztworów oligo(eter)oli, który polega na tym, że 1 część masową zasady rozpuszcza się w od 0,4 do 06 części masowych wody zdejonizowanej i ogrzewa w temperaturze od 60°C do 95°C, korzystnie 90°C intensywnie mieszając do całkowitego rozpuszczenia zasady, po czym wprowadza od 1 do 3 części masowych oligo(eter)olu względem zasady, przy zachowaniu niezmiennej temperatury roztworu, schładza do temperatury w zakresie od 20°C do 25°C, korzystnie 20°C.

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób otrzymywania alkalicznych roztworów oligo(eter)oli. Alkaliczne roztwory oligo(eter)oli stosowane są w syntezie organicznej do otrzymywania amfifilowych związków organicznych, polarnych polimerów i żywic polimerowych, które znajdują zastosowanie jako flokulanty, jonowe związki powierzchniowo czynne, czy stabilizatory suspensji lub emulsji.

Powszechnie znany jest sposób otrzymywania alkoholanów w reakcji litowców oraz wodorków litowców z alkoholami. Dotychczas znany jest sposób otrzymywania alkoholanów poprzez wykorzystanie stężonych 40-50% roztworów wodnych mocnych wodorotlenków litowców. W przeciwieństwie do alkoholanów, mieszaniny wodorotlenków jednak niechętnie reagują z grupami hydroksylowymi alkoholi, tym samym do poprawy stopnia przemiany reakcji wymagane jest podgrzanie mieszaniny reakcyjnej powyżej 100°C, lub obniżenie ciśnienia.

Ponadto z pracy [C. Garcia-Saneho, i in., Catal. Today. 167 (2011) 84-90; M. Kameche, i in., Desalination. 154 (2003) 9-1; Z. Wang i in., Green Chem. 12 (2010) 2189] znany jest sposób polegający na wykorzystaniu reaktywnego substratu lub selektywnego katalizatora reakcji. Bezpośrednie wprowadzenie ługów sodowych lub ługów potasowych do mieszaniny reakcyjnej zawierającej alkohole powoduje wytrącenie się zawiesin wodorotlenku sodu lub potasu i zmniejszenie jego reaktywności. Wymusza to konieczność zastosowania nadmiarowej ilości wodorotlenku sodu lub potasu względem znanej stechiometrii reakcji i przyczynia się do spadku selektywności reakcji, lub umożliwia zachodzenie reakcji ubocznych samego produktu, jak m. in. w alkalicznej hydrolizie [A. Milewski, i in., ACS Sustain. Chem. Eng. 6 (2018) 13208-13216; J. Barrault, i in., Top. Catal. 27 (2004) 137-142; P. Bookong, i in., Chem. Eng. J. 275 (2015) 253-261; M. Sutter, i in., Green Chem. 15 (2013) 786; A. Milewski, i in., ACS Sustain. Chem. Eng. 7 (2019) 18640-18646].

Stwierdzono nieoczekiwanie podczas prowadzonych prac badawczych, że wprowadzenie silnej zasady w stanie przesycenia do oligo(eter)olu nie powoduje wytrącenia się krystalicznych form zasady, pod warunkiem, że podczas ochładzania podtrzymuję się temperaturę przesyconego roztworu wodorotlenku sodu lub wodorotlenku potasu oraz pozostałych reagentów, jednocześnie zapewniając odpowiedni stosunek grup hydroksylowych i eterowych zdolnych do stabilizacji kationu sodowego, przypuszczalnie wynikający z liczby koordynacyjnej kationu.

Zagadnieniem technicznym wymagającym rozwiązania jest opracowanie nowego, innowacyjnego sposobu otrzymania alkalicznych roztworów oligo(eter)oli do zastosowania w reakcjach organicznych, jako reaktywny układ reakcyjno-rozpuszczalnikowy.

Sposób otrzymywania alkalicznych roztworów oligo(eter)oli polega na tym, że 1 część masową zasady rozpuszcza się od 0,4 do 0,6 części masowych wody zdejonizowanej i ogrzewa w temperaturze od 60°C do 95°C, korzystnie 90°C intensywnie mieszając do całkowitego rozpuszczenia zasady, po czym wprowadza od 1 do 3 części masowych oligo(eter)olu względem zasady przy zachowaniu niezmiennej temperatury roztworu, schładza do temperatury w zakresie od 20°C do 25°C, korzystnie 20°C.

Korzystnie w sposobie otrzymywania według wynalazku jako zasadę stosuje się wodorotlenek sodu lub wodorotlenek potasu.

Korzystnie w sposobie otrzymywania według wynalazku jako oligo(eter)ol stosuje się glicerol lub jego oligoeterolowe pochodne jak diglicerol, triglicerol i tetraglicerol oraz glikol etylenowy lub jego oligoeterolowe pochodne jak diglikolu etylenowy, triglikol etylenowy, tetraglikol etylenowy, lub poliglikole etylenowe ciekłe o ciężarze cząsteczkowym od 400 g/mol do 600 g/mol, korzystnie 600 g/mol.

Zaletą rozwiązania według wynalazku jest otrzymanie układu koordynacyjnego oligo(eter)ol/kation sprzężonego z reaktywnym anionem hydroksylowym w reakcjach dehydrohalogenacji, eteryfikacji lub transestryfikacji, który przy zastosowaniu nadmiaru oligo(eler)oIu stanowi rozpuszczalnik reakcji. Dzięki temu uzyskuje się reaktywność zbliżoną do alkoholanów, zyskując dodatkową stabilność układu na działanie atmosferycznego tlenku węgla(IV) i wilgoci.

Przedmiot wynalazku bliżej objaśniono w poniższych przykładach wykonania.

Przykład 1

Do reaktora o pojemności 1200 cm³ wprowadzono 450 g wodorotlenku sodu i 200 g wody zdejonizowanej, mieszaninę intensywnie mieszano i ogrzewano w temperaturze 90°C do całkowitego rozpuszczenia wodorotlenku sodu. Do reaktora wprowadzono 450 g bezwodnego glicerolu utrzymując temperaturę 90°C, po czym mieszaninę ochłodzono do temperatury 22°C.

Przykład 2

Do reaktora o pojemności 1200 cm³ wprowadzono 300 g wodorotlenku potasu i 180 g wody zdejonizowanej, mieszaninę intensywnie mieszano i ogrzewano w 75°C do całkowitego rozpuszczenia wodorotlenku potasu. Do reaktora wprowadzono 700 g bezwodnego glikolu etylenowego utrzymując temperaturę 75°C, po czym mieszaninę ochłodzono do temperatury 20°C.

Przykład 3

Do reaktora o pojemności 1200 cm³ wprowadzono 200 g wodorotlenku sodu i 100 g wody zdejonizowanej, mieszaninę intensywnie mieszano i ogrzewano w 60°C do całkowitego rozpuszczenia wodorotlenku sodu. Do reaktora wprowadzono 600 g bezwodnego triglicerolu utrzymując temperaturę 60°C, po czym mieszaninę ochłodzono do temperatury 25°C.

Przykład 4

Jak w przykładzie 3, przy czym zamiast bezwodnego triglicerolu stosuje się bezwodny PEG o ciężarze cząsteczkowym 400 g/mol.

Przykład 5

Jak w przykładzie 3, przy czym zamiast bezwodnego triglicerolu stosuje się bezwodny PEG o ciężarze cząsteczkowym 600 g/mol i zamiast 60°C utrzymuje się temperaturę 90°C, w celu obniżenia lepkości mieszaniny.

Przykład 6

Jak w przykładzie 3, przy czym zamiast bezwodnego triglicerolu stosuje się bezwodny tetraglicerol i zamiast 60°C utrzymuje się temperaturę 95°C, w celu obniżenia lepkości mieszaniny.

Claims

1. Sposób otrzymywania alkalicznych roztworów oligo(eter)oli znamienny tym, że 1 część masową zasady rozpuszcza się od 0,4 do 0,6 części masowych wody zdejonizowanej j ogrzewa w temperaturze od 60°C do 95°C, korzystnie 90°C intensywnie mieszając do całkowitego rozpuszczenia zasady, po czym wprowadza od 1 do 3 części masowych oligo(eter)olu względem zasady przy zachowaniu niezmiennej temperatury roztworu, schładza do temperatury w zakresie od 20°C do 25°C, korzystnie 20°C.

2. Sposób otrzymywania alkalicznych według zastrz. 1 znamienny tym, że jako zasadę stosuje się wodorotlenek sodu lub wodorotlenek potasu.

3. Sposób otrzymywania alkalicznych według zastrz. 1 znamienny tym, że jako oligo(eter)ol stosuje się glicerol lub jego oligoeterolowe pochodne jak diglicerol, triglicerol i tetraglicerol oraz glikol etylenowy lub jego oligoeterolowe pochodne jak diglikolu etylenowy, triglikol etylenowy, tetraglikol etylenowy, lub poliglikole etylenowe ciekłe o ciężarze cząsteczkowym od 400 g/mol do 600 g/mol, korzystnie 600 g/mol.