PL29409B1 - Sposób wytwarzania kwasu glikolowego. - Google Patents

Description

Kwas glikolowy o wzorze CH2OH.. COOH wytwarzano 1) przez traktowa¬ nie kwasu jedno - chlorooctowego wodo¬ rotlenkiem potasu, 2) przez utlenianie glikolu etylenowego na aldehyd glikolowy, a nastepnie przez utlenianie tego aldehy¬ du na kwas glikolowy, oraz 3) przez wy¬ twarzanie cyjanohydryny z aldehydu mrówkowego oraz zmydianie tej cyjano¬ hydryny. Ze wzgledu na duzy koszt mate¬ rialów wyjsciowych kwas ten byl bardzo drogi i wskutek tego wprowadzony zostal do handlu zaledwie na mala skale pomimo znacznej jego wartosci.Zgodnie z wynalazkiem niniejszym kwas glikolowy wytwarza sie w sposób bardzo ekonomiczny przez dzialanie alde¬ hydem mrówkowym na tlenek wegla w obecnosci wody. Aldehyd mrówkowy albo jakikolwiek z jego polimerów mozna roz¬ puscic w wodzie w obecnosci kwasnego katalizatora i poddac ogrzewaniu pod cis¬ nieniem w atmosferze tlenku wegla, przy czym zachodzi nastepujaca reakcja: HCHO + CO + HOH -? CH2OH . COOH W nieobecnosci katalizatora reakcja rozpoczyna sie bardzo powoli, lecz od chwili rozpoczecia przebiega dosc szybko, poniewaz kwas glikolowy oraz uboczne produkty reakcji takie jak kwas mrówko¬ wy, przyspieszaja te reakcje. Najlepiej jest jednak zapoczatkowac reakcje przez zastosowanie .kwasnego katalizatora, ta¬ kiego jak kwas glikolowy albo mrówko-wy, solny, siarkowy lub fosforowy. Moz¬ na równiez stosowac kwasne sole kwasów nieorganicznych, takie jak kwasne siar¬ czany potasu oraz kwasne fosforany po¬ tasu, a takze fluorek boru, jak równiez sole i estry kwasów organicznych; na ogól skutecznymi katalizatorami przy tej reakcji sa katalizatory nieorganiczne al¬ bo organiczne, które po rozpuszczeniu .w wodzie wykazuja wartosc pH mniejsza od 7. Katalizatory takie stosuje sie najlepiej w ilosciach 0,02 — 1 mola na 1 mol alde¬ hydu mrówkowego, chociaz mozna stoso¬ wac równiez wieksze ilosci katalizatorów organicznych albo nieorganicznych. Zwiek¬ szajac ilosc wspomnianego katalizatora mozna przeprowadzac reakcje w nizszych temperaturach, i pod nizszymi cisnienia¬ mi.. Ilosc obecnej wody nie jest czynni¬ kiem decydujacym, lecz na ogól zaleca sie stosowac okolo 0,5 mola wody na 1 mol aldehydu, chociaz mozna stosowac rów¬ niez ilosc o wiele wieksza, gdyz wieksze ilosci wody po prostu rozcienczaja pro¬ dukt. W razie potrzeby oprócz wody na poczatku procesu moga byc obecne kwasy organiczne, takie jak kwas octowy, pro- pionowy, glikolowy, oraz ich estry. Tlenek wegla powinien sie znajdowac w dosta¬ tecznym nadmiarze, aby pokryc ilosc po¬ trzebna do reakcji oraz zapobiec rozkla¬ dowi aldehydu mrówkowego na tlenek wegla i wode. Mozna stosowac cisnienie zwykle, lecz najlepiej jest poslugiwac sie cisnieniami 5 — 1 500 atm. Temperatura reakcji wynosi zwykle 50° — 350°C, a najlepiej 140° — 225°C.Otrzymany produkt sklada sie z roz¬ tworu kwasu glikolowego z mala iloscia kwasu mrówkowego, niezmienionego alde¬ hydu mrówkowego, katalizatora i wody.Kwas glikolowy mozna oddzielic przez de¬ stylacje, najlepiej pod cisnieniem zmniej¬ szonym, wynoszacym np. 80 — 100 mm slupa rteci. Mozna go równiez otrzymy¬ wac ze stezonego roztworu przez krysta¬ lizacje po oddzieleniu katalizatora i usu¬ nieciu nadmiaru wody pod cisnieniem zmniejszonym.Przyklad I. W posrebrzonym auto¬ klawie umieszcza sie wodny roztwór, za¬ wierajacy 1 mol aldehydu mrówkowego w postaci stalego trójoksymetylenu, 9 mo¬ li wody i 0,1 mola stezonego kwasu siar¬ kowego. Ponad ciecz wprowadza sie tle¬ nek wegla i zwieksza jego cisnienie do 900 atm. Autoklaw wraz z zawartoscia ogrzewa sie mieszajac bez przerwy mniej wiecej do temperatury 130 — 200°C w ciagu godziny. Nastepnie cisnienie w auto¬ klawie wyrównywa sie z atmosferycznym przez otworzenie zaworu i wyjmuje za¬ wartosc z autoklawu; zawiera ona 94°/o kwasu glikolowego w stosunku do uzyte¬ go aldehydu mrówkowego.Przyklad II. W autoklawie wytrzymu¬ jacym duze cisnienie umieszcza sie wod¬ ny roztwór zawierajacy 1 mol aldehydu mrówkowego, 1 mol wody, 2 mole kwasu octowego oraz 0,10 mola kwasu solnego, jako katalizatora. Ponad ciecz wprowa¬ dza sie tlenek wegla i zwieksza cisnienie do 800 — 900 atm. Autoklaw wraz z za¬ wartoscia ogrzewa sie w ciagu godziny do temperatury 160 — 170°C mieszajac bez przerwy. Nastepnie cisnienie w auto¬ klawie wyrównywa sie z atmosferycznym przez otworzenie zaworu i wyjmuje za¬ wartosc z autoklawu. Po analizie stwier¬ dzono, iz otrzymano kwas glikolowy z wydajnoscia wynoszaca 98%.Proces wedlug wynalazku niniejszego mozna przeprowadzac w sposób ciagly i najlepiej jest wykonywac go w aparatu¬ rze odpornej na dzialanie kwasów. Moz¬ na przyjac, ze reakcja zachodzi w fazie cieklej. PL

Claims (3)

1. Zastrzezenia patentowe. 1. Sposób wytwarzania kwasu gliko¬ lowego, znamienny tym, ze wprowadza — .2 -rsie w reakcje aldehyd mrówkowy albo je¬ go polimer i tlenek wegla w obecnosci wo¬ dy oraz katalizatora o odczynie kwasnym, np. kwasu siarkowego, solnego, fosforowe¬ go, mrówkowego albo glikolowego, ich kwasnych soli lub estrów albo trójfluorku boru, najkorzystniej pod cisnieniami za¬ wartymi pomiedzy cisnieniem atmosfe¬ rycznym a cisnieniem 1 500 atm.
2. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, zna¬ mienny tym, ze proces przeprowadza sie pod cisnieniem co najmniej 5 atm i w tem¬ peraturze 50 — 350°C, a najlepiej 140 — 225°C.
3. 3. Sposób wedlug zastrz. 1 i 2, zna¬ mienny tym, ze stosuje sie mieszanine re¬ akcyjna, zawierajaca co najmniej 0,5 mo¬ la wody i 0,2 — 1 mola katalizatora na 1 mol aldehydu mrówkowego. E. I. D u Pont de Nemours and Co. Zastepca: M. Skrzypkowski, rzecznik patentowy. DRUK. M. ARCT. CZERNIAKOWSKA 225 PL