PL99060B1 - Sposob wytwarzania 1,3,5-troj/2-hydroksy-3-chloropropylo/izocyjanuranu - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarza¬ nia },3,5-trój(2-hydroksy - 3 - chloropropylo)izo¬ cyjanuranu, czystego zwiazku, który moze byc przeznaczony do syntezy polieterów, poliestrów, poliuretanów i epoksydów, charakteryzujacych sie podwyzszona odpornoscia termiczna, i chemiczna oraz ograniczona palnoscia.Znane dotychczas sposoby otrzymywania tego zwiazku , polegaja na przylaczeniu epichlorohydry- ny do kwasu cyjanurowego w obecnosci kataliza¬ torów kwasnych lub zasadowych przy stosunku 6 do 90 moli epichlorohydryny na 1 mol kwasu w temperaturach 80 do 140°C.W opisie patentowym nr 58921 podany jest spo¬ sób wytwarzania rozgalezionych polieterów do produkcji poliuretanów, w którym na suspensje kwasu cyjanurowego w obojetnym organicznym rozpuszczalniku weglowodorowym lub chlorowco¬ pochodnych weglowodorowych dziala sie tlenkami alkilenowymi oraz epichlorowcohydryna.Proces prowadzony jest w temperaturze 80— 200°C, pod cisnieniem 1—10 ata w obecnosci ka¬ talizatora alkalicznego. Tworzacy sie posrednio w trakcie procesu w niewielkich ilosciach 1,3,5-trój (2-hydroksy - 3 - chloropropyloizocyjanian) w tych Warunkach nie daje sie wydzielic z mieszaniny, gdyz reaguje on do odpowiedniego zwiazku poli¬ etylenowego.Wedlug opisu patentowego austriackiego nr 203216 reakcje kwasu cyjanurowego z epichloro- hydryna prowadzi sie w obecnosci -bezwodnych zasad alkalicznych a wydzielajaca sie wode kon¬ densacyjna usuwa sie azeotropowo w stanie wrze¬ nia. Produktem reakcji sa wielohydroksylowe ete¬ ry glicydowe, a ich synteza zwiazana jest z je¬ dnoczesnym przebiegiem reakcji przylaczenia epi¬ chlorohydryny do kwasu, dehydrochlorowania do polaczen glicydowych, kolejnej hydrolizy i ponow¬ nej reakcji przylaczenia.Wada tych sposobów jest koniecznosc uzycia du¬ zego nadmiaru epichlorohydryny, duzych ilosci katalizatorów oraz obecnosc produktów posrednich w mieszaninie poreakcyjnej.Dotychczas czystego produktu reakcji nie wy¬ odrebniano a jego roztwór w epichlorohydrynie poddawano dalszym przemianom chemicznym w kierunku syntezy izocyjanuranu trójglicydylu.Istota wynalazku jest sposób wytwarzania 1,3,5- trój^-hydroksy - 3 -. chloropropylo)izocyjanuranu — zwiazku przedstawionego wzorem 1, polegajacy na przylaczeniu epichlorohydryny do kwasu cyja¬ nurowego w obecnosci trzeciorzedowych amin ja¬ ko katalizatorów reakcji oraz wody lub z wod¬ nych roztworów formaldehydu jako rozpuszczal¬ ników surowców i produktów posrednich reakcji.Zastosowanie wody lub formaliny ma na celu przyspieszenie i zwiekszenie wydajnosci reakcji przy maksymalnym obnizeniu stosunku molowego epichlorohydryny do kwasu. Przy uzyciu wodnych 99 06099 060 3 roztworów formaldehydu wykorzystuje sie ponad¬ to odwracalny i równowagowy charakter reakcji przylaczania formaldehydu do kwasu cyjanuro¬ wego, zwiekszajacy jego rozpuszczalnosc w mie¬ szaninie reakcyjnej. Produkt wyodrebnia sie przez oddestylowanie lotnych skladników mieszaniny poreakcyjnej — nadmiaru epichlorohydryny oraz wody lub wodnego roztworu formaldehydu pod zmniejszonym cisnieniem.Sposób wytwarzania l,3,5-trój(2 - hydroksy - 3- -chloropropylo) izocyjanuranu wedlug wynalazku polega na ogrzewaniu 3 d<5 6 moli epichlorohy¬ dryny z 1 molem kwasu, cyjanurowego w obec¬ nosci 0,01—0,1 mola trzeciorzedowej aminy, takiej jak na przyklad trójetyloamina, N,N-dwumetylo- anilina, N-metylomorfolina, N-etylomorfolina, trój- etylenodwuarnina, trójetanoloamina.^Jako rozpuszczalnik surowców i produktów po¬ srednich stosuje sie wode w ilosci 0,5—10 moli na 1 mol kwasu cyjanurowego, wzglednie wodne roz¬ twory formaldehydu zawierajace podana ilosc wo¬ dy i 1—3 moli formaldehydu.Reakcje prowadzi sie w zakresie temperatur 80 do 120°C, najdogodniej w temperaturze 93 do 98°C, zapobiegajac w ten sposób hydrolizie epi¬ chlorohydryny. Temperature mieszaniny reakcyj¬ nej utrzymuje sie w wymaganym zakresie pro¬ wadzac reakcje poczatkowo w stanie lagodnego wrzenia bez lub z dozowaniem wody w etapie duzego efektu egzotermicznego. Po 3 do 12 godzi¬ nach reakcji wode lub wodny roztwór formalde¬ hydu oraz riieprzereagowana epichlorohydryne, od- destylowuje sie pod zmniejszonym cisnieniem w temperaturze nie wyzszej od 140°C. Destylat za¬ wraca sie do kolejnej syntezy. W wyniku otrzy¬ muje sie bezpostaciowy^ zywicowaty produkt z wydajnoscia J00% czystego zwiazku. Zawiera en 31,0*Vo wagowych pierscienia izocyjanurowego li¬ czonego jako C3N3O3, 10,#V< wagowych trzeciorze¬ dowego azotu oraz 26.2*/o wagowych chloru. Jego teoretyczna masa czasteczkowa wynosi 406.65 a teoretyczna liczba hydroksylowa 414 mg KOH/g.Gestosc tego zwiazku d420 — 1,486, wspólczynnik zalamania swiatla nD20 = 1,543 a temperatura mieknienia wynosi okolo 60 ±5°C.Sposobem wedlug wynalazku wytwarza sie 1,3,5- -trój(2-hydroksy - 3 - chlorapropylo)izocyjanuran z duza wydajnoscia z jednostki objetosci wyno¬ szaca okolo 0,8 do 0,9 kg % 1 litra. Proces jest latwy do kontrolowania i cechuje sie szybkim przebiegiem reakcji. W metodzie tej ^est r6wniez prosty sposób wyodrebniania czystego produktu oraz zawracania rozpuszczalników i nieprzereago- wanej epichlorohydryny do kolejnej syntezy. Pro¬ dukt uzyskuje sie z wydajnoscia teoretyczna i mo¬ ze on byc na goraco rozpuszczony w odpowied¬ nim rozpuszczalniku lub mieszany z innymi mo^ notnerami. 1,3,5-trój (2 - hydroksy-3-chloropropylo)- -izocyjanuran jest dogodnym pólproduktem do syntezy wielu zywic i polimerów, na przyklad po- lieterów, poliestrów, poliuretanów i epoksydów.Przyklad L Do 306 | (3,3 mola) epichloro¬ hydryny i 80 g 38 procentowej formaliny (okolo 4 1 mol formaldehydu) wprowadza sie przy miesza* niu 1 gram 0,01 mola trójetyloEfrniny i 129 g (1 mol) kwasu cyjanurowego. Calosc ogrzewa sie do stanu lagodnego wrzenia od 89 do 96°C i utrzy- muje w tym stanie przez 10 godzin. Po otrzyma¬ niu przezroczystego roztworu produktu reakcji od- destylowuje sie pod zmniejszonym cisnieniem w zakresie temperatur 60 do 130°C uzyta formaline i nadmiar epichlorohydryny w ciagu okolo 2 godz.Otrzymuje sie 407 g bezbarwnej przezroczystej substancji.Przyklad1 II. Do 370 g (4 mole) epichloro¬ hydryny wprowadza sie przy mieszaniu 9 g. (0,5 mola) wody, 3,6 g (0,03 mola N,N-dwumetyloani- liny i 129 g (1 mol) kwasu cyjanurowego. Calosc ogrzewa sie do stanu wrzenia i utrzymuje w tym stanie przez 30 do 45 minut. Po tym czasie ob¬ serwuje sie wzrost temperatury wrzenia do oko¬ lo. 97°C na skutek egzotermicznego przebiegu re- akcji. Dalszemu wzrostowi temperatury zapobiega sie dozujac przez kolejne 30 do 45 minut 45 g (2,5 mola) wody z taka szybkoscia, aby teiruperatutra wrzenia wynosila 95°C. Po zakonczeniu dozowa¬ nia wody i rozpuszczeniu isie kwasu mieszanine .reakcyjna utrzymuje sie przez 4 godz, w tempe¬ raturze 95°C a nastepnie w ciagu okolo 2 godz. w zakresie temperatur 60 do 130°C oddestylowuje sie pod zmniejszonym cisnieniem wode oraz nie- przereagowana epichlorohydryne. Otrzymuje sie okolo 407 g bezbarwnej przezroczystej zywicowa- tej substancji o liczbie kwasowej niniejszej od 1 mg KOH/g. Wydajnosc ^OO0/*.P r z y k l a d III. Do 555 g (6 moli) epiohloro- hydrymy wprowadza sie przy mieszaniu 9 g (0,06 £5 mola) trójetanoloaminy i 9 g (0,5 mola) wody i 120 g (1 mol) kwasu cyjanurowego. Calosc ogrze~ wa sie do stanu lagodnego wrzenia i utrzymuja w tym stanie (95 do 105°C) przez 3 godz. Nastep¬ nie temperature mieszaniny reakcyjnej obniza sde 4Q ^o 95°C i reakcje kontynuuje sie przez dalsze 5 godzin. Po oddestylowaniu epichlorohydryny poeH zlmmiejszonym cisnieniem otrzymuje sie okolo 407 g bezbarwnej przezroczystej zywicowatej substan¬ cji , . v 45 turze 80—140°C przy uzyciu katalizatora zasado^ wego, znamienny tym, ze proces prowadzi sde w ciagu 3—12 gadzim w obecnosci v 0,01.—0,06 mola trzeciorzedowych amin, korzystnie trój^tyloaminy, 55 trójetanoloaminy, N^-dwumetyloamiJiny, jako ka¬ talizatora oraz wobec 0,5—10 mciii wody lub wod- mego roztworu formaldehydu, zawierajacego pod¬ dana ilosc wody oraz 1—3 mole formaldehydfu, przy uzyciu 3—6 moli epichlorohydryny na mol 60 kwasu cyjanurowego a nastepnie ze srodowiska reakcji u^uwa sie przez oddestylowajiie pod zmniejiszcinym cisnieniem wode ewentualnie z for^ maldehydeim oraz nadmiar ^ichlorohydryny,99 060 I OH Cl CHrCH-CHi CH2-CH-CH2-NS ^-CH2-CH-CH2 Cl ÓH S OHC! O PL

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe Sposób wytwarzania 1,3,5-trój (2-hydroksy-3- -chloropropylo)-izocyjanuranu przez reakcje kwa- 50 $u cyjanurowego z epichlorohydryna w tempera* PL