SE519125C2

SE519125C2 - Förfarande för alkylering av en alkoxylerad mono-, di-, tri- eller polyhydroxiförening

Info

Publication number: SE519125C2
Application number: SE0104013A
Authority: SE
Inventors: Keith Ogemark; Mircea Manea
Original assignee: Perstorp Specialty Chem Ab
Priority date: 2001-11-30
Filing date: 2001-11-30
Publication date: 2003-01-14
Also published as: SE0104013L; AU2002353747A1; WO2003046048A1

Description

519 125 Alkyletrar används i organiska reaktioner och extraktioner, som mjukgörare, som bärare av andra produkter, som anestetikum och som oktan- och syreförhöj are i motorbränsle. De flesta etrar har låg löslighet i vatten, men löser de ﬂesta organiska föreningar, och har därför funnit stor användning i färg- och lackborttagare, som högkokande lösningsmedel för gummi, hartser och vaxer, i smörjoljor, som extraktionslösningsmedel inom doftindustrin och som inerta reaktionsmedia inom den farmacevtiska industrin. Många utvecklingsarbeten har inriktats på fberedning av lufttorkande prepolymerer eller -oligomerer. Allylgrupper har således inkorporerats i lågmolekylära polyestrar, polyuretaner och fonnaldehydkondensat.

Kopolymerer av till exempel trimetylolpropandiallyleter och omättade polyestrar i UV-härdande beläggningar och användning av allyletrar av polyalkoholer som härdningsmedel i akryliska fotolacker är några exempel.

Alkyletrar av alkoxylerade mono-, di-, tri- och polyhydroxiföreningar, såsom alkoxylerade mono-, di-, tri- och polyalkoholer, har sällsynt rapporterats i den kemiska litteraturen.

Undantag innefattar det europeiska patentet 158 053, den europeiska patentansökan 066 179 och det tyska patentet 41 38 166. EP 158 053 visar, bland sulfonerade polyoxialkylenetrar, även allyl- och metallyletrar av etoxylerade och/eller propoxylerade polyalkoholer, såsom glycerol, trimetylolpropan och trimethylolbutan och lär ut ett förfarande för framställning därav. Förfarandet som visas i EP 158 053 innefattar att en acetal eller ketal av närrmd polyalkohol reageras med etylen- och/eller propylenoxid, att erhållen polyeter reageras med en alkalimetall eller dess alkoholat varvid en alkalipolyeter erhålls, att nämnd alkalipolyeter reageras med en allyl- eller metallylhalid och att acetalen eller ketalen slutligen genom reaktion med en syra spräcks. EP 066 179 lär ut ett förfarande för beredning av polyoxialkylenmonoallyl- eller -monometallyletrar varvid polyoxialkylenetrar först bereds genom stökiometrisk polymerisation av alkylenoxider i närvaro av alkalimetallalkoxider och varvid denna mellanprodukt sedan reageras med allyl- eller metallylhalid på konventionellt sätt. DE 41 38 166 visar ett förfarande för framställning av (met)allylpolyalkoxialkylenetrar vilket förfarande innefattar att en alkohol med formeln CH2=CRCH2(OC,,H2,,),,,OH reageras med överskott av NaOCH3 eller NaOH samtidigt som bildad metanol eller bildat vatten avdestilleras. Ett överskott av natriumklorid tillsättes sedan för reaktion med bildat natriumalkoholat.

Kända och oﬁa använda förfaranden för alkylering av mono-, di-, tri- och polyhydroxiföreningar kan typiskt beskrivas enligt följande. Mono-, di-, tri- eller polyhydroxiföreningen satsas i ett reaktionskärl och uppvärms till exempel till l20°C, varefter ett alkyleringsmedel, såsom en alkylhalid, successivt och kontinuerligt tillsammans med en katalysator, såsom en alkalimetallhydroxid, satsas till nämnd mono-, di-, tri- eller polyhydroxiförening. Alkyleringsmedlet och katalysatom satsas normalt samtidigt och med en hastighet som håller reaktionstemperaturen vid till exempel l20°C. Då ett sådant förfarande 519 125 används för att ﬁamställa alkyletrar av alkoxylerade mono-, di-, tri och polyhydroxiföreningar blir resultatet ofta en kraﬁig missfärgning (se även exempel 8 - jämförelse).

Det finns, då alkoxylerade mono-, di-, tri och polyhydroxiföreningar erbjuder många fördelar i förhållande till icke-alkoxylerade varianter, en efterfrågan på ett enkelt och pålitligt förfarande vari alkyletrar, såsom metyl- och allyletrar, erhålls utan kraftig missfärgning. Föreliggande uppﬁnning tillhandahåller helt oväntat ett nytt förfarande för alkylering av en alkoxylerad mono-, di-, tri- eller polyhydroxiförening. Mono-, di-, tri- och polyalkyl-, -alkenyl- eller -alkynyletrar med låga färgtal erhålls med nämnt förfarande.

F örfarandet enligt föreliggande uppﬁnning innefattar att a) minst en alkoxylerad mono-, di-, tri- eller polyhydroxiförening, b) en effektiv mängd av minst ett reduktionsmedel, c) minst ett alkyleringsmedel i en mängd motsvarande minst 0,1 mol per 1 mol hydroxylgrupper i nänmd mono-, di-, tri- eller polyhydroxiförening, d) en effektiv mängd, såsom 1-3 mol per 1 mol alkoxylerad mono-, di-, tri- eller polyhydroxiförening, av minst en basisk katalysator, och eventuellt e) minst ett lösningsmedel, satsas i ett reaktionskärl och blandas, att erhållen blandning under omröming uppvärms, stegvis eller successivt, till en temperatur av 30-180°C, såsom 40-l50°C eller 60-l20°C, eller till återﬂödestemperatur och kvarhålls tills alkyleringen är slutförd.

Förfarandet innefattar i föredragna utföringsformer att minst en alkoxylerad mono-, di-, tri- eller polyhydroxiförening (a), en effektiv mängd av minst ett reduktionsmedel (b) och eventuellt minst ett lösningsmedel (e) satsas i ett reaktionskärl och under omröming uppvärms till en temperatur av 20-l80°C såsom 30-l20°C, att en effektiv mängd, såsom 1-3 mol per l mol av nämnd mono-, di-, tri- eller polyhydroxiförening, av minst en basisk katalysator (d) tillsättes och blandas in i erhållen blandning, vareﬂer minst ett alkyleringsmedel (c) tillsättes i en mängd motsvarande minst 0,1 mol per 1 mol hydroxylgrupper i nämnd mono-, di-, tri- eller polyhydroxiförening, att erhållen blandning under omröming uppvärms stegvis eller successivt till eller hålles vid en temperatur av 30-l80°C, såsom 40-l50°C eller 60-l20°C, eller återﬂödestemperatur och kvarhålls tills alkyleringen är slutförd samt att bildat reaktionsvatten kontinuerligt avdrivs från reaktionsblandningen.

Molförhållandet mellan hydroxylgrupper, i nämnd alkoxylerad mono-, di-, tri- eller polyhydroxiförening (a) och alkyleringsmedel är företrädesvis mellan l:0,8 och l:l,2 och nämnt minst ett reduktionsmedel (b) är företrädesvis närvarande i en mängd av 0,01-0,5 519 125 vikts-%, såsom 0,05-0,2 vikts-%, räknat på satsad mängd av nämnd alkoxylerad mono-, di-, tri- eller polyhydroxiförening.

Genom att satsa hela mängden av samtliga råvaror innan alkylering påbörjas istället för, som i känd teknik, successivt under alkyleringen satsa alkyleringmedlet och katalysatom till mono-, di-, tri- eller polyhydroxiföreningen och genom att använda ett reaktionsmedel elimineras eller reduceras påtagligt ovan nämnda problem med kraftigt missfärgade produkter.

Nämnd minst en alkoxylerad mono-, di-, tri- eller polyhydroxiförening är företrädesvis minst en hydroxiﬁmktionell eter erhållen genom reaktion mellan minst en alkylenoxid, såsom etylenoxid, propylenoxid, lß-butylenoxid, 2,4-butylenoxid, cyklohexenoxid, butadienmonoxid och/eller fenyletylenoxid, och minst en mono-, di-, tri- eller polyhydroxiförening vid ett molförhållande nämnd alkylenoxid till nämnd mono-, di-, tri- eller polyhydroxiförening av till exempel mellan 0,1 till 1 och 20 till 1.

Nämnd minst en alkoxylerad mono-, di-, tri- eller polyhydroxiförening är i föredragna utföringsforrner av förfarandet enligt föreliggande uppﬁnning en alkoxylerad C1-C24-alkanol, Lco-diol, S-hydroxi-lß-dioxan, 5-hydroxialkyl-1,3-dioxan, 5-alkyl-5-hydroxialkyl-1,3-dioxan, 5,5-di(hydroxialkyl)-l,3-dioxan, 5-karboxi-1,3-dioxan, 5-karboxialkyl-1,3-dioxan, 5-alkyl- -S-karboxi-lß-dioxan, 5-alkyl-5-karboxialkyl-1,3-dioxan, Z-alkyl-lß-propandiol, 2,2-dialkyl- -lß-propandiol, 2-hydroxi-1,3-propandiol, 2-hydroxi-2-alkyl-1,3-propandiol, 2-hydroxialkyI- -2-alkyl-1,3-propandiol, 2,2-di(hydroxia1kyl)-1ß-propandiol, 2-karboxi-1 ,3 -propandiol, 2-karboxialkyl-1,3-propandiol, 3-alky1-3-(hydroxialkyl)oxetan och/eller 3,3-di(hydroxialkyl)- oxetan.

Nämnd minst en alkoxylerad mono-, di-, tri- eller polyhydroxiförening är i ytterligare föredragna utföringsformer av föreliggande uppfinning en dimer, trimer eller polymer av en alkoxylerad 1,oJ-diol, 5-hydroxi-1,3-dioxan, 5-hydroxialkyl-1,3-dioxan, S-alkyl-S-hydroxi- alkyl-1,3-dioxan, 5,5-di(hydroxialkyl)-l,3-dioxan, 5-karboxi-1,3-dioxan, 5-karboxialkyl- -1,3-dioxan, S-alkyl-S-karboxi-l,3-dioxan, 5-alkyl-5-karboxialkyl-1,3-dioxan, 2-alkyl-l,3- -propandiol, 2,2-dialkyl-lß-propandiol, 2-hydroxi-1,3-propandiol, 2-hydroxi-2-alkyl- -lß-propandiol, 2-hydroxialkyl-2-alkyl-l,3-propandiol, 2,2-di(hydroxialkyl)-l,3-propandiol, 2-karboxi-1,3-propandiol, 2-karboxialkyl-1,3-propandiol, 3-alkyl-3-(hydroxialkyl)oxetan och/eller 3,3-di(hydroxialkyl)oxetan.

Nämnd minst en alkoxylerad mono-, di-, tri- eller polyhydroxiförening är i än ytterligare föredragna utföringsformer av föreliggande uppﬁnning en alkoxylerad dimer, trimer eller polymer av en CI-CM-alkanol, Lw-diol, 5-hydroxi-1,3-dioxan, 5-hydroxialkyl-1,3-dioxan, 5-alkyl-5-hydroxialkyl-1 ,3-dioxan, 5 ,5 -di(hydroxialkyl)-l ,3-dioxan, 5-karboxi-1 ,3dioxan, 519 125 S-karboxialkyl-lß-dioxan, 5-alkyl-5-karboxi-1,3-dioxan, 5-alkyl-5-karboxialkyl-l,3-dioxan, Z-alkyl-lß-propandiol, 2,2-dialkyl-lß-propandiol, Z-hydroxi-lß-propandiol, 2-hydroxi- -Z-alkyl-lß-propandiol, 2-hydroxialkyl-2-alkyl-1ß-propandiol, 2,2-di(hydroxialkyl)- -lß-propandiol, Z-karboxi-lß-propandiol, 2-karboxialkyl-l,3propandiol, 3-alkyl-3-(hydroxi- alkyl)oxetan och/eller 3,3-di(hydroxialkyl)oxetan.

Nämnd minst en alkoxylerad mono-, di-, tri- eller polyhydroxiförening är företrädesvis alkoxylerad, såsom etoxylerad och/eller propoxylerad, etanol, n-butanol, iso-butanol, sec-butanol, n-propanol, iso-propanol, oktanol, iso-oktanol, 2-etyl-hexanol, 1,4-butandiol, 1,5-pentandiol, 1,6-hexandiol, 1,6-cyklohexandimetanol, 5,5-dihydroxmetyl-lß-dioxan, Z-metyl-lß-propandiol, 2-metyl-2-etyl-1,3-propandiol, 2-etyl-2-butyl-1,3-propanediol, neopentylglykol, dimetylolpropan, 1,1-dimetylolcyklohexan, glycerol, trimetyloletan, trimetylolpropan, diglycerol, ditrimetyloletan, ditrimetylolpropan, pentaerytritol, dipentaerytritol, anhydroenneaheptitol, sorbitol, mannitol, hydroxipivalinsyra, dimetylolpropionsyra, 3-metyl-3-(hydroximetyl)oxetan, 3-etyl-3-(hydroximetyl)oxetan och/eller 3,3-di(hydroximetyl)oxetan.

Ytterligare mono-, di-, tri- och polyhydroxifóreningar vilka lämpligen kan alkyleras, såsom metyleras eller allyleras, med förfarandet enligt föreliggande uppfinning innefattar alkoxylatföreningar, ﬁamställda från till exempel en eller ﬂera av nämnda alkylenoxider, såsom di-, tri- eller polyetylenglykoler, di-, tri- eller polypropylenglykoler, hydroxylerade di-, tri- eller polybutadiener och epoxiderade hydroxylerade di-, tri- eller polybutadíener.

Polyetylen, polypropylen och polybutadien är företrädesvis lågmolekylära varianter.

Nämnt minst ett alkyleringsmedel är i speciellt föredragna utföringsfonner av föreliggande förfarande minst en alkyl-, alkenyl- eller alkynylhalid, såsom en förening med fonneln RIX; vari R] är C1-C24-alky1, C2-C24-alkenyl eller C2-C24-alkynyl och vari X är Cl, Br eller I.

Nämnda halider kan lämpligen exempliﬁeras med föreningar såsom metylklorid, metyljodid, allylklorid, allylbromid, metallylklorid och metallylbromid.

Nämnt minst ett reduktionsmedel är i olika föredragna utföringsforrner minst en hydrid och företrädesvis en hydrid med ferrneln BH4, Rlßrn, R1BH3R2, R1BH2(R2)2, R1BH(R2),, A1H4, R1A1H4, R1A1H,R2, R*A1H2(R2)2 e11er R1A1H(R2)3, ver-i RI är en eikelirnerelijen, eåsenr Li, K eller Na, och vari Rz är CN eller OCPHPH varvid p är ett heltal och minst 1, såsom ett heltal mellan 1 och 5. Ytterligare utföringsforrner av förfarandet enligt föreliggande uppﬁnning innefattar hydrider av alkalimetaller eller alkaliska jordartsmetaller, borhydrider av grupp 13 (IIIA) metaller eller övergångsmetaller eller borhydrider med formeln (R3)4NBH4, (R3)3R4NBH4, (R3)2(R4)2NBH4 e11er R3(R4)3NBH4, ven' RS een 114 är linjär e11er grenen eikyi med individuellt 1 till 24 kolatomer. 519 125 Nämnd minst en basisk katalysator är i utföringsfonner av föreliggande förfarande företrädesvis en hydroxid, ett karbonat eller ett alkoholat, såsom ett metylat eller etylat, av minst en alkalimetall eller alkalisk jordartsmetall, såsom litium, kalium, natrium och/eller kalcium. Ytterligare lämpliga katalysatorer innefattar litium, kalium, natrium och/eller kalcium som elementära metaller.

Nämnt minst ett eventuellt lösningsmedel är en förening som är inert mot alkylering och lämpligen vald från gruppen bestående toluen, xylen, metylisobutylketon och/eller metyletylketon.

Alkyleringen enligt föreliggande förfarande är i speciellt föredragna utföringsformer en allylering av minst en alkoxylerad di-, tri eller polyhydroxiförening, såsom etoxylerad och/eller propoxylerad 5,5-dihydroximetyl-1,3-dioxan, 2-metyl-1,3-propandiol, 2-metyl-2- -etyl-lß-propandiol, 2-etyl-2-butyl-l,3-propandiol, neopentylglykol, dimetylolpropan, l , 1 -dimetylolcyklohexan, glycerol, trimetyloletan, trimetylolpropan, di glycerol, ditrimetyloletan, ditrimetylolpropan, pentaerytritol, dipentaerytritol, hydroxypivalinsyra, dimetylolpropionsyra, 3-metyl-3-(hydroximetyl)oxetan, 3-etyl-3-(hydroximetyl)oxetan och/eller 3,3-di(hydroximetyl)oxetan. Ytterligare alkoxylerade mono-, di-, tli- och polyhydroxiföreningar lämpliga att allylera med förfarandet enligt föreliggande uppfinning innefattar alkoxylatföreningar, såsom di-, tri- och polyetylenglykoler, di-, tri- och polypropylenglykoler, hydroxylerade di-, tri- och polybutadiener samt epoxiderade hydroxylerade di-, tri- och polybutadiener.

Alkyleringsmedlet använt i nämnda speciellt föredragna utföringsformer är allylklorid, metallylklorid, allylbromid och/eller metallylbromid och reduktionsmedlet är en förening med formeln 13114, 11111114, 1113113112, 111BH2(112)2, 111311012), A111., 111Al114, 111111113112, 111AlH2(112)2 eller 111AlH(112)3, vari 111 är en alkallmeralljen, såsom Li, K eller Na eeh 112 är CN eller OCPHPH varvid p är ett heltal och minst 1, såsom ett heltal mellan 1 och 5. Den föredragna basiska katalysatorn och det föredragna eventuella lösningsmedlet är som tidigare visats.

Produkten vilken erhålls med förfarandet enligt föreliggande uppﬁnning är i speciellt föredragna utföringsfonner en mono-, di-, tri- eller poly(allyl)eter eller en mono-, di-, tri- eller poly(metallyl)eter av alkoxylerad 5,5-dihydroximetyl-1,3-dioxan, 2-metyl-1,3-propandiol, 2-metyl-2-etyl-l,3-propandiol, 2-etyl-2-butyl-l,3-propandiol, neopentylglykol, dimetylolpropan, 1,1-dimetylolcyklohexan, glycerol, trimetyloletan, trimetylolpropan, diglycerol, ditrimetyloletan, ditrimetylolpropan, pentaerytritol, dipentaerytritol, hydroxipivalinsyra, dimetylolpropionsyra, 3-rnetyl-3-(hydroximety1)oxetan, 3-etyl-3-(hydroximetyl)oxetan och/eller 3,3-di(hydroximetyl)oxetan. 519 125 Föreliggande uppfinning hänför sig i en vidare aspekt till användning av en allyl- eller metallyleter av en alkoxylerad mono-, di-, tri- eller polyhydroxiförening, varvid nämnd allyl- eller metallyleter erhålls med eller från ovan visat förfarande. F öredragna utföringsfonner av nämnd användning innefattar användning av allyl- eller metallyletern som peroxidbärare i tvåkomponents radikalhärdning av omättade polyestersystem, som tvärbindare för akrylpolymerer i superabsorbanter, som vätmedel, eventuellt kopolymeriserad med akrylmonomerer, för betong, oorganiska pigment och oorganiska fyllmedel samt som syreupptagare i strålningshärdande system eller användning vid framställning av omättade estrar och polyestrar, vid framställning av silaner genom siloxanaddition till dubbelbindningar, vid framställning av mono-, di-, tri- och polyepoxider genom oxidation av minst en dubbelbindning till motsvarande oxirangrupp samt vid tillverkning av förtjockare genom kopolymersation med minst alkalimetallallyl- eller -metallylsulfonat.

Det förstås att den som är förfaren i tekniken utan ytterligare förklaring, genom att använda beskrivningen ovan, fullt ut kan tillgodogöra sig föreliggande uppfinning. Följande föredragna speciﬁka utföringsexempel 1-6, skall därför betraktas som enbart illustrativa och inte på något sätt som begränsande för resterande beskrivning. Exempel 1-6 visar utföringsformer av föreliggande förfarande och exempel 7 är ett jämförelseexempel med känd teknik.

Egenskapema hos produkter erhållna i exempel 1-6 redovisas i tabell 1.

Exempel 1 255,7 g Polyol TP 70TM (Perstorp Specialty Chemicals AB, etoxylerad trimetylolpropan med en nominell etoxyleringsgrad av 7 mol etylenoxid per 1 mol trimetylolpropan), 255,7 g xylen och 0,26 g NaBH4 satsades i en l-liters reaktionskolv utrustad med ornrörare, kylare, Dean-Stark separator och ett värmesystem, och uppvärmdes under omrörning till 30°C samt hölls vid nämnd temperatur under 30 minuter. 173,1 g NaOH (49,9% aq) tillsattes nu och 20 minuter senare 151,5 g allylklorid. Erhållen blandning uppvärmdes till 40°C (svagt exoterm) och efter 1 timme vid nämnd temperatur till 60°C. Reaktionsblandningen hölls vid 60°C under 2 timmar och värmdes sedan ytterligare till återﬂöde och vattenseparation. Återﬂöde upprätthölls under successiv temperaturhöjning tills vattenavgång upphörde. Den slutliga temperaturen var 110°C och den totala reaktionstiden, från påbörjad satsning, var 16 timmar. Erhållen reaktionsblandning kyldes slutligen till rumstemperatur. 400 ml vatten tillsattes erhållen reaktionsprodukt för att lösa bildad NaCl och överskott av NaOH neutraliserades med HCl (10% aq). Produktfasen togs tillvara och tvättades med 3 x 200 ml vatten. 519 125 Utbyte: 304,1 g Polyol TP 70TM allyleter utvarms efter avdunstning vid 60°C och 10 mm Hg.

Produktegenskaper redovisas i tabell 1.

Exempel 2 Förfarandet enligt exempel 1 upprepades med följande ändringar: 206,5 g Polyol PP SOTM (Perstorp Specialty Chemicals AB, etoxylerad pentaerytritol med en nominell etoxyleringsgrad av 5 mol etylenoxid per l mol pentaerytritol), 206,5 g xylen, 0,21 g NaBH4, 230,9 g NaOH (49,9% aq) och 202,0 g allylklorid.

Utbyte: 273,1 g Polyol PP 501” allyleter utvanns efter avlägsnande av bildad NaCl, neutralisering och avdrivning som i exempel 1.

Produktegenskaper redovisas i tabell 1.

Exempel 3 F örfarandet enligt exempel 1 upprepades med följ ande ändringar: 225,6 g Polyol TP 30W (Perstorp Specialty Chemicals AB, etoxylerad trimetylolpropan med en nominell etoxyleringsgrad av 3 mol etylenoxid per 1 mol trimetylolpropan), 225,6 g xylen, 0,23 g NaBH4, 230,9 g NaOH (49,9% aq) och 202,0 g allylklorid.

Utbyte: 286,6 g Polyol TP 30"* allyleter utvanns efter avlägsnande av bildad NaCl, neutralisering och avdrivning som i exempel 1.

Produktegenskaper redovisas i tabell 1.

Exempel 4 Förfarandet enligt exempel 1 upprepades med följande ändringar: 267,5 g Polyol PP 150m (Perstorp Specialty Chemicals AB, etoxylerad pentaerytritol med en nominell etoxyleringsgrad av 15 mol etylenoxid per 1 mol pentaerytritol), 267,5 g xylen, 0,27 g NaBH4, 138,5 g NaOH (49,9% aq) och 121,2 g allylklorid.

Utbyte: 240,5 g Polyol PP 150m allyleter utvarms efter avlägsnande av bildad NaCl, neutralisering och avdrivning som i exempel 1.

Produktegenskaper redovisas i tabell 1. 519 125 Exempel 5 Förfarandet enligt exempel 1 upprepades med följande ändringar: 216,2 g Polyol NS 20TM (Perstorp Specialty Chemicals AB, propoxylerad neopentylglykol med en nominell propoxyleringsgrad av 2 mol propylenoxid per 1 mol neopentylglykol), 216,2 g xylen, 0,22 g Naßrn, 192,4 g NaoH (49,9% aq) och 168,3 g anyikiorid.

Utbyte: 262,3 g Polyol NS 20” allyleter utvanns efter avlägsnande av bildad NaCl, neutralisering och avdrivning som i exempel l.

Produktegenskaper redovisas i tabell 1.

Exempel 6 F örfarandet enligt exempel 1 upprepades med följ ande ändringar: 154,9 g Polyol PP 50” (Perstorp Specialty Chemicals AB, etoxylerad pentaerytritol med en nominell etoxyleringsgrad av 5 mol etylenoxid per 1 mol pentaerytritol), 154,9 g xylen, 0,15 g NaBH4, 173,1 g NaOH (49.9% aq) och 274,0 g l-butylbromid.

Utbyte: 222,0 g Polyol TP 30"" butyleter utvanns efter avlägsnande av bildad NaBr, neutraliseríng och avdrivning som i exempel l.

Produktegenskaper redovisas i tabell 1.

Exempel 7 - Jämförelse 900,0 g Polyol TP 7OTM (Perstorp Specialty Chemicals AB, etoxylerad trimetylolpropan med en nominell etoxyleringsgrad av 7 mol etylenoxid per 1 mol trimetylolpropan) satsades i en reaktionskolv, utrustad med omrörare, kylare, Dean-Stark separator, inlopp för satsning av alkyleringsmedel och ett värmesystem, samt uppvärmdes under omrörning till l20°C.

Allylklorid och NaOH pumpades nu samtidigt och successivt in i reaktionskolven med en hastighet som höll temperaturen vid 1l5-l25°C. Kylaren hölls vid en temperatur av -5°C.

Syntesen avslutades då all allylklorid och NaOH satsats. En total mängd av 644,6 g allylklorid och 105l,2 g NaOH (28,9% aq) satsades.

Lågkokande biprodukter avdrevs efter syntesen vid atmosfärstryck och återstoden ﬁltrerades vid rumstemperatur för att reducera halten NaCl.

Erhållen reaktionsprodukt, Polyol TP 70TM allyleter, var kraftigt missfirgad (kaffefärgad) med ett färgtal enligt Gardner av > 12. 519 125 io Samma missfärgning erhölls då de basiska katalysatorerna KOH och Ca(OH)2 användes i stället för NaOH.

Tabell 1 Exempel 1 2 3 4 5 6 Alkyletergrupper/molekyl 2.7 3.8 2.3 3.9 1 .6 3.6 Alkyleringsgrad, % * 90 94.5 78 96.5 78 89.5 Jodtal, g 12/100 g 128 189 161 114 138 i.a.

Hydroxyltal, mg KOH/g 32 25 99 9 89 43 Färgtal, Gardner 0.2 0.1 Färgtal, APHA 25 <10 <10 30 <10 40 Viskositet vid 23°C, mPas 46 38 34 74 20 40 i.a. = Inte applicerbart * Beräknat på hydroxylgnipper tillgängliga för alkylering.

Claims

519 125 11 PATENTKRAV

1. Förfarande för alkylering av en alkoxylerad mono-, di-, tri- eller polyhydroxiförening, i vilket förfarande en mono-, di-, tri- eller polyalkyl-, en mono-, di-, tri- eller polyalkenyl- och/eller en mono-, di-, tn' eller polyalkynyleter erhålls k ä n n e t e c k n a t a v, att minst en alkoxylerad mono-, di-, tri- eller polyhydroxiförening, en effektiv mängd av minst ett reduktionsmedel, minst ett alkyleringsmedel i en mängd av minst 0,1 mol per 1 mol hydroxylgrupper i närrmd mono-, di-, tri- eller polyhydroxiförening, en effektiv mängd av minst en basisk katalysator samt eventuellt minst ett lösningsmedel satsas i ett reaktionskärl och blandas, samt att erhållen blandning under omrörning stegvis eller successivt uppvärmes till en temperatur av 30-180°C, såsom 40-150°C eller 60-l20°C, eller till återﬂödestemperatur och kvarhålles vid nämnd temperatur tills alkyleringen är slutförd.

2. Förfarande enligt krav 1 k ä n n e t e c k n a t a v, att minst en alkoxylerad mono-, di-, tri- eller polyhydroxifórening, en effektiv mängd av minst ett reduktionsmedel och eventuellt minst ett lösningsmedel satsas i ett reaktionskärl och under omröming uppvärmes till en temperatur av 20-180°C, såsom 30-120°C, att en effektiv mängd av minst en basisk katalysator tillsättes och inblandas i erhållen blandning vareﬁer minst ett alkyleringsmedel tillsättes i en mängd motsvarande minst 0,1 mol per 1 mol hydroxylgrupper i nämnd mono-, di-, tri- eller polyhydroxiförening, att erhållen reaktionsblandning under ornröming hålles vid en temperatur av 30-180°C, såsom 40-150°C eller 60-l20°C, eller vid återﬂödestemperatur tills nämnd alkylering slutförts samt att bildat reaktionsvatten avdrivs från nämnd reaktionsblandning.

3. Förfarande enligt krav 1 eller 2 k ä n n e t e c k n a t a v, ett molförhållande hydroxylgrupper i nämnd alkoxylerad mono-, di-, tri- eller polyhydroxifórening till alkyleringsmedel av mellan 1:0,8 och 121,2.

4. Förfarande enligt något av kraven 1-3 k ä n n e t e c k n a t a v, att nämnt minst ett reduktionsmedel är närvarande i en mängd av 0,01-0,5 vikts-%, såsom 0,05-0,2 vikts-%, räknat på satsad mängd alkoxylerad mono-, di-, tri- eller polyhydroxifórening.

5. Förfarande enligt något av kraven 1-4 k ä n n e t e c k n a t a v, att nämnd minst en basisk katalysator är närvarande i en mängd motsvarande l-3 mol per 1 mol alkoxylerad mono-, di-, tri eller polyhydroxiförening.

6. Förfarande enligt något av kraven 1-5 k ä n n e t e c k n a t a v, att nämnd minst en alkoxylerad mono-, di-, tri- eller polyhydroxiiörening är minst en hydroxifunktionel eter 10. 11. 519 125 12 erhållen genom reaktion mellan minst en alkylenoxid och minst en mono-, di-, tri eller polyhydroxiiörening. Förfarande enligt krav 6 k ä n n e t e c k n a t a v, att nämnd minst en alkoxylerad mono-, di-, tri- eller polyhydroxitörening erhålles vid ett molforhållande nämnd alkylenoxid till nämnd mono-, di-, tri- eller polyhydroxíﬁirening av mellan 0,1 till 1 och 20 till 1. a v, att nämnd minst en 2,4-butylenoxid, Förfarande enligt krav 6 eller 7 k ä n n e t e c k n a t alkylenoxid är etylenoxid, propylenoxid, 1,3-butylenoxid, cyklohexenoxid, butadiemnonoxid och/eller fenyletylenoxid. Förfarande enligt något av kraven 1-8 k ä n n e t e c k n a t a v, att nämnd minst en alkoxylerad mono-, di-, tri- eller polyhydroxifórening är en alkoxylerad C1-C24-alkanol, 1,o)-diol, S-hydroxi-lß-dioxan, 5-hydroxialkyl-l,3-dioxan, S-alkyl-S-hydroxialkyl- -lß-dioxan, 5,5-di(hydroxialkyl)-1,3-dioxan, S-karboxi-lß-dioxan, 5-karboxialkyl- -1,3-dioxan, S-alkyl-S-karboxi-lß-dioxan, S-alkyl-S-karboxialkyl-l,3-dioxan, 2-alky1- -l,3-propandiol, 2,2-dialkyl-1,3-propandiol, Z-hydroxi-lß-propandiol, 2-hydroxi- 2,2-di(hydroxialkyl)- -lß-propandiol, Z-karboxi-lß-propandiol, Z-karboxialkyl-lß-propandíol, 3-alkyl-3- -2-alky1- 1 ,3-propandiol, 2-hydroxialkyl-2-alkyl-1 ß-propandiol, -(hydroxialkyl)oxetan och/eller 3,3-di(hydroxialkyl)oxetan. Förfarande enligt något av kraven 1-8 k ä n n e t e c k n a t a v, att nämnd minst en alkoxylerad mono-, di-, tri- eller polyhydroxifórening är en dimer, trimer eller polymer av en alkoxylerad C1-C24-a1kanol, l ,o)-diol, 5-hydroxi-l ,3-dioxan, 5-hydroxialkyl- 1 ,3-dioxan, 5-alkyl-5-hydroxialkyl-1,3-dioxan, 5 ,5 -di(hydroxialkyl)- -1,3-dioxan, 5-karboxi- 1,3-dioxan, 5 -karboxialkyl- 1 ,3-dioxan, 5 -alkyl-5-karboxi- -1,3 -dioxan, 5-alkyl-5-karboxialkyl-1,3-dioxan, -1,3-propandiol, 2-hydroxialkyl-2-alkyl-1 ,3-propandiol, 2,2-di(hydroxialkyl)- 1 ß-propandiol, 2-karboxi- 2-alky1- 1 ,3-propandiol, 2,2-dialkyl- 2-hydroxi- l ,3 -propandiol, 2-hydroxi-2-alkyl-1 ,3 -propandiol, -1,3-propandiol, Z-karboxialkyl-l,3-propandiol, 3-alkyl-B-(hydroxialkyl)oxetan och/eller 3,3-di(hydroxialkyl)oxetan. Förfarande enligt något av kraven 1-8 k ä n n e t e c k n a t a v, att nämnd minst en alkoxylerad mono-, di-, tri- eller polyhydroxitörening är alkoxylerad dimer, trimer eller polymer av en C1-C24-alkanol, Lw-diol, S-hydroxi-lß-dioxan, 5-hydroxialkyl- -1,3-dioxan, 5-alkyl-5-hydroxialkyl-1,3-dioxan, 5,5-di(hydroxialkyl)-1,3-dioxan, 5-karboxi-1,3-dioxan, 5-karboxialkyl-lß-dioxan, 5-alkyl-5-karboxi-1,3-dioxan, 5-alkyl-5-karboxialkyl-1,3-dioxan, Z-alkyl-lß-propandiol, 2,2-dialkyl-l,3-propandiol, 2-hydroxialkyl-2-alkyl- 2-karboxi-1,3-propandiol, 2-hydroxi- 1 ,3-propandiol, Z-hydroxi-Z-alkyl- 1 ,3 -prop andiol, -1 ,3-propandiol, 2,2-di(hydroxialkyl)-1 ,3-propandiol, 12. 13. 14. 15. 16. 1

7. 1

8. 1

9. 519 125 13 2-karboxialkyl-lß-propandiol, 3-a1kyl-3-(hydroxialkyl)oxetan och/eller 3,3-di(hydroxi~ alkyl)oxetan. Förfarande enligt något av kraven 1-ll k ä n n e t e c k n a t a v, att nämnd minst en alkoxylerad mono-, di-, tri- eller polyhydroxiforening är alkoxylerad etanol, n-butanol, íso-butanol, sec-butanol, n-propanol, iso-propanol, oktanol, iso-oktanol, 2-etyl-hexanol, l,4-butandiol, 1,5-pentandiol, 1,6-hexandiol, 1,6-cyklohexandimetanol, 5,5-dihydroxi- metyl-lß-dioxan, Z-metyl-lß-propandiol, 2-metyl-2-etyl-1,3-propandiol, 2-etyl-2-butyl- -1,3-propandiol, neopentylglykol, dimetylolpropan, 1,1-dimetylol- cyklohexan, glycerol, trimetyloletan, trimetylolpropan, diglycerol, ditrimetyloletan, ditrimetylolpropan, anhydroenneaheptitol, mannitol, hydroxipivalinsyra, dimetylolpropionsyra, 3-metyl-3-(hydroximetyl)oxetan, 3-etyl-3- pentaerytritol, dipentaerytritol, sorbitol, -(hydroximetyl)oxetan och/eller 3,3-di(hydroximetyl)oxetan. Förfarande enligt något av kraven 1-8 k ä n n e t e c k n a t a v, att nämnd minst en di-, tri- eller polyetylenglykol, en di-, tri- eller polypropylenglykol, en hydroxylerad di-, tri- eller polybutadien eller en epoxiderad hydroxylerad di-, tri- eller polybutadien. alkoxylerad mono-, eller polyhydroxiﬁârening är en di-, tri- Förfarande enligt något av kraven 1-13 k ä n n e t e c k n a t a v, att nämnt minst ett alkyleringsmedel är minst en alkyl-, alkenyl- eller alkynylhalid. Förfarande enligt krav 14 k ä n n e t e c k n a t a v, att nämnd minst en alkyl-, alkenyl- eller alkynylhalid är en förening av fonnel RIXZ, vari RI är C1-C24-alkyl, C2-C24-alkenyl eller C2-C24-alkynyl och vari X är Cl, Br eller I. F örfarande enligt krav 14 eller 15 k ä n n e t e c k n a t a v, att nämnd minst en alkyl-, alkenyl- eller alkynylhalid är metylklorid, metyljodid, allylklorid, allylbromid, metallylklorid och/eller metallylbromid. Förfarande enligt något av kraven 1-16 k ä n n e t e c k n a t a v, att nämnt minst ett reduktionsmedel är minst en hydrid. F örfarande enligt krav 17 k ä n n e t e c k n a t a v, att nämnd minst en hydrid är en förening av fnnnei Bin, R1BH4, R1BH,R2, R1BH2(R2)2 nen/eller R1BH(R2)3, vnn R* är en alkalimetalljon, såsom Li, K eller Na och Rz är CN eller OCpHpﬂ, varvid p är ett heltal och minst 1, såsom ett heltal mellan 1 och 5. Förfarande enligt krav 17 k ä n n e t e c k n a t a v, att nämnd minst en hydrid är en förening av fnnne1A1H4,R1A1H4,R1A1H3R2,R1A1H2(R2)2 nch/niini R*A1H(R2)3, van RI är en alkalimetalljon, såsom Li, K eller Na och Rz är CN eller OCpHpH, varvid p är ett heltal och minst 1, såsom ett heltal mellan 1 och 5. 20. 21. 22. 23. 24. 25. 26. 27. 28. 29. 30. 519 125 14 Förfarande enligt krav 17 k ä n n e t e c k n a t a v, att nämnd minst en hydrid är en hydrid av en alkalimetall och/eller alkalisk jordartsmetall. Förfarande enligt krav 17 k ä n n e t e c k n a t a v, att nämnd minst en hydrid är en borhydrid av en grupp 13 (IIIA) metall och/eller en övergångsmetall. Förfarande enligt krav 17 k ä n n e t e c k n a t a v, att nämnd minst en hydrid är en förening av formel (R3)4NBH4, (R3),R4NBH4, (R3)2(R4)2NBH4 och/enar R3(R4)3NBH4, vari R3 och R4 oberoende är linjär eller grenad alkyl med 1 till 24 kolatomer. Förfarande enligt något av kraven 1-22 k ä n n e t e c k n a t a v, att nämnd minst en basisk katalysator är en hydroxid, ett karbonat eller ett alkoholat, såsom ett metylat eller etylat, av minst en alkalimetall och/eller alkalisk jordartsmetall. Förfarande enligt något av kraven l-22 k ä n n e t e c k n a t a v, att nänmd minst en basisk katalysator är en elementär alkalimetall och/eller alkalisk j ordartsmetall. Förfarande enligt krav 23 eller 24 k ä n n e t e c k n a t a v, att nämnd minst en alkalimetall och/eller alkalisk jordartsmetall är kalium, natrium, litium och/eller kalcium. Förfarande enligt något av kraven l-25 k ä n n e t e c k n a t a v, att nämnt minst ett eventuellt lösningsmedel är toluen, xylen, metylisobutylketon och/eller metyletylketon. Förfarande enligt något av kraven 1-5 k ä n n e t e c k n a t a v, att nämnd alkylering är en allylering av minst en alkoxylerad di-, tri eller polyhydroxifcírening. Förfarande enligt krav 27 k ä n n e t e c k n a t a v, att nämnd minst en alkoxylerad di-, tri- propoxylerad 5,5-dihydroximetyl-l,3-dioxan, 2-metyl-1,3-propandiol, 2-metyl-2-etyl-l,3-propandiol, eller polyhydroxitörening är etoxylerad och/eller 2-etyl-2-butyl-1ß-propandiol, neopentylglykol, dimetylolpropan, l,l-dimetylol- cyklohexan, glycerol, trimetyloletan, trimetylolpropan, diglycerol, ditrimetyloletan, pentaerytritol, dimetylolpropionsyra, 3-metyl-3-(hydroximetyl)oxetan, 3-etyl-3-(hydroximetyl)oxetan ditrimetylolpropan, dipentaerytritol, hydroxipivalinsyra, och/eller 3 ,3-di(hydroximetyl)oxetan. Förfarande enligt krav 27 eller 28 k ä n n e t e c k n a t a v, att nämnt minst ett alkyleringsmedel är allylklorid, metallylklorid, allylbromid och/eller metallylbromid. Förfarande enligt något av kraven 27-29 k ä n n e t e c k n a t a v, att nämnt minst ett reduktionsmedel är en förening av formel BH4, R1BH4, R1BH3R2, R1BH2(R2)2 och/eller R1BH(R2)3, vari RI är en alkalimetalljon, såsom Li, K eller Na och Rz är CN eller OCPHPH, varvid p är ett heltal och minst 1, såsom ett heltal mellan l och 5. 31. 32. 33. 34. 35. 36. 37. 38. 39. 40. 41. 519 125 15 Förfarande enligt något av kraven 27-29 k ä n n e t e c k n a t a v, att nämnt minst ett fednktiennnedel är en förening av fenne1A1H4, R1A1H4, R1A1H,R2, R1A1H2(R2)2 eller R1AlH(R2)3, vari RI är en alkalimetalljon, såsom Li, K eller Na och R2 är CN eller OCpHpH, varvid p är ett heltal och minst 1, såsom ett heltal mellan 1 och 5. Förfarande enligt något av kraven 27-31 k ä n n e t e c k n at a v, att nämnd minst en basisk katalysator är en hydroxid, ett karbonat och/eller ett alkoholat av litium, kalium, natrium och/eller kalcium. Förfarande enligt något av kraven 27-32 k ä n n e t e c k n a t a v, att erhållen produkt är en mono-, di-, tri- eller poly(allyl)eter eller en mono-, di-, tri- eller poly(metallyl)eter av alkoxylerad 5,5-dihydroximetyl-1,3-dioxan, 2-metyl-1 ,3-propandiol, neopentylglykol, dimetylolpropan, Ll-dimetylolcyklohexan, glycerol, trimetyloletan, trimetylolpropan, pentaerytritol, dipentaerytritol, 3-metyl-3-(hydroximetyl)oxetan, 2-metyl-2-etyl-1,3 -propandiol, 2-etyl-2-butyl-1,3-propandiol, diglycerol, ditrimetyloletan, ditrimetylolpropan, hydroxipivalinsyra, dimetylolpropionsyra, 3-etyl-3-(hydroximetyl)oxetan och/eller 3,3-di(hydroximetyl)oxetan. Förfarande enligt något av kraven 27-32 k ä n n e t e c k n a t a v, att nämnd minst en alkoxylerad di-, tri- eller polyhydroxiﬁñrening är en di-, tri- eller polyetylenglykol, en di-, tri- eller polypropylenglykol, en hydroxylerad di-, tri- eller polybutadien och/eller en epoxiderad hydroxylerad di-, tri- eller polybutadien. Användning av en mono-, di-, tri- eller poly(allyl)- eller -(metallyl)eter av en alkoxylerad mono-, di-, tri- eller polyhydroxiforening, varvid nämnd mono-, di-, tri- eller poly(allyl)- eller -(metallyl)eter erhålles genom förfarandet enligt något av kraven 27-34. Användning enligt krav 35, som peroxidbärare i tvåkomponents radikalhärdning av omättade polyestersystem. Användning enligt krav 35, som tvärbindare for akrylpolymerer i superabsorbanter. Användning enligt krav 35 , som syreupptagare i strålningshärdande system. Användning enligt krav 35, som vätmedel, eventuellt kopolymeriserad med minst en akrylmonomer, för betong, oorganiska pigment och/eller oorganiska fyllmedel. Användning enligt krav 35 , vid framställning av omättade estrar och/eller polyestrar. Användning enligt krav 35, vid framställning av silaner genom siloxanaddition till dubbelbindningar. 42. 43. 519 125 16 Användning enligt krav 35, vid framställning av mono-, di-, tri- och polyepoxider genom oxidation av minst en dubbelbindning till motsvarande oxirangrupp. Användning enligt krav 35, vid framställning av fórtjockare genom kopolymersation med minst alkalimetallallyl- och/eller -metallylsulfonat.