SK114197A3 - Process for producing azelaic acid and/or malonic acid and/or their methylesters - Google Patents
Process for producing azelaic acid and/or malonic acid and/or their methylesters Download PDFInfo
- Publication number
- SK114197A3 SK114197A3 SK114197A SK114197A SK114197A3 SK 114197 A3 SK114197 A3 SK 114197A3 SK 114197 A SK114197 A SK 114197A SK 114197 A SK114197 A SK 114197A SK 114197 A3 SK114197 A3 SK 114197A3
- Authority
- SK
- Slovakia
- Prior art keywords
- acid
- methyl
- carboxylic acids
- extraction
- oxygen
- Prior art date
Links
Landscapes
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
Description
Spôsob výroby kyseliny azelaovej a/alebo kyseliny malónovej a/alebo ich metylesterovProcess for producing azelaic acid and / or malonic acid and / or methyl esters thereof
Oblasť technikyTechnical field
Vynález sa týka spôsobu výroby kyseliny azelaovej a/alebo kyseliny malónovej a/alebo ich metylesterov ozonizáciou, s následnými operáciami z technicky ľahko dostupných východiskových olefinicky nenasýtených zlúčenín, hlavne rastlinných olejov, metylesterov prevažne nenasýtených karboxylových kyselín, ale aj zmesí, prevažne nenasýtených karboxylových kyselín.The invention relates to a process for the preparation of azelaic acid and / or malonic acid and / or methyl esters thereof by ozonization, followed by operations from readily available starting olefinically unsaturated compounds, in particular vegetable oils, methyl esters of predominantly unsaturated carboxylic acids, but also mixtures, predominantly unsaturated carboxylic acids.
Doterajší stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION
Väčšina známych postupov prípravy kyseliny azelaovej je založená na kyseline olejovej ako východiskovej surovine, ktorú možno oxidovať chrómovou zmesou, resp. manganistanom draselným alebo chlorečnanom sodným. Pre zložitosť reakčných zmesí, cenové a zvlášť ekologické dôvody, sú tieto postupy pre výrobu kyseliny azelaovej v súčasnosti nevyužiteľné. K najzaujímavejším postupom patria postupy, ktorých podstatou je oxidácia kyseliny olejovej kyslíkom alebo zmesou kyslíka s ozónom [Goebel Ch. G. et al.: US 2 813 113 (1957)]. Oxidácia, resp. ozonizácia sa uskutočňuje pri teplote okolo 45 °C a v ďalšom sa ozonizovaná kyselina oxidačné rozkladá pri teplote okolo 85 °C na kyselinu azelaovú a kyselinu pelargónovú. Podľa iných postupov sa robí ozonizácia nenasýtenej kyseliny alebo jej soli vo vodnej emulzii, prípadne navyše za prítomnosti kyseliny trihydrogénfosforečnej, ktorá napomáha rozkladu ozonidov [pat. GB 810571 (1959) a 884438 (1961); C. A. 57, 4549i; Juriev J. H. et al.: ZSSR 330 154 (1972); Melamud N. L. et al.: ZSSR 238 535 (1969].Most of the known processes for the preparation of azelaic acid are based on oleic acid as the starting material, which can be oxidized with a chromium mixture, respectively. potassium permanganate or sodium chlorate. Due to the complexity of the reaction mixtures, the cost and especially the ecological reasons, these processes for the production of azelaic acid are currently unusable. The most interesting processes are those based on the oxidation of oleic acid with oxygen or a mixture of oxygen and ozone [Goebel Ch. G. et al., U.S. Pat. No. 2,813,113 (1957)]. Oxidation, resp. the ozonation is carried out at a temperature of about 45 ° C and furthermore the ozonated oxidizing acid decomposes at a temperature of about 85 ° C to azelaic acid and pelargonic acid. In other methods, ozonation of an unsaturated acid or salt thereof in an aqueous emulsion is optionally carried out, optionally in the presence of trihydrogenphosphoric acid, which aids in the decomposition of ozonides [U.S. Pat. GB 810571 (1959) and 884438 (1961); C.A. 57, 4549i; Juriev J. H. et al .: USSR 330,154 (1972); Melamud N.L. et al .: USSR 238,535 (1969).
V podobných postupoch sa ozonizácia uskutočňuje ozón obsahujúcim kyslíkom kontinuálne v absorpčnej kolóne pri teplote 20 až 40 °C, do spodu ktorej sa privádza kyslík s obsahom 2 % ozónu a z vrchu priteká roztok kyseliny olejovej v kyseline pelargónovej. Rozklad ozonidov z kolóny sa uskutočňuje pri teplote 100 °C za spolupôsobenia manganatých solí, pričom sa požaduje čistota kyseliny olejovej aspoň iIn similar processes, the ozonation is carried out with oxygen-containing ozone continuously in an absorption column at a temperature of 20 to 40 ° C, to which oxygen containing 2% ozone is introduced at the bottom and a solution of oleic acid in pelargonic acid flows from above. The decomposition of the ozonides from the column is carried out at a temperature of 100 ° C in the presence of manganese salts, the purity of oleic acid being at least
% [švédsky pat. 133 160 (1951); J. Oil Chem. Soc. 61, No 2, 229 (1984)]. Surový produkt, tvorený zmesou kyseliny azelaovej a pelargónovej, tiež kyselinou steárovou a kyselinou palmitovou s ďalšími produktami sa delí oddestilovaním kyseliny pelargónovej, extrakciou kyseliny azelaovej horúcou vodou a napokon, oddelením kyseliny azelaovej z vodného roztoku destiláciou alebo kryštalizáciou. Avšak týmito spôsobmi sa získava len kyselina azelaová a aj to len technickej kvality. Ak sa ozonizuje olejan sodný, navyše sú problémy s vytesňovaním kyseliny azelaovej a kyseliny pelargónovej z ich sodných solí a s využitím tak odpadajúcich sodných solí.% [Swedish Pat. 133,160 (1951); J. Oil Chem. Soc. 61, No. 2, 229 (1984)]. The crude product, consisting of a mixture of azelaic acid and pelargonic acid, also stearic acid and palmitic acid, with other products is separated by distilling off the pelargonic acid, extracting the azelaic acid with hot water and finally, separating the azelaic acid from the aqueous solution by distillation or crystallization. However, only azelaic acid of technical quality is obtained by these processes. In addition, when sodium oleate is ozonized, there are problems with displacing azelaic acid and pelargonic acid from their sodium salts and utilizing the sodium salts thus removed.
Zdanlivo jednoduchšia je síce katalytická oxidácia nenasýtených dlhoreťazcových karboxylových kyselín molekulovým kyslíkom v kvapalnej fáze, za prítomnosti organických rozpúšťadiel, ako propanolu a za katalytického účinku kobaltnatých solí pri teplote 80 až 90 °C [US 2 820 046], ale vzniká kyselina azelaová v pomerne nízkom výťažku vedľa pestrej zmesi ťažko izolovateľných vedľajších produktov.Seemingly simpler is the catalytic oxidation of unsaturated long chain carboxylic acids with liquid oxygen in the liquid phase, in the presence of organic solvents such as propanol and the catalytic effect of cobalt salts at 80 to 90 ° C [US 2,820,046], but azelaic acid is produced in relatively low yield next to a varied mixture of difficult-to-isolate by-products.
Vyššia selektivita na kyselinu azelaovú sa dosahuje oxidáciou kyseliny olejovej peroxidom vodíka, za prítomnosti kyseliny mravčej pri teplote 30 až 60 °C s následným i · · dooxidovaním molekulovým kyslíkom v prostredí kyseliny octovej a za katalytického účinku kobaltnatých alebo manganatých solí, bromidu sodného a chloridu zirkónia [Sapunov V. V.: ZSSR 1 766 905 (1992)], avšak tento spôsob je technologicky a surovinovo náročný. Navyše, selektivita na kyselinu azelaovú je ešte stále nízka a z reakčnej zmesi je kyselina azelaová ťažko izolovateľná. Podobné výsledky sa dosahujú aj oxidáciou peroxidom vodíka za prítomnosti kyselín: volfrámovej, fosfomolybdénovej a kvartérnej amóniovej soli [Katsuna Akoi: JP 0 504 938 (9304938); C. A. 119, 10788c (1993)].Higher selectivity to azelaic acid is achieved by oxidation of oleic acid with hydrogen peroxide, in the presence of formic acid at 30-60 ° C, followed by ioxidation with molecular oxygen in acetic acid and catalytic action of cobalt or manganese salts, sodium bromide and zirconium chloride [Sapunov VV: USSR 1 766 905 (1992)], but this method is technologically and resource-intensive. In addition, selectivity to azelaic acid is still low and azelaic acid is difficult to isolate from the reaction mixture. Similar results are also obtained by oxidation with hydrogen peroxide in the presence of the acids: tungstic, phosphomolybdenic and quaternary ammonium salts [Katsuna Akoi: JP 0 504 938 (9304938); 119, 10788c (1993)].
Príťažlivá sa javila oxidácia kyseliny olejovej vzduchom a dooxidáciou kyselinou dusičnou [Morgan Ch. S. et al: US 2 847 431 (1958)], ale selektivita na kyselinu azelaovú nie je príliš vysoká, pričom prítomné vedľajšie reakčné produkty až príliš sťažujú izoláciu vysoko čistej kyseliny azelaovej. Tieto nedostatky sú príznačné aj pre postupy oxidácie len samotnou kyselinou dusičnou [US 2 773 095, 2 560 156, 2 662 908, 2 773 094].The oxidation of oleic acid by air and dooxidation by nitric acid [Morgan Ch. S. et al: US 2,847,431 (1958)], but the selectivity to azelaic acid is not very high, while the by-products present present make it too difficult to isolate high purity azelaic acid. These drawbacks are also characteristic of oxidation processes with nitric acid alone [US 2,773,095, 2,560,156, 2,662,908, 2,773,094].
Zaujímavé, ale technologicky, prevádzkovo a investične náročné sú procesy oxidácie vicinálnych diolov, najmä kyseliny 9,10-dihydroxysteárovej na kyselinu azelaovú, katalytickou (octan kobaltnatý) oxidáciou kyslíkom alebo vzduchom [pat.The processes of oxidation of vicinal diols, in particular 9,10-dihydroxystearic acid to azelaic acid, catalytic (cobaltic acetate) oxidation by oxygen or air, are interesting, but technologically, operationally and investment intensive [pat.
prihl. NSR 2 316 203 (1974) a 2 144 015 (1972); JP 7 354 017 (1973); C. A. 80, 3095xJ. Avšak selektivita na kyselinu azelaovú je nízka, hoci sa ľahšie izoluje zo surového produktu. Na prípravu kyseliny malónovej sa ešte stále využíva starší postup na báze kyseliny chlóroctovej, resp. jej etylesteru, s následnou kyanizáciou a hydrolýzou alebo zmydelnením, hoci sú známe [Sinoda Kijonosi et al.: pat. prihl. JP 6197245 (1986); 62-36342 (1987) a 62-36343 (1987)] zaujímavé postupy karbonylácie halogénoctovej kyseliny na rádiových alebo irídiových homogénnych katalyzátoroch, pričom pri teplote 100 až 300 °C vzniká dietylester kyseliny malónovej a chlórovodik. Nevýhody doterajších postupov rieši spôsob podľa tohoto vynálezu.prihl. Germany 2,316,203 (1974) and 2,144,015 (1972); JP 7,354,017 (1973); C.A. 80, 3095xJ. However, the selectivity to azelaic acid is low although it is easier to isolate from the crude product. For the preparation of malonic acid, the older process based on chloroacetic acid, resp. its ethyl ester, followed by cyanization and hydrolysis or saponification, although they are known [Sinoda Kijonosi et al .: Pat. prihl. JP 6197245 (1986); 62-36342 (1987) and 62-36343 (1987)] interesting processes for the carbonylation of haloacetic acid on radio or iridium homogeneous catalysts, at 100 to 300 ° C, diethyl malonate and hydrogen chloride are formed. The method according to the invention solves the disadvantages of the prior art.
Podstata vvnálezuThe essence of the invention
Podstatou vynálezu je spôsob výroby kyseliny azelaovej a/alebo kyseliny malónovej a/alebo ich metylesterov ozonizáciou i oxidáciou kyslíkom, ozón a/alebo kyslík obsahujúcim plynom nenasýtených organických zlúčenín pri teplote 0 až 130 °C tak, že sa na zmes glyceridov a/alebo zmes metylesterov a/alebo voľných najmenej dvoch prevažne nenasýtených karboxylových kyselín C-|θ až C22. vybraných spomedzi kyseliny olejovej, kyseliny elaidovej, kyseliny oleosteárovej, kyseliny palmitoolejovej, kyseliny linolovej, kyseliny linolénovej a kyseliny arašidovej, s najmenej jedným metylesterom a/alebo glyceridom a/alebo voľnou nasýtenou karboxylovou kyselinou a s najmenej jedným nasýteným organickým rozpúšťadlom a/alebo katalyzátorom, pôsobí ozón obsahujúcim plynom alebo zmesou ozónu s kyslík obsahujúcim plynom do vyreagovania 35 až 100 % dvojitých väzieb ozonizovanej suroviny a táto sa následne termicky alebo termicko-katalyticky štiepi a oxiduje za spolupôsobenia kyslíka a/alebo po vyreagovaní 35 až 100 % dvojitých väzieb pri teplote 50 až 130 °C a pôsobení kyslík obsahujúceho a/alebo ozón obsahujúceho plynu sa uskutočňuje súčasne ozonizácia s následným rozkladom ozonidov s konjugovanou oxidáciou vytváraných aldehydických skupín na karboxylové a vzniknutý reakčný produkt, spravidla po úprave, sa vedie na oddelenie prchavého podielu a/alebo kyseliny malónovej, ďalej na hydrolýzu a/alebo preesterifikáciu kyselinou mravčou, spojenú s oddelením metanolu a/alebo glycerolu a/alebo metylformiátu. Potom zmes monokarboxylových a dikarboxylových kyselín alebo ich esterov sa ďalej delí, ako destiláciou za normálneho alebo zníženého tlaku, extrakciou vodou a/alebo s najmenej jedným polárnym organickým rozpúšťadlom jednostupňovou až štvorstupňovou extrakciou, čím sa izoluje aspoň časť karboxylových kyselín a extrakciou vodou a/alebo najmenej jednou alifatickou a/alebo cykloalifatickou kyslíkatou zlúčeninou, vybranou spomedzi, ketónov, éterov, sa v jednom až troch extrakčných stupňoch izoluje kyselina azelaová, spravidla po oddelení podstatnej časti pelargónovej kyseliny a ďalších monokarboxylových kyselín a/alebo sa reakčný produkt po ozonizácii, rozklade ozonidov a dooxidácii na 85 až 100 % doesterifikuje metanolom a získaná zmes esterov monokarboxylových a diesterov dikarboxylových kyselín sa známym postupom delí.The present invention provides a process for the preparation of azelaic acid and / or malonic acid and / or their methyl esters by ozonation and oxidation with oxygen, ozone and / or oxygen-containing gas unsaturated organic compounds at a temperature of 0 to 130 ° C. methyl esters and / or free at least two predominantly unsaturated carboxylic acids C 1 to C 22. selected from oleic acid, elaidic acid, oleosteic acid, palmitoolic acid, linoleic acid, linolenic acid and peanutic acid, with at least one methyl ester and / or glyceride and / or a free saturated carboxylic acid and at least one saturated organic solvent and / or catalyst, ozone-containing gas or an ozone-gas-containing gas mixture until 35-100% of the double bonds of the ozonized feedstock have reacted, and this is subsequently thermally or thermally-catalytically cleaved and oxidized under the influence of oxygen and / or 35-100% of the double bonds at 50-50 130 ° C and treatment with oxygen-containing and / or ozone-containing gas is carried out simultaneously with ozonization followed by decomposition of the conjugated oxidation of the formed aldehyde groups to carboxylic acids and the resulting reaction product, usually after treatment, leads to separation of the and hydrolysis and / or transesterification with formic acid, associated with the separation of methanol and / or glycerol and / or methyl formate. Thereafter, the mixture of monocarboxylic and dicarboxylic acids or their esters is further separated, such as by distillation under normal or reduced pressure, by extraction with water and / or with at least one polar organic solvent, by one to four stages extraction, thereby isolating at least part of the carboxylic acids and water. by at least one aliphatic and / or cycloaliphatic oxygen compound selected from ketones, ethers, azelaic acid is isolated in one to three extraction steps, generally after separation of a substantial portion of pelargonic acid and other monocarboxylic acids and / or reaction product after ozonation, ozonide decomposition and dooxidation to 85-100% does not etherify with methanol and the mixture of monocarboxylic esters and dicarboxylic acid diesters obtained is separated by a known method.
Výhodou spôsobu výroby podľa tohoto vynálezu je dosahovaná vysoká selektivita ozonizácie, rozkladu ozonidov a dooxidácie vytváraných medziproduktov na parciálne estery dikarboxylových kyselín a po ich úprave až kyselinu malónovú a kyselinu azelaovú, ako aj monokarboxylové kyseliny C3 až Cg, alebo ich estery. Výhodou je tiež výroba najmenej dvoch cenných produktov, či medziproduktov, z jednej východiskovej suroviny a možnosť v jednom technologickom stupni, či dokonca v jednom reaktore, uskutočňovať ozonizáciu konjugovanú s rozkladom ozonidov a dooxidáciou na karboxylové kyseliny alebo prekurzory dikarboxylových kyselín.An advantage of the process according to the invention is the high selectivity of ozonization, ozonide decomposition and dooxidation of the formed intermediates to partial esters of dicarboxylic acids and after their treatment up to malonic acid and azelaic acid, as well as C3 to C8 monocarboxylic acids or their esters. The advantage is also the production of at least two valuable products or intermediates from one starting material and the possibility in one technological stage or even in one reactor to carry out ozonization conjugated with ozonide decomposition and dooxidation to carboxylic acids or dicarboxylic acid precursors.
Prednosťou je tiež surovinová dostupnosť rastlinných olejov, najmä repkového oleja, ale aj metylesterov kyselín repkového oleja, ako aj zmesi prevažne nenasýtených kyselín, vznikajúcich ako vedľajší produkt pri výrobe metylesterov kyselín repkového oleja, tzv. bionafty. Výhodná je i súčasná produkcia aj technicky významných monokarboxylových kyselín, ako kyselín: pelargónovej, propiónovej a kaprónovej, ale aj ďalších vedľajších produktov. V neposlednom rade medzi výhody postupu patrí i praktická bezodpadovosť technológie a vysoká dosahovaná čistota kyseliny azelaovej a kyseliny malónovej.The advantage is also the raw material availability of vegetable oils, especially rapeseed oil, but also methyl esters of rapeseed acids, as well as mixtures of predominantly unsaturated acids, formed as a by-product in the production of methyl esters of rapeseed acids, so-called. biodiesel. Also advantageous is the simultaneous production of technically important monocarboxylic acids, such as pelargonic, propionic and caproic acids, as well as other by-products. Last but not least, the advantages of the process include the practical waste-free technology and the high purity of azelaic acid and malonic acid achieved.
Zmes glyceridov alebo metylesterov prevažne nenasýtených karboxylových kyselín je vytvorená aspoň z jedného rastlinného oleja, vybraného spomedzi repkového oleja, ďalej olejov: ľanového, konopného, bavlníkového, sójového, talového a tungového. Vhodné sú aj ďalšie cenné oleje, ako orechový, makový a pod., ale technicky sú len príliš náročne dostupné. Z rybích olejov je to predovšetkým veľrybí a sleďový olej. Podobne z takýchto východiskových surovín sú získané aj zmesi prevažne nenasýtených kyselín, ako aj ich metylesterov.The mixture of the glycerides or methyl esters of the predominantly unsaturated carboxylic acids is formed from at least one vegetable oil selected from rapeseed oil, and flax, hemp, cotton, soybean, tall and tung oil. Other valuable oils such as walnut, poppy seed and the like are also suitable, but technically they are only too difficult to access. Of fish oils, it is mainly whale and herring oil. Similarly, mixtures of predominantly unsaturated acids as well as their methyl esters are obtained from such starting materials.
Ako zložku najmenej jednej kyseliny alebo jedného esteru nasýtenej kyseliny tvoria kyseliny a estery alebo aspoň parciálne glyceridy nasýtených kyselín, ako: palmitovej, stearovej, laurovej, arachovej ap.As a component of at least one acid or one saturated acid ester, acids and esters or at least partial glycerides of saturated acids such as: palmitic, stearic, lauric, arachic and the like are formed.
Katalyzátor predstavuje jednak kyslý katalyzátor rozkladu ozonidov, ktorý môže tvoriť v reakčnom prostredí rozpustná minerálna alebo karboxylová kyselina, ako aj tuhá nerozpustná kyselina, ako sulfonová živica, alumosilikáty, najmä acidifikovaný bentonit, montmorillonit alebo zeolit. Túto funkciu môže však súčasne plniť aj rozpúšťadlo, najmä karboxylové kyseliny, ako kyseliny: mravčia, octová a pod. Ich množstvo determinujú hlavne aplikačné a zvlášť regeneračné možnosti. Avšak v prípade solí karboxylových kyselín s prechodnými kovmi, hlavne kobaltu, mangánu a medi, ktoré katalyzujú oxidáciu, je vhodné aplikovať 0,001 až 0,5 hmotn. % kovu, počítané na oxidovaný substrát.The catalyst is, on the one hand, an acidic catalyst for the decomposition of ozonides, which can form a soluble mineral or carboxylic acid in the reaction medium, as well as a solid insoluble acid such as sulfonic resin, alumosilicates, in particular acidified bentonite, montmorillonite or zeolite. However, this function can also be performed by a solvent, in particular carboxylic acids such as formic, acetic and the like. Their amount is determined mainly by application and especially regeneration possibilities. However, in the case of transition metal salts of carboxylic acids, in particular cobalt, manganese and copper, which catalyze oxidation, it is suitable to apply 0.001 to 0.5 wt. % metal calculated on the oxidized substrate.
Nasýtené organické rozpúšťadlo predstavujú rozpúšťadlá rozpúšťajúce len ozonizované kyseliny, estery a oleje, ale samotné sa pritom prakticky neozonizuje. K takým patria nižšie karboxylové kyseliny, najmä kyselina mravčia a kyselina octová alebo jej anhydrid a kvapalné mravčany alebo octany alkylnaté, potom nižšie alifatické alkanoly, najmä metanol, za normálnych podmienok kvapalné aromatické alebo naftenické uhľovodíky. Pri vyššej teplote ozonizácie, najmä 50 až 100 °C súčasne prebieha aj rozklad ozonidov a dooxidácia aldehydických skupín na karboxylové. Pritom je vhodné dbať, aby rozklad ozonidov a konjugovaná oxidácia prebehla čo najúplnejšie, minimálne na 85 %. Úplný rozklad ozonidov a dooxidácia nielen že podstatne zvyšujú výťažok finálnych produktov v ozonizačno-oxidačnej časti procesu, ale aj v izolácii a rafinácii hlavne kyseliny azelaovej a kyseliny malónovej.Saturated organic solvents are solvents which dissolve only the ozonated acids, esters and oils, but are not practically ozonized by themselves. These include lower carboxylic acids, in particular formic acid and acetic acid or its anhydride and liquid formates or alkyl acetates, then lower aliphatic alkanols, especially methanol, under normal conditions liquid aromatic or naphthenic hydrocarbons. At higher ozonization temperatures, in particular 50 to 100 ° C, the decomposition of the ozonides and the dooxidation of the aldehyde groups to the carboxyl groups take place simultaneously. It should be ensured that the decomposition of the ozonides and the conjugated oxidation proceed as completely as possible, at least to 85%. Complete decomposition of ozonides and dooxidation not only significantly increase the yield of the final products in the ozonation-oxidation part of the process, but also in the isolation and refining of mainly azelaic acid and malonic acid.
Úprava podľa tohoho vynálezu sa uskutočňuje pomocnými operáciami, ako oddelením katalyzátora, dooxidáciou medziproduktu, neutralizáciou, stripovaním a pod..The treatment according to the invention is carried out by auxiliary operations such as catalyst separation, dooxidation of the intermediate, neutralization, stripping and the like.
Surový produkt po ozonizácii a rozklade s dooxidáciou sa zbaví aspoň sčasti hlavne prchavejších produktov, ako oddestilovaním, najmä za zníženého tlaku, extrakciou vodou, čím sa extrahuje aj aspoň časť kyseliny malónovej ap., alebo až po hydrolýze, výhodne za katalytického účinku kyselín ľahko odstrániteľných, a tak umožňujúcich oddeliť kyselinu pelargónovú alebo nižšie karboxylové kyseliny a pritom príliš nesťažovať izoláciu a rafináciu kyseliny azelaovej a prípadne kyseliny malónovej. K zlepšeniu kontaktu vody s hydrolyzovaným medziproduktom slúži tiež rozpúšťadlo, ako kyselina mravčia, kyselina octová, heteropoláme organické látky, ako polyglykol, dimetylglykoléter a pod., rozpúšťajúce ako vodu, tak aj hydrolyzovaný substrát alebo ľahko odstrániteľný katalyzátor fázového prenosu. Namiesto hydrolýzy metylesterov karboxylových kyselín možno využiť preesterifikáciu kyselinou mravčou, za vzniku voľných karboxylových kyselín a metylformiátu.The crude product after ozonization and decomposition with dooxidation is freed from at least partially mainly volatile products, such as by distillation, in particular under reduced pressure, by extraction with water, thereby extracting at least part of the malonic acid etc. or after hydrolysis, preferably under catalytic action. and thus allowing the separation of pelargonic acid or lower carboxylic acids, while not too difficult to isolate and refine the azelaic acid and optionally the malonic acid. A solvent such as formic acid, acetic acid, heteropoly organic substances, such as polyglycol, dimethyl glycol ether and the like, dissolving both water and a hydrolyzed substrate or an easily removable phase transfer catalyst also serve to improve contact of water with the hydrolyzed intermediate. Instead of hydrolysis of the methyl esters of carboxylic acids, transesterification with formic acid can be utilized to give the free carboxylic acids and methyl formate.
Pri uskutočňovaní spôsobu podľa tohoto vynálezu sa dbá, aby kvôli termickej labilite kyseliny malónovej a jej esterov, až do jej izolácie, neprevýšila teplota v žiadnej operácii teplotu 140 °C. Aj preto sa rektifikácie a destilácie pri uskutočňovaní spôsobu podľa tohoto vynálezu spravidla robia za zníženého tlaku. Preto je spravidla vhodné po oddelení prchavých zložiek aj v prípade ozonizácie glyceridov a metylesterov karboxylových kyselín najprv oddeliť kyselinu malonovú, hlavne extrakciou vodou alebo aj inými selektívnymi rozpúšťadlami.In carrying out the process according to the invention, it is ensured that, due to the thermal lability of the malonic acid and its esters, the temperature in any operation does not exceed a temperature of 140 ° C. Therefore, rectification and distillation in carrying out the process according to the invention are generally carried out under reduced pressure. It is therefore generally advisable, after separation of the volatile components, even in the case of the ozonation of glycerides and methyl esters of carboxylic acids, to separate the malonic acid first, in particular by extraction with water or other selective solvents.
Ďalšie údaje, ktoré však rozsah vynálezu neobmedzujú, ako aj ďalšie výhody, sú zrejmé z príkladov.Other non-limiting data as well as other advantages are apparent from the examples.
Príklady uskutočnenia vynálezuDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Príklad 1Example 1
Do skleneného oplášťovaného ozonizačného reaktora o objeme 1,5 dm3 sa naváži 250 g metylesterov kyselín, pripravených hydroxidom draselným, katalyzovanou transesterifikáciou repkového oleja metanolom, ktorých hromové číslo bolo 65,3 g Br/100 g a číslo zmydelnenia 172,05 mg KOH/g. Analýzou GLC vychádza takého zloženie metylesterov (v hmotn. %) kyselín: palmitovej 4; steárovej 1,2; olejovej 68,2; linolovej 11,5; linolénovej 17,5; arachovej 2,9 a behénovej 2,5. Ďalej sa pridá 750 g kyseliny octovej. Po vytemperovaní obsahu reaktora na teplotu 11 ± 1 °C už za prefukovania kyslíkom v množstve 1,5 dm3/min sa čistý kyslík nahradí prefukovaným cez ozonizátor (striedavý prúd pri napätí 15,5 kV), pričom obsah ozónu v kyslíku tvorí 40 mg/dm3, t. j. 2,91 hmotn. %. Príkon ozonizátora dosahuje 0,23 kW. Už po 5 h ozonizácie, stanovením brómového čísla, sa dokázala úplná konverzia nenasýtených metylesterov, pričom prívod kyslíka s obsahom ozónu sa preruší po 7 h. Nato sa vypne ozonizátor a rozpustený ozón sa z reakčného prostredia vypudí čistým kyslíkom.Weigh 250 g of methyl esters prepared with potassium hydroxide, catalyzed by transesterification of rapeseed oil with methanol, whose thunder number was 65.3 g Br / 100 g and saponification number 172.05 mg KOH / g, were weighed into a 1.5 m 3 glass-jacketed ozonation reactor. . GLC analysis shows the following methyl ester composition (w / w): palmitic acid 4; stear 1,2; oil 68.2; linoleum 11.5; linolene 17.5; arachic 2.9 and behenic 2.5. Further, 750 g of acetic acid are added. After the reactor contents have been brought to a temperature of 11 ± 1 ° C and already purged with oxygen at a rate of 1.5 dm 3 / min, the pure oxygen is replaced by a purged through the ozonator (alternating current at 15.5 kV), with an ozone content of 40 mg / dm3, i.e., 2.91 wt. %. The power consumption of the ozonator is 0.23 kW. Already after 5 hours of ozonization, by determination of the bromine number, the complete conversion of the unsaturated methyl esters has been demonstrated, with the ozone-containing oxygen supply being interrupted after 7 hours. The ozonator is then switched off and the dissolved ozone is expelled from the reaction medium with pure oxygen.
Celkový surový produkt po ozonlzácii i s kyselinou octovou ako zrieďovadlom, rozpúšťadlom a súčasne aj kyslým katalyzátorom štiepenia ozonidov, váži 882 g.The total crude product, after ozonation, with acetic acid as a diluent, a solvent and an acidic ozonide cleavage catalyst, weighs 882 g.
Z tohto množstva sa odoberie 441 g a pri teplote 85 ± 5 °C sa pod spätným chladičom za prefukovania kyslíkom vyhrieva 4 h. Nato sa za zníženého tlaku rektifikáciou oddelí kyselina octová a takisto za vákua aj kyselina propionová a kaprónová. Nato sa celý destilačný zvyšok dôkladne extrahuje vodou, čím sa extrahuje kyselina malónová a zvyšok kyseliny kaprónovej. Ďalej za ešte hlbšieho vákua sa oddestiluje podstatná časť kyseliny pelargónovej. Ďalej sa destilačný zvyšok so štvornásobným prebytkom prehriatej vodnej pary nastrekuje do tlakového hydrolyzačného reaktora, pri teplote 230 až 260 °C, obsahujúceho tabletovaný acidifikovaný bentonit. Zaťaženie katalyzátora metylestermi kyselín je 0,22 g/cm^kat./h. Zo získaného hydrolyzátu sa oddestilje metanol a prevážna zmes kyselín sa podrobí izolácii extrakciou, spojenou so zahusťovaním a kryštalizáciou, za použitia vody, metyletylketónu, metyl-terc.butyléteru ako extrakčných činidiel.441 g of this quantity are taken and heated at 85 ± 5 ° C under reflux with oxygen for 4 hours. Thereafter, acetic acid was removed by rectification under reduced pressure, and propionic and caproic acid were also removed under vacuum. Thereafter, the entire distillation residue is thoroughly extracted with water to extract malonic acid and the remainder of caproic acid. Furthermore, a substantial part of pelargonic acid is distilled off under an even deeper vacuum. Next, a distillation residue with a quadruple excess of superheated steam is injected into a pressurized hydrolysis reactor at a temperature of 230 to 260 ° C containing the tableted acidified bentonite. The catalyst loading with methyl acid esters is 0.22 g / cm @ 2 cat./h. Methanol is distilled off from the obtained hydrolyzate and the bulk mixture of acids is subjected to extraction by concentration and concentration and crystallization using water, methyl ethyl ketone, methyl tert-butyl ether as extracting agents.
Získané produkty sa zvážia a výťažky kyselín sa počítajú z teoreticky možných výťažkov tak, že po ózonizácii, rozklade ozonidov a dooxidácii z kyseliny olejovej vznikne kyselina azelaová a kyselina pelargónováThe products obtained are weighed and the acid yields are calculated from theoretically possible yields such that after ozonization, ozonide decomposition and dooxidation from oleic acid, azelaic acid and pelargonic acid are formed.
CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7COOH => HOOC(CH2)7COOH + CH3(CH2)7COOH z kyseliny linolovej (9,12-linolová kyselina) zasa kyselina azelaová, kyselina malónová a kyselina kaprónováCH3 (CH 2) 7 CH = CH (CH 2) 7 COOH => HOOC (CH 2) 7 COOH + CH 3 (CH 2) 7 COOH from linoleic acid (9,12-linoleic acid) in turn azelaic acid, malonic acid and caproic acid
CH3(CH2)4-CH=CH-CH2CH2CH=CH(CH2)7COOH => HOOC(CH2)7COOH + + HOOCCH2COOH + CH3(CH2)4COOH, z kyseliny linolénovej zasa kyselina azelaová, kyselina malónová a kyselina propionová CH3CH2CH=CHCH2CH=CHCH2CH=CH(CH2)7COOH => HOOC(CH2)7COOH + + 2 HOOCCH2COOH + CH3CH2COOH.CH 3 (CH 2) 4 -CH = CH-CH 2 CH 2 CH = CH (CH 2 ) 7 COOH => HOOC (CH 2 ) 7 COOH + + HOOCCH 2 COOH + CH 3 (CH 2) 4 COOH, azelaic acid, malonic acid and propionic acid from linolenic acid CH 3 CH 2 CH = CHCH 2 CH = CHCH 2 CH = CH (CH 2 ) 7 COOH => HOOC (CH 2) 7 COOH + + 2 HOOCCH 2 COOH + CH 3 CH 2 COOH.
Z kyseliny erukovej vzniká zasa kyselina pelargónová a kyselina brazylová.Pelargonic acid and brazylic acid are again formed from erucic acid.
Výťažok kyseliny malónovej po trojnásobnej extrakcii a opäť trojnásobnom zahusťovaní vodného roztoku a extrakcii aj matečných lúhov dosiahne 57,8 % teórie, kyseliny azelaovej 66,7 teórie o čistote 99,1 % a kyseliny pelargónovej 72,1 % teórie. Zvyšok spolu s ďalšími kyslíkatými organickými zlúčeninami zostal v matečných lúhoch, 7 z ktorých sa izolujú zmesi karboxylových kyselín, použité ďalej na výrobu syntetických mazív.The yield of malonic acid after extracting three times and again concentrating the aqueous solution three times and extracting also the mother liquors reaches 57.8% of theory, azelaic acid of 66.7% with a purity of 99.1% and pelargonic acid of 72.1% of the theory. The residue, along with other oxygenated organic compounds, remained in the mother liquors from which the carboxylic acid mixtures used, further used for the production of synthetic lubricants, were isolated.
Ďalších 441 g sa spracuje podobne, len na rozklad ozonidov, spojený s oxidáciou, sa použije 0,15 hmotn. % kapronátu kobaltnatého ako oxidačného katalyzátora a 1 hmotn. % bieliacej aktívnej hlinky ako katalyzátora štiepenia ozonidov, pričom teplota sa zníži na 78 ± 5 °C. Na extrakciu kyseliny azelaovej sa použije len voda a metyletylketón.A further 441 g was treated similarly, but only 0.15 wt. % cobalt capronate as oxidation catalyst and 1 wt. % of the bleaching active clay as ozonide cleavage catalyst, the temperature being lowered to 78 ± 5 ° C. Only water and methyl ethyl ketone are used to extract the azelaic acid.
Výťažok kyseliny malónovej dosahuje 61,3 % teórie, kyseliny azelaovej vysokej čistoty 74,2 % a kyseliny pelargónovej 74,4 % teórie.The yield of malonic acid is 61.3% of theory, high purity azelaic acid is 74.2% and pelargonic acid is 74.4% of theory.
Príklad 2Example 2
Postupuje sa podobne ako v príklade 1, len namiesto metylesterov kyselín z repkového oleja sa použije zmes nenasýtených a nasýtených kyselín z ľanového oleja, ktoré vzhľadom na pomerne vysoký obsah aj metylesterov kyseliny linolovej a linolénovej poskytujú výrazne väčšie množstvo kyseliny malónovej. Výťažok kyseliny malónovej dosahuje 73,8 % a azelaovej 74,1 % z teoreticky dosiahnuteľných výťažkov.The procedure is similar to that of Example 1, except that a mixture of unsaturated and saturated linseed acids is used instead of methyl esters of rapeseed oil which, due to the relatively high content of linoleic and linolenic acid methyl esters, also provide significantly higher amounts of malonic acid. The yield of malonic acid is 73.8% and that of azelaic acid is 74.1% of the theoretical yields.
Avšak pri použití ľanového oleja, teda glyceridov namiesto metylesterov, za inak podobných podmienok, výťažok kyseliny malónovej dosahuje len 42,3 %, azelaovejHowever, using linseed oil, i.e. glycerides instead of methyl esters, under otherwise similar conditions, the yield of malonic acid is only 42.3%, azelaic
51,2 % a pelargónovej 58,9 %. I za použitia sleďového oleja sú výťažky podobne nízke.51.2% and geranium 58.9%. Even using herring oil, the yields are similarly low.
Príklad 3Example 3
Z technickej zmesi, obsahujúcej 80 hmotn. % kyseliny azelaovej, pričom zvyšok tvorí kyselina pelargónová a prímesí ďalších, hlavne nasýtených karboxylových kyselín, sa získa vysoko čistá (t. j. čistoty najmenej 99 hmotn. %) kyselina azelaová dvojstupňovou extrakciou s kryštalizáciou.From a technical mixture containing 80 wt. % of azelaic acid, the remainder being glargonic acid and admixture of other, mainly saturated carboxylic acids, yields a highly pure (i.e., at least 99 wt% purity) azelaic acid by two-stage crystallization extraction.
K 100 g tejto technickej zmesi sa pridá 200 g metyletylketónu, pričom po rozpustení všetkej technickej zmesi kyseliny azelaovej s ďalšími prímesami pri teplote 70 až 80 °C sa roztok nechá pozvoľna chladnúť, pričom pomaly prebieha kryštalizácia. Ďalej sa kryštalizujúca zmes dochladí na 4 až 5 °C. Nato sa na odsajú kryštály, premyjú sa ešte čistým chladným metyletylketónom 3 x 20 cm^ a po vysušení získané kryštály majú hmotnosť 74,5 g, ktoré tvorí kyselina azelaová o čistote 97 ,8 hmotn. %. Získa sa ďalej 97,5 g matečného roztoku („lúhu“).To 100 g of this technical mixture is added 200 g of methyl ethyl ketone, and after dissolution of all the technical mixture of azelaic acid with further admixtures at a temperature of 70-80 ° C, the solution is allowed to slowly cool while crystallization slowly proceeds. Next, the crystallizing mixture is cooled to 4-5 ° C. The crystals are then filtered off with suction, washed with still cold methylethylketone (3 * 20 cm @ 3) and, after drying, the crystals obtained are 74.5 g, which is azelaic acid having a purity of 97.8% by weight. %. In addition, 97.5 g of mother liquor ("lye") is obtained.
Ďalej zo 74,5 g kryštálov sa odoberie 50 g a rozpustia sa pri teplote 60 až 65 °C v 75 g metyletylketónu, pričom po podobnej kryštalizácii, odfiltrovaní a trojnásobným premytím kryštálov vždy po 20 g metyletylketónu, sa získa, okrem 65,5 g „matečného lúhu“, 47,0 g kyseliny azelaovej o čistote 99,1 hmotn. % a teplote taveniaIn addition, 50 g are taken from 74.5 g of crystals and dissolved at 60 to 65 ° C in 75 g of methyl ethyl ketone, whereby after similar crystallization, filtration and washing of the crystals three times with 20 g of methyl ethyl ketone each, mother liquor ', 47.0 g of azelaic acid having a purity of 99.1% by weight. % and melting temperature
107,5 °C.107.5 ° C.
Dosahovaný výťažok vysokočistej kyseliny azelaovej bez spracovania „matečných lúhov“ dosahuje 70 % a po spracovaní zasa trojstupňovým zakoncentrovaním „matečných lúhov“ sa získa ďalších 5,2 % čistej kyseliny azelaovej.The yield of high purity azelaic acid achieved without the treatment of the mother liquors reaches 70%, and after treatment in three stages the concentration of the mother liquors yields a further 5.2% of pure azelaic acid.
Ďalej sa aplikovali ako extrakčné činidlá namiesto samotného metyletylketónu (2-bután-2-ónu) aj acetón, metylizobutylketón, cyklohexanón, cyklopentanón, dietyléter, metyl-terc.butyléter a metyl-terc.amyléter. Dosiahnuté výsledky dvojstupňovej extrakcie, konjugovanej s kryštalizáciou kyseliny azelaovej, sú uvedené v tab.1.Acetone, methyl isobutyl ketone, cyclohexanone, cyclopentanone, diethyl ether, methyl tert-butyl ether and methyl tert-amyl ether were also used as extraction agents instead of methyl ethyl ketone (2-butan-2-one) alone. The results of the two-stage extraction conjugated to the crystallization of azelaic acid are shown in Table 1.
Pritom v prípadoch prchavejších extrakčných činidiel sa robilo rozpúšťanie pri teplote blízkej teplote varu rozpúšťadla. „Matečné lúhy“ sa spracovávali osobitne.In the case of more volatile extracting agents, dissolution was carried out at a temperature close to the boiling point of the solvent. The mother liquors were treated separately.
Tab. 1Tab. 1
Rozpúšťadlo - extrakčné Po 1. stupni extrakcie [%] Po 2. stupni extrakcie [%]Solvent - extraction After 1st stage of extraction [%] After 2nd stage of extraction [%]
Príklad 4Example 4
Do ozonizátora, charakterizovaného v príklade 1, sa naváži 250 g oleínu o jódovom čísle 100,4 g J2/IOO g, hromovom čísle 59,5 g Br/100 g, čísle kyslosti 192,61 mg KOH/g a čísle zmydelnenia 96,90 mg KOH, v ktorom obsah kyseliny olejovej je 79,1 hmotn. % a kyseliny linolovej 1,8 hmotn. %. Ďalej sa pridá 750 g kyseliny octovej. Ozonizácia sa uskutočňuje podobne ako v príklade 1, len teplota ozonizačného reaktora sa udržuje v rozsahu 68 až 73 °C. Po 250 min už sú v reakčnom prostredí vyreagované dvojité väzby, ale ozonizácia sa zastaví až po 360 min. Po vypudení zvyšku ozónu sa zo surového reakčného produtku, z množstva 962,5 g, oddelí 500 g a podrobí sa podmienkam termického rozkladu a dooxidácie kyslíkom pri teplote 80 ± 5 °C počas 3 h. Potom za zníženého tlaku sa oddestiluje kyselina octová s prímesou kyseliny kaprónovej. Destilačný zvyšok sa dôkladne pri teplote miestnosti počas 1 h vytrepe vodou, z ktorej sa potom izoluje kyselina malónová. Za ešte hlbšieho vákua (0,54 kPa) sa oddestiluje kyselina pelargónová a z destilačného zvyšku sa extrakciou vodou pri teplote 70 a 90 °C, s následným ochladením, kryštalizáciou s oddelením kryštálov a opätovnou extrakciou a s metyletylketónom a dietyléterom získa kyselina azelaová. Výťažky z teoreticky možných množstiev sa dosiahujú (v % teórie): kyseliny azelaovej 84,1; kyseliny pelargónovej 86,3; kyseliny malónovej 42,1.Weigh 250 g of olein with an iodine value of 100.4 g of J2 / 100 g, a thunder number of 59.5 g of Br / 100 g, an acid number of 192.61 mg KOH / g and a saponification number of 96.90 into the ozonator as described in Example 1. mg KOH, in which the oleic acid content is 79.1 wt. % and linoleic acid 1.8 wt. %. Further, 750 g of acetic acid are added. The ozonation is carried out similarly to Example 1, except that the temperature of the ozonation reactor is maintained in the range of 68-73 ° C. After 250 min, double bonds are already reacted in the reaction medium, but the ozonation stops after 360 min. After expulsion of the remainder of the ozone, 500 g is separated from the crude reaction product, in an amount of 962.5 g, and subjected to conditions of thermal decomposition and oxygen dooxidation at 80 ± 5 ° C for 3 h. Then, acetic acid with the addition of caproic acid is distilled off under reduced pressure. The distillation residue is shaken vigorously at room temperature for 1 h with water, from which malonic acid is then isolated. Pelargonic acid is distilled off at an even deeper vacuum (0.54 kPa) and the azelaic acid is obtained from the distillation residue by extraction with water at 70 and 90 ° C, followed by cooling, crystallization with separation of crystals and reextraction with methylethylketone and diethyl ether. Yields of theoretically possible amounts are obtained (in% of theory): azelaic acid 84.1; pelargonic acid 86.3; malonic acid 42.1.
Z ďalších 400 g produktu ozonizácie sa pristúpi bez následného termického rozkladu ozonidov s dooxidáciou k oddestilovaniu za zníženého tlaku kyseliny octovej, propiónovej a kaprónovej, s extrakciou vodou kyseliny malónovej, izolácii kyseliny pelargónovej a kyseliny azelaovej. Výťažok kyseliny azelaovej dosahuje 80,3 % a malónovej 44,3 % teórie. To nasvedčuje, že v stupni ozonizácie prebieha v podstate aj .rozklad ozonidov s následnou dooxidáciou.From a further 400 g of the ozonation product, distillation under reduced pressure of acetic, propionic and caproic acid, extraction with water of malonic acid, isolation of pelargonic acid and azelaic acid is carried out without subsequent thermal decomposition of the dooxidized ozonides. The yield of azelaic acid is 80.3% and of malonic 44.3% of theory. This suggests that, in the ozonization step, the decomposition of ozonides with subsequent dooxidation also takes place.
II
Príklad 5Example 5
Postupuje sa podobne ako v príklade 4, ale zmes nenasýtených a nasýtených karboxylových kyselín obsahuje (v hmotn. %): 62,3 kyseliny olejovej, 14,3 kyseliny linolovej a 8,3 kyseliny linolénovej. Výťažky sú (v % teórie): kyseliny malónovej 52,1, kyseliny azelaovej 82,1 a pelargónovej 84,7.The procedure is analogous to Example 4, but the mixture of unsaturated and saturated carboxylic acids contains (in wt.%): 62.3 oleic acid, 14.3 linoleic acid and 8.3 linolenic acid. The yields are (in% of theory): malonic acid 52.1, azelaic acid 82.1 and pelargonic acid 84.7.
Príklad 6Example 6
Násadu do ozonizačného reaktora tvorí 250 g metylesterov kyselín z repkového oleja, špecifikovaných v príklade 1, a 750 g toluénu. Ozonizácia sa uskutočňuje pri teplote 74 ± 3 °C pri prietoku ozón obsahujúcim kyslíkom podobne, ako v príklade 1, pričom ozonizácia sa ukončí po 330 min.The feed to the ozonation reactor consists of 250 g of the rapeseed oil methyl esters specified in Example 1 and 750 g of toluene. The ozonation is carried out at a temperature of 74 ± 3 ° C with an oxygen-containing ozone flow similar to Example 1, the ozonization being terminated after 330 min.
V druhom prípade sa okrem 250 g metylesterov a 750 g toluénu do ozonizačného reaktora pridá 25 g práškovej bieliacej hlinky ako kyslého katalyzátora.In the second case, in addition to 250 g of methyl esters and 750 g of toluene, 25 g of powdered bleaching earth as an acid catalyst is added to the ozonation reactor.
Kým z prvého variantu, bez následného osobitného rozkladu a dooxidácie, výťažok kyseliny azelaovej dosiahne (v % teoretického výťažku) 76,7, kyseliny malónovej 57,2, z druhého variantu takisto bez osobitného stupňa rozkladu a dooxidácie, ale navyše 10 hmotn. % heterogenného kyslého katalyzátora, vznikne kyseliny azelaovej 81,1 % a malónovej 66,3 %.While the first variant, without subsequent separate decomposition and dooxidation, the yield of azelaic acid reaches (in% of theoretical yield) 76.7, malonic acid 57.2, from the second variant also without a particular degree of decomposition and dooxidation, but additionally 10 wt. % of a heterogeneous acid catalyst, resulting in azelaic acid of 81.1% and malonic acid of 66.3%.
Príklad 7Example 7
Ozonizuje sa zmes metylesterov nenasýtených a nasýtených karboxylových kyselín, špecifikovaná v príklade 1, za inak podobných podmienok ozonizácie, len teplota je 52 až 54 °C a namiesto kyseliny octovej ako rozpúšťadlo sa aplikuje metanol. Ozonizácia sa odstaví po 330 min, pričom rozklad ozonidov s dooxidáciou sa uskutočňuje za prítomnosti bieliacej hlinky a 0,3 hmotn. % kyseliny trihydrogénfosforečnej počas 6 h. Získa sa tak zmes metylesterov a dimetylesterov kyseliny propiónovej, kaprónovej, pelargónovej, malónovej a azelaovej, pričom ich delenie sa uskutoční rektifikáciou a destiláciou za zníženého tlaku. Výťažok dimetylesteru kyseliny azelaovej (v % teoret. výťažku) dosahuje 62,4, dimetylesteru kyseliny malónovej 50,3, metylesteru kyseliny pelargónovej 63,1 a kaprónovej 67,2.The mixture of unsaturated and saturated carboxylic acid methyl esters specified in Example 1 is ozonized under otherwise similar ozonization conditions, only the temperature is 52-54 ° C and methanol is applied instead of acetic acid as solvent. The ozonation is removed after 330 min, the decomposition of the ozonides with dooxidation being carried out in the presence of bleaching clay and 0.3 wt. % phosphoric acid for 6 h. A mixture of methyl esters and dimethyl esters of propionic, caproic, pelargonic, malonic and azelaic acids is obtained, which is separated by rectification and distillation under reduced pressure. The yield of azelaic acid dimethyl ester (in% of the theoretical yield) was 62.4, malonic acid dimethyl ester 50.3, pelargonic acid methyl ester 63.1 and capronic acid 67.2.
Príklad 8Example 8
Do ozonizátora, špecifikovaného v príklade 1, sa naváži 360 g destilačného zvyšku organickej vrstvy, ako vedľajšieho produktu výroby metylesterov kyselín repkového oleja o brómovom čísle 70,40 g Br/100 g, jódovom čísle 99,80g J/100 g, čísle kyslosti 92,7 mg KOH/g a čísle zmydelnenia 186,32 mg KOH/g. Zastúpenie360 g of distillation residue of the organic layer, as a by-product of rapeseed oil methyl esters of bromine number 70.40 g Br / 100 g, iodine number 99.80g J / 100 g, acid number 92, are weighed into the ozonator specified in Example 1. , 7 mg KOH / g and saponification value 186.32 mg KOH / g. representation
II voľných nenasýtených a nasýtených karboxylových kyselín, ako aj vo forme metylesterov je (v %): kys. palmitovej 5,3, kys. stearovej 1,5, kys. arachovej 0,6, kys. palmitoolejovej 0,3, kys. olejovej 30,5, kys. linolovej 20,3, kys. linolénovej 10,6, kys. galolejovej 0,3 a kys. erukovej 0,3. K tomu sa pridá 842 g ľadovej kys. octovej a ozonizácia sa uskutočňuje pri teplote 66 až 84 °C, pri prietoku ozonizovaného kyslíka 1,6 až 1,9 dmS/min, pri obsahu ozónu 38 mg/dm^ kyslíka, počas 6 h. Už počas 4,5 h skonvertujú podľa analýzy hromového čísla prakticky všetky dvojité väzby. Po 6 h reakcie v ozonizátore chromatografiou stanovená konverzia je (v %): kys. olejová, resp. jej metylester 93,4, kys. linolová 92,6 a kys. linolénová 72,6. Surový produkt sa za zníženého tlaku (2,67 kPa) rektifikuje, pričom sa oddelí kyselina octová i s časťou strhnutej kyseliny propionovej. Ďalej sa oddelí kyselina propionová. Potom sa destilačný zvyšok extrahuje vodou, pričom sa extrahuje kyselina malónová, ktorej výťažok po trojnásobnej extrakcii dosahuje 71,2 % teórie a odestiluje sa zvyšok kyseliny kaprónovej. Nato sa destilačný zvyšok podrobí hydrolýze v autokláve pri šesťnásobnom prebytku vody za prítomnosti 2,9 hmotn. % bieliacej hlinky pri teplote 230 až 248 °C počas 5 h. Následne sa z hydrolyzátu oddestiluje metanol a organický zvyšok sa extrahuje vodou, ďalej metyletylketónom a metylterc.butyléterom, čím sa izoluje kyselina azelaová a kyselina pelargónová. Výťažok kyseliny azelaovej dosahujeII of free unsaturated and saturated carboxylic acids as well as in the form of methyl esters is (in%): acid. palmitic 5.3, acid. stearic acid 1,5, acid. arachic 0.6, acid. palmitooleate 0.3, acid. oleic acid 30.5, acid. linoleic 20.3, acid. linolenic 10.6, acid. galoleic 0.3 and acid. erukovej 0,3. To this was added 842 g of glacial acid. acetic acid and ozonization are carried out at a temperature of 66-84 ° C, with an ozonated oxygen flow of 1.6-1.9 dmS / min, an ozone content of 38 mg / dm 2 of oxygen, for 6 h. Already in 4.5 hours virtually all double bonds will be converted by thunder analysis. After 6 h reaction in the ozonator by chromatography the determined conversion is (%): acid. oil, respectively. its methyl ester 93.4, acid. linoleic 92.6 and acid. linolene 72.6. The crude product was rectified under reduced pressure (2.67 kPa), separating acetic acid with some of the entrained propionic acid. Next, the propionic acid is separated. The distillation residue is then extracted with water to extract malonic acid, the yield of which after three extractions reaches 71.2% of theory and the residue of caproic acid is distilled off. Thereafter, the distillation residue is subjected to hydrolysis in an autoclave at a six-fold excess of water in the presence of 2.9 wt. % bleaching earth at 230 to 248 ° C for 5 h. Subsequently, methanol is distilled off from the hydrolyzate and the organic residue is extracted with water, followed by methyl ethyl ketone and methyl tert-butyl ether to isolate azelaic acid and pelargonic acid. The yield of azelaic acid is reached
74,3 % a kyseliny pelargónovej 71,3 % teórie.74.3% and pelargonic acid 71.3% of theory.
V ďalšom pokuse, uskutočnenom za podobných podmienok, sa destilačný zvyšok hydrolyzoval nekatalyticky sedemnásobným nadbytkom vody pri teplote 242 až 252 °C počas 5 h. Výťažok kyseliny azelaovej dosiahol 75,8 % teórie a kyseliny pelargónovej 74,2 % teórie..In another experiment, performed under similar conditions, the distillation residue was hydrolyzed non-catalytically with a seven-fold excess of water at 242 to 252 ° C for 5 h. The yield of azelaic acid reached 75.8% of theory and pelargonic acid 74.2% of theory.
Príklad 9Example 9
Postupuje sa podobne ako v príklade 8, len teplota ozonizácie je vyššia a vynechá sa hydrolýza a namiesto vedľajšieho produktu (zmesi kyselín a metylesterov kyselín repkového oleja) sa na ozonizáciu použije zmes karboxylových kyselín, získaná z talového oleja, ktorá je tohoto zloženia (v hmotn. %): kys. olejová = 45,2, kys. linolová = 44,8, kys. limolénová = 7,4. Teplota ozonizácie počas 6 h je 76 až 88 °C. Konverzia nenasýtených karboxylových kyselín dosahuje 94,8 až 97,4 %. Výťažok (v %) kyseliny malónovej dosahuje 76,4, kyseliny azelaovej 79,6 a kyseliny pelargónovej 84,1.The procedure is similar to that in Example 8, except that the ozonation temperature is higher and the hydrolysis is omitted, and instead of the by-product (a mixture of acids and methyl esters of rapeseed oil) a mixture of carboxylic acids obtained from tall oil of this composition is used. %): acid. oleic acid = 45.2; linoleic = 44.8, acid. limolene = 7.4. The ozonation temperature for 6 h is 76-88 ° C. The conversion of unsaturated carboxylic acids reaches 94.8 to 97.4%. The yield (%) of malonic acid is 76.4, azelaic acid 79.6 and pelargonic acid 84.1.
Príklad 10Example 10
Postupuje sa podobne ako v prvom variante príkladu 6, Ten namiesto katalytickej hydrolýzy destilačného zvyšku sa použije preesterifikácia metylesteru kyseliny pelargónovej a metylesteru kyseliny azelaovej trojnásobným nadbytkom kyseliny mravčej pri teplote nad 90 °C za súčasného oddeľovania metylformiátu. Výťažok kyseliny azelaovej dosahuje 75,3 % a kyseliny, pelargónovej 75,9 % teórie.The procedure is analogous to the first variant of Example 6. Instead of catalytic hydrolysis of the distillation residue, the transesterification of pelargonic acid methyl ester and methyl azelaic acid ester is used with a triple excess of formic acid at a temperature above 90 ° C while separating the methyl formate. The yield of azelaic acid is 75.3% and that of pelargonic acid is 75.9% of theory.
Priemyselná využiteľnosť vynálezuIndustrial applicability of the invention
Spôsob podľa tohoto vynálezu je využiteľný v chemickom i vo farmaceutickom priemysle na selektívnu výrobu cenných medziproduktov z technicky i komerčne ľahko dostupných východiskových surovín, ako repkového a ľanového oleja, najmä však zmesi metylesterov nenasýtených i nasýtených karboxylových kyselín, pripravených katalyzovanou preesterifikáciou repkového alebo ľanového oleja metanolom. Zmes takýchto metylesterov kyselín repkového oleja sa v strednotonážnom meradle vyrába ako ekologické palivo vznetových motov, ako tzv. bionafta.The process according to the invention is applicable in the chemical and pharmaceutical industries for the selective production of valuable intermediates from technically and commercially readily available starting materials such as rapeseed and linseed oil, in particular mixtures of unsaturated and saturated carboxylic acid methyl esters prepared by catalyzed transesterification of rapeseed or linseed oil with methanol. . A mixture of such methyl esters of rapeseed acid is produced on medium scale as an ecological fuel for diesel engines, as a so-called diesel fuel. biodiesel.
Claims (10)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SK1141-97A SK281462B6 (en) | 1997-08-21 | 1997-08-21 | Process for producing azelaic acid and/or malonic acid and/or their methylesters |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SK1141-97A SK281462B6 (en) | 1997-08-21 | 1997-08-21 | Process for producing azelaic acid and/or malonic acid and/or their methylesters |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SK114197A3 true SK114197A3 (en) | 1999-04-13 |
SK281462B6 SK281462B6 (en) | 2001-04-09 |
Family
ID=20434299
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SK1141-97A SK281462B6 (en) | 1997-08-21 | 1997-08-21 | Process for producing azelaic acid and/or malonic acid and/or their methylesters |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SK (1) | SK281462B6 (en) |
-
1997
- 1997-08-21 SK SK1141-97A patent/SK281462B6/en unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
SK281462B6 (en) | 2001-04-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4164506A (en) | Process for producing lower alcohol esters of fatty acids | |
EP3239128B1 (en) | Continuous process for the production of derivatives of saturated carboxylic acids | |
JPH0662502B2 (en) | Production method of fatty acid methyl ester | |
JP2009508913A5 (en) | ||
JPH08502473A (en) | Recycling process for producing adipic acid and other aliphatic dibasic acids | |
CN107602372B (en) | Process for producing fatty acid | |
FR2578247A1 (en) | CONVERSION OF PLANT SUBSTANCES TO CHEMICALS | |
JPWO2006129435A1 (en) | Fatty acid lower alkyl ester production method, fatty acid lower alkyl ester and light oil alternative fuel | |
SK170097A3 (en) | Process for the treatment of reaction mixtures obtained by oxidation of cyclohexane | |
US7560578B2 (en) | Palm-based hydroxy fatty acid | |
SK114197A3 (en) | Process for producing azelaic acid and/or malonic acid and/or their methylesters | |
US3804895A (en) | Preparation of carboxy alkanoic acids and esters | |
US6022982A (en) | Method for the development of δ-lactones and hydroxy acids from unsaturated fatty acids and their glycerides | |
JP2003055303A (en) | Method for producing 4-6c dicarboxylic acid esters from alkali waste fluid occurring in caprolactam production process | |
JPH0365334B2 (en) | ||
Ross et al. | The stability and constitution of monoglycerides | |
JPS6123781B2 (en) | ||
AT203474B (en) | Process for the preparation of α, β-unsaturated aldehydes | |
Dufek et al. | Ethylene adduct of conjugated octadecadienoic acids: II. Ozonization products | |
US5849935A (en) | Method for the development of δ-lactones and hydroxy acids from unsaturated fatty acids and their glycerides | |
US3349106A (en) | Solvent for obtaining very high yields of aldehydic products from soybean oil | |
DE2138283C3 (en) | Process for the preparation of sec-alkylbenzenecarboxylic acids | |
WO2024167957A1 (en) | New method for ozonolysis and reductive quenching of ozonides | |
Isbell et al. | Method for the development of delta-lactones and hydroxy acids from unsaturated fatty acids and their glycerides | |
Fujita et al. | United States Patent:“ |