WO2004033403A1 - Herstellung von alkanolalkoxylaten bei optimierten reaktionstemperaturen - Google Patents

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WO2004033403A1
WO2004033403A1 PCT/EP2003/004331 EP0304331W WO2004033403A1 WO 2004033403 A1 WO2004033403 A1 WO 2004033403A1 EP 0304331 W EP0304331 W EP 0304331W WO 2004033403 A1 WO2004033403 A1 WO 2004033403A1
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reaction
mol
ethylene oxide
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PCT/EP2003/004331
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Christian Wulff
Michael Stösser
Georg Heinrich Grosch
Kai-Uwe Baldenius
Edward Bohres
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Basf Aktiengesellschaft
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    • C09K23/42—Ethers, e.g. polyglycol ethers of alcohols or phenols

Definitions

  • the present invention relates to processes for preparing at least one alkoxylate, comprising contacting at least one alkylene oxide selected from the group consisting of ethylene oxide, propylene oxide, butylene oxide, pentylene oxide and decene oxide, with at least one starter compound in the presence of at least one double metal cyanide compound, the reaction at a temperature of 130 ° C to 155 ° C, the alkoxylates, in particular ethoxylates, themselves, and the use of such ethoxylates as emulsifiers, foam regulators or as curing agents for hard surfaces.
  • DMC double metal cyanide
  • Alkoxylates of aliphatic alcohols are widely used as surfactants, emulsifiers or foam suppressants.
  • the wetting and Emulsifier properties strongly depend on the type of alcohol and the type and amount of alkoxide adducts.
  • WO 94/11330 relates to alkoxylates of 2-propylheptanol and their use.
  • the alkoxylates contain 2-propylheptanol, first reacted with 1 to 6 mol of propylene oxide and then with 1 to 10 mol of ethylene oxide in the presence of alkali metal hydroxides as a catalyst.
  • a 2-propylheptanol reacted first with 4 mol of propylene oxide and then with 6 mol of ethylene oxide is used.
  • the alkylene oxide adducts show an improved ratio of foaming behavior to detergent action.
  • the alkoxylates show good wetting behavior. They are used in detergent compositions for cleaning textile materials.
  • WO 94/11331 relates to the use of such alkoxylates.
  • No. 2,508,036 also relates to the use of 2-n-propylheptanol ethoxylates which contain 5 to 15 mol of ethylene oxide as wetting agents in aqueous solutions. It is described that the products can be used as surfactants in detergents.
  • DE-A-102 18 754 and DE-A-102 18 753 relate to the use of C 0 - alkanol alkoxylate mixtures, in particular alkanol ethoxylate mixtures, such C 10 alkanol alkoxylate mixtures and processes for their preparation.
  • DE-A-102 18 752 also describes alkoxylate mixtures and detergents containing them, as well as processes for producing the alkoxylate mixtures and the use of the detergent for washing or cleaning textiles.
  • An object of the present reaction was therefore to provide a process for the alkoxylation of starter compounds with improved reaction rates, improved conversion, improved catalyst stability and reduced induction time.
  • this object is achieved by a process for the preparation of at least one alkoxylate, comprising the contacting of at least one alkylene oxide selected from the group consisting of ethylene oxide, propylene oxide, butylene oxide, pentylene oxide and decene oxide, with at least one starter compound in the presence of at least one double metal cyanide compound general formula I:
  • M 1 at least one metal ion selected from the group consisting of Zn 2+ , Fe 2+ , Fe 3+ , Co 3+ , Ni 2+ , Mn 2+ , Co 2+ , Sn 2+ , Pb 2+ , Mo 4 + , Mo 6+ , Al 3+ , V 4+ ,
  • M 2 at least one metal ion selected from the group consisting of Fe + , Fe 3+ , Co 2+ , Co 3+ , Mn 2+ , Mn 3+ , V 4+ , V 5+ , c Cr 3+ , Rh 3 + , Ru 2+ , Ir 3+ is,
  • a and X are independently an anion selected from the group consisting of halide, hydroxide, sulfate, carbonate, cyanide, thiocyanate, isocyanate, cyanate, carboxylate, oxalate, nitrate, nitrosyl, hydrogen sulfate, phosphate, dihydrogen phosphate, hydrogen phosphate or hydrogen carbonate,
  • L is a water-miscible ligand, selected from the group consisting of alcohols, aldehydes, ketones, ethers, polyethers, esters, polyesters, polycarbonate, ureas, amides, primary, secondary and tertiary amines, ligands with pyridine nitrogen, nitriles, Sulfides, phosphides, phosphites, phosphines, phosphonates and phosphates,
  • k is a fractional or whole number greater than or equal to zero
  • e the number of ligand molecules is a fractional or an integer greater than 0 or 0,
  • f and h are, independently of one another, a fractional or integer greater than 0 or 0,
  • the at least one alkylene oxide selected from the group consisting of ethylene oxide, propylene oxide, butylene oxide, pentylene oxide and decene oxide is reacted with at least one starter compound at a temperature of 130 ° C. to 155 ° C., preferably 140 ° C. to 155 ° C., particularly preferably from 140 ° C to 150 ° C.
  • the entire implementation takes place in the temperature range mentioned. This means that the induction phase is shortened compared to conventional driving at lower temperatures and the service life of the catalytic converter is improved.
  • the catalyst activity may deteriorate during the reaction.
  • the reactions thus run with higher yields and products reduced proportion of residual alcohol and of alkoxylated compounds with a low degree of alkoxylation are obtained.
  • the residual alcohol content surprisingly decreases even with the same degree of alkoxylation of the products if the reaction temperature is increased to at least 130 ° C., preferably at least 140 ° C.
  • the temperature can be freely selected during the induction period. However, it can also be in the range from 130 ° C to 155 ° C during the induction period.
  • An induction period is understood to mean that the alkoxylation reaction does not begin immediately after the alkylene oxide has come into contact with the starter compound and the double metal cyanide compound, but is delayed by a certain time. This induction period is expressed, for example, in that after the addition of a small amount of alkylene oxide, a certain pressure is created in the reactor which remains constant for a certain time and drops rapidly at the end of the induction period. After the pressure drop, the reaction has started and further metering of the alkylene oxide can take place.
  • the reaction vessel can first be filled with a suspension of alcohol and DMC catalyst.
  • the catalyst can then be separated by separating water, e.g. B. be activated by heating and / or evacuating the reaction vessel.
  • the reaction mixture is then advantageously heated to the reaction temperature and a nitrogen pressure is set.
  • a starting amount of ethylene oxide is metered in.
  • the reaction mixture is stirred until all of the ethylene oxide has reacted.
  • the reaction mixture can optionally be worked up further.
  • inert gas is added in addition to the at least one alkylene oxide.
  • Suitable inert gases in the context of the present invention are, for example, nitrogen, CO 2 or noble gases such as argon or mixtures thereof, preferably nitrogen.
  • the pressure of the at least one alkylene oxide during the reaction is 0 to 10 bar, preferably 0 to 6 bar, in particular 0 to 3 bar.
  • the pressure changes during the reaction.
  • the pressure initially drops somewhat. However, this depends on the metering rate of the alkylene oxide. If an inert gas is present, it is compressed as the level of the reactor rises and at least its partial pressure increases.
  • the sum of the inert gas partial pressure and the alkylene oxide partial pressure, in particular the sum of the inert gas partial pressure and the ethylene oxide partial pressure, during the induction phase at 0 to 20 bar, for example at 0 to 10 bar , in particular 1.5 to 6.0 bar, preferably 1.5 to 5.0 bar, particularly preferably 1.5 to 3.0 bar.
  • the present invention therefore relates to a process in which the reaction takes place in the temperature range defined above and during the induction phase the sum of inert gas partial pressure and alkylene oxide partial pressure, in particular the sum of inert gas partial pressure and ethylene oxide partial pressure, at 1, 5 bar to 6.0 bar.
  • At least one alkylene oxide selected from the group consisting of ethylene oxide, propylene oxide, butylene oxide, pentylene oxide and decene oxide is used, preferably selected from the group consisting of ethylene oxide, propylene oxide and butylene oxide.
  • the present invention relates to a method in which the alkylene oxide is ethylene oxide.
  • the alkylene oxide is propylene oxide.
  • a concentration of> 40%, preferably> 50% ethylene oxide in the gas phase in the reactor should be avoided, since at high concentrations spontaneous EO decomposition and thus overheating or explosion of the reactor can occur.
  • ethylene oxide in particular is therefore mixed with an inert gas.
  • a further alkylene oxide can also be added in the context of the present invention.
  • a further alkylene oxide selected from the group consisting of ethylene oxide, propylene oxide, butylene oxide, pentylene oxide and decene oxide can preferably be added.
  • the use of ethylene oxide or propylene oxide without the addition of further alkylene oxides is further preferred.
  • the process according to the invention for producing an alkoxylate is carried out in the presence of a double metal cyanide compound of the general formula I as a catalyst:
  • M 1 at least one metal ion selected from the group consisting of Zn 2+ , Fe 2+ , Fe 3+ , Co 3+ , Ni 2+ , Mn 2+ , Co 2+ , Sn 2+ , Pb 2+ , Mo 4 + , Mo 6+ , Al 3+ , V 4+ ,
  • M 2 at least one metal ion selected from the group consisting of Fe 2+ , Fe 3+ , Co 2+ , Co 3+ , Mn 2+ , Mn 3+ , V 4+ , V 5+ , C Cr 3+ , Rh 3+ , Ru 2+ , Ir 3+ is,
  • a and X are independently an anion selected from the group consisting of halide, hydroxide, sulfate, carbonate, cyanide, thiocyanate, isocyanate, cyanate, carboxylate, oxalate, nitrate, nitrosyl, hydrogen sulfate, phosphate, dihydrogen phosphate, hydrogen phosphate or hydrogen carbonate,
  • L is a water-miscible ligand, selected from the group consisting of alcohols, aldehydes, ketones, ethers, polyethers, esters, polyesters, polycarbonate, ureas, amides, primary, secondary and tertiary amines, ligands with pyridine nitrogen, nitriles, Sulfides, phosphides, phosphites, phosphines, phosphonates and phosphates,
  • k is a fractional or whole number greater than or equal to zero
  • e the number of ligand molecules is a fractional or an integer greater than 0 or 0,
  • f and h are independently a fractional or whole number greater than 0 or 0.
  • organic additives P are mentioned: polyethers, polyesters, polycarbonates, polyalkylene glycol sorbitan esters, polyakylene glycol glycidyl ethers, polyacrylamide,
  • These catalysts can be crystalline or amorphous. In the event that k is zero, crystalline double metal cyanide compounds are preferred. In the event that k is greater than zero, both crystalline, partially crystalline and substantially amorphous catalysts are preferred.
  • the present invention therefore relates to a process in which the double metal cyanide compound used as catalyst is crystalline.
  • Double metal cyanide compounds which contain zinc, cobalt or iron or two thereof are particularly suitable as catalysts for the alkoxylation. Berlin blue, for example, is particularly suitable. Crystalline DMC compounds are preferably used. In a preferred embodiment, a crystalline DMC compound of the Zn-Co type is used as the catalyst, which contains zinc acetate as a further metal salt component. Such compounds crystallize in a monoclinic structure and have a platelet-shaped habit. Such connections are described for example in WO 00/74845 or PCT / EP01 / 01893.
  • DMC compounds suitable as catalysts can in principle be produced in all ways known to the person skilled in the art.
  • the DMC compounds can be produced by direct precipitation, the “incipient wetness” method, by preparation of a precursor phase and subsequent recrystallization.
  • the DMC compounds can be used as a powder, paste or suspension or deformed into a shaped body, introduced into shaped bodies, foams or the like, or applied to shaped bodies, foams or the like.
  • the catalyst concentration used for the alkoxylation, based on the final quantity structure is typically less than 2000 ppm (ie mg catalyst per kg of product), preferably less than 1000 ppm, in particular less than 500 ppm, particularly preferably less than 100 ppm, for example less than 50 ppm or less than 35 ppm, particularly preferably less than 25 ppm.
  • the present invention relates to a method in which the double metal cyanide compound is used in an amount of 100 ppm or less based on the final quantity structure.
  • the present invention relates to a method, at least one of the following properties being fulfilled:
  • M is selected from the group Fe, Fe, Co. or particularly preferably a process in which M 1 is Zn 2+ and M 2 Co 3+ .
  • Suitable alcohols which are branched have the hydroxyl group z. B. in 2-, 3-, 4- position, etc.
  • the alkyl radical can be linear or branched again and z.
  • B. wear methyl or ethyl substituents.
  • Examples of other suitable alcohols are linear C 12-14 alkanes having a hydroxyl group in a nonterminal position along the chain or mixtures thereof (eg. B. Softanol ® alcohols of sipping Shokubai or Tergitol ® alcohols from Dow.
  • monofunctional linear or mono- or poly-branched alcohols with 6 to 18 C atoms preferably alcohols with 8 to 15 C atoms, in particular with 10 to 15 C atoms such as, for example, tridecanol or propylheptanol or, can be used as starter compound Mixtures of C 13 and C 15 alcohols.
  • Alcohols suitable according to the invention are, in particular, octanol, 2-ethylhexanol, nonanol, decanol, undekanol, dodekanol, 2-butyloctanol, tridekanol, tetradekanol, pentadekanol, iso-octanol, iso-nonanol, iso-decanol, iso-undekanol, iso-dodecanol, iso-tridekanol, iso-tetradekanol, iso-pentadekanol, preferably iso-decanol, 2-propylheptanol, tridekanol, iso-tridekanol or mixtures of C13 to C15 alcohols.
  • the present invention therefore also relates in a preferred embodiment to a method in which the starter compound is a monofunctional linear or branched alcohol having 2 to 24, preferably 8 to 15, carbon atoms.
  • the alcohols used as starter compounds according to the invention can be Guerbet alcohols, in particular ethylhexanol, propylheptanol, butyloctanol.
  • the present invention therefore also relates to a method in a particularly preferred embodiment, the starter compound being a Guerbet alcohol.
  • the alcohols used as starter compound can also be mixtures of different isomers.
  • propylheptanol can be obtained starting from valeraldehyde by aldol condensation and subsequent hydrogenation.
  • Valeraldehyde and the corresponding isomers are prepared by hydroformylation of butene, as described, for example, in US Pat. No. 4,287,370; Beilstein E IV 1, 32 68, Ulimanns Encyclopedia of Industrial Chemistry, 5th edition, Volume AI, pages 323 and 328 f.
  • the following aldol condensation is described, for example, in US Pat. No. 5,434,313 and Römpp, Chemie Lexikon, 9th edition, keyword “aldol addition”, page 91.
  • the hydrogenation of the aldol condensation product follows general hydrogenation conditions.
  • the present invention therefore relates to a process in which the starter compound is 2-propylheptanol or an isomer mixture thereof.
  • an isomer mixture of 2-propylheptanol is understood to mean the mixture of 2-propylheptanol with primary aliphatic alcohols of the same empirical formula. These are preferably compounds which are obtained as by-products in the preparation of 2-propylheptanol.
  • 2-propylheptanol can be prepared by condensing 1-pentanol (as a mixture of the corresponding methylbutanols-1) in the presence of KOH at elevated temperatures, see e.g. Marcel Guerbet, C.R. Acad Sei Paris 128, 511, 1002 (1899). Furthermore, reference is made to Römpp, Chemie Lexikon, 9th edition, Georg Thieme Verlag Stuttgart, and the quotations mentioned there, as well as Tetrahedron, Vol. 23, pages 1723 to 1733.
  • Secondary alcohols or mixtures are also suitable. These can be obtained, for example, by adding ketones to aldehydes with subsequent hydrogenation as described in DE-A-100 35 617. Methyl ketones such as acetone, methyl ethyl ketone or methyl isobutyl ketone are preferred. Paraffin oxidation products which are produced, for example, by Bashkirov oxidation are also suitable. Products from C ⁇ to C 16 paraffin mixtures, particularly products from C 12-14 paraffin mixtures, are preferred here. Suitable alcohols are also e.g. B. secondary alcohols obtained by adding water to olefins or by radical or other oxidation of olefins.
  • the alkylene oxide mixture is preferably used in the process according to the invention in amounts such that the degree of alkoxylation obtained is, for example, in the range from 2 to 20, preferably in the range from 2.5 to 14, particularly preferably in the range from 3 to 6.
  • the present invention also relates to alkoxylates obtainable by a process described above.
  • the alkoxylate is an ethoxylate. These compounds are characterized by good wetting properties on hard surfaces and good emulsification behavior.
  • the alkoxylates according to the invention show good wetting on hard surfaces.
  • the advantageous wetting behavior of the mixtures according to the invention can be determined, for example, by measuring the contact angle on glass, polyethylene oxide or steel.
  • the present invention therefore also relates to the use of an alkoxylate according to the invention or of an alkoxylate obtainable by a process according to the invention as an emulsifier, foam regulator and as wetting agent for hard surfaces, in particular the use in detergents, surfactant formulations for cleaning hard surfaces, humectants, cosmetic, pharmaceutical and
  • Crop protection formulations varnishes, coating materials, adhesives,
  • leather degreasing agents formulations for the textile industry, fiber processing, metal processing, food industry, water treatment, paper industry, fermentation or mineral processing and in emulsion polymerizations.
  • the alkoxylates produced according to the invention serve to reduce the interfacial tension, for example in aqueous surfactant formulations.
  • the reduced interfacial tension can be determined, for example, using the pendant drop method. This also results in a better effect of the alkoxylates according to the invention as an emulsifier or co-emulsifier.
  • the alkoxylates according to the invention can also be used to reduce the interfacial tension in short times of usually less than one second or to accelerate the setting of the interfacial tension in aqueous surfactant formulations.
  • alkoxylates produced according to the invention are preferably used in the following areas:
  • Surfactant formulations for cleaning hard surfaces Suitable surfactant formulations which can be added with the alkoxylates according to the invention are described, for example, in Formulating Detergents and Personal Care Products by Louis Ho Tan Tai, AOCS Press, 2000.
  • soaps such as LAS or paraffin sulfonates or FAS or FAES, acids such as phosphoric acid as further components.
  • Amidosulfonic acid citric acid, lactic acid, acetic acid, other organic and inorganic acids, solvents such as ethylene glycol, isopropanol, complexing agents such as EDTA, NTA, MGDA, phosphonates, polymers such as polyacrylates, copolymers maleic acid-acrylic acid, alkali donors such as hydroxides, silicates, carbonates, perfume oils, oxidizing agents such as perborates, peracids or
  • Dishwashing detergent for manual such as automatic dishwashing, metal degreasing, industrial applications such as detergents for the food industry, bottle washing, etc. It can also be printing roller and plate cleaning agents in the printing industry. Suitable further ingredients are known to the person skilled in the art.
  • Humectants especially for the printing industry.
  • Suitable crop protection formulations are described, for example, in EP-A-0 050 228. There may be other common ingredients for pesticides. Paints, coatings, paints, pigment preparations and adhesives in the paint and film industry.
  • Formulations for the textile industry such as leveling agents or formulations for yarn cleaning.
  • Metal processing such as metal finishing and electroplating.
  • Emulsion polymerization and preparation of dispersions Emulsion polymerization and preparation of dispersions.
  • Such formulations usually contain ingredients such as surfactants, builders, fragrances and dyes, complexing agents, polymers and other ingredients. Typical formulations are described, for example, in WO 01/32820. Further ingredients suitable for different applications are in EP-A-0 620 270, WO 95/27034, EP-A-0 681 865, EP-A-0 616 026, EP-A-0 616 028, DE-A-42 37 178 and US 5,340,495 and in Schönfeldt, as described by way of example.
  • the alkoxylates produced according to the invention can be used in all areas in which the action of surface-active substances is necessary.
  • the present invention therefore also relates to washing, cleaning, wetting, coating, adhesive, leather degreasing, moisturizing or textile treatment agents or cosmetic, pharmaceutical or crop protection formulations comprising an alkoxylate according to the invention or an alkoxylate obtainable by a process according to the invention.
  • the agents preferably contain 0.1 to 20% by weight of the alkoxylates.
  • a further 3690 g of aqueous zinc acetate dihydrate solution (zinc content: 2.6% by weight) were then metered in with stirring with a stirring energy of 1 W / 1 within 5 minutes.
  • the suspension was stirred for two hours. During this time, the pH dropped from 4.02 to 3.27 and then remained constant.
  • the precipitate suspension thus obtained was then filtered off and washed on the filter with 6 times the cake volume of water.
  • the moist filter cake was dried and dispersed in Tridekanol® N using a gap-rotor mill.
  • the suspension obtained had a multimetal cyanide content of 5% by weight.
  • the mixture was stirred at 140 ° C. for a further 15 minutes, flushed three times with nitrogen, then evacuated to 20 mbar for degassing, then cooled to 80 ° C. and the reactor was emptied.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft Verfahren zur Herstellung mindestens eines Alkoxylats umfassend das Inkontaktbringen mindestens eines Alkylenoxids ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Ethylenoxid, Propylenoxid, Butylenoxid, Pentylenoxid and Decenoxid mit mindestens einer Starterverbindung in Gegenwart mindestens einer Doppelmetallcyanid-Verbindung, wobei die Umsetzung bei einer Temperatur von 130 °C bis 155 °C erfolgt, die Alkoxylate, insbesondere Ethoxylate selbst, sowie die Verwendung derartiger Ethoxylate als Emulgator, Schaumregler oder als Netzmittel für harte Oberflächen.

Description

Herstellung von Alkanolalkoxylaten bei optimierten
Reaktionstemperaturen
Die vorliegende Erfindung betrifft Verfahren zur Herstellung mindestens eines Alkoxylats, umfassend das Inkontaktbringen mindestens eines Alkylenoxids, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Ethylenoxid, Propylenoxid, Butylenoxid, Pentylenoxid und Decenoxid, mit mindestens einer Starterverbindung in Gegenwart mindestens einer Doppelmetallcyanid-Nerbindung, wobei die Umsetzung bei einer Temperatur von 130°C bis 155°C erfolgt, die Alkoxylate, insbesondere Ethoxylate, selbst, sowie die Verwendung derartiger Ethoxylate als Emulgator, Schaumregler oder als Νetzmittel für harte Oberflächen.
Aus der Literatur ist bekannt, dass Doppelmetallcyanid-Nerbindungen (DMC- Nerbindungen) als Katalysatoren zur Umsetzung von Startermolekülen mit aktivem Wasserstoff und Alkylenoxiden, beispielsweise in einer Polymerisationsreaktion eingesetzt werden können. Die Ring-öffnende Polymerisationen von Alkylenoxiden wird beispielsweise in der EP-A 0 892 002, EP-A 0 862 977 und in der EP-A 0 755 716 beschrieben. DMC -Verbindungen weisen bei der Polymerisation von Alkylenoxiden eine hohe Aktivität als Katalysator auf.
Verfahren zur Alkoxylierung von aliphatischen Alkoholen sowie die erhaltenen Alkoxylate sind prinzipiell aus dem Stand der Technik bekannt. In der WO 01/04183 wird beispielsweise ein Verfahren zur Ethoxylierung von hydroxyfunktionellen Starterverbindungen beschrieben, das in Gegenwart einer Doppelmetallcyanid- Verbindung als Katalysator durchgeführt wird.
Alkoxylate von aliphatischen Alkoholen werden in großem Umfang als Tenside, Emulgatoren oder Schaumdämpfer eingesetzt. Die Benetzungs- und Emulgatoreigenschaften hängen dabei stark von der Art des Alkohols und der Art und Menge der Alkoxid- Addukte ab.
WO 94/11330 betrifft Alkoxylate von 2-Propylheptanol und deren Verwendung. In den Alkoxylaten liegt 2-Propylheptanol, zunächst mit 1 bis 6 mol Propylenoxid und sodann mit 1 bis 10 mol Ethylenoxid in Gegenwart von Alkalihydroxiden als Katalysator umgesetzt, vor. Gemäß den Beispielen wird ein zunächst mit 4 mol Propylenoxid und sodann mit 6 mol Ethylenoxid umgesetztes 2-Propylheptanol eingesetzt. Es wird angegeben, dass die Alkylenoxidaddukte ein verbessertes Verhältnis von Schaumverhalten zu Detergenzwirkung zeigen. Ferner ist angegeben, dass die Alkoxylate ein gutes Benetzungsverhalten zeigen. Sie werden in Detergenzzusammensetzungen zur Reinigung von Textilmaterialien eingesetzt. WO 94/11331 betrifft die Verwendung derartiger Alkoxylate.
US 2,508,036 betrifft ebenfalls die Verwendung von 2-n-Propylheptanolethoxylaten, die 5 bis 15 mol Ethylenoxid enthalten, als Netzmittel in wässrigen Lösungen. Es ist beschrieben, dass die Produkte als Tenside in Waschmitteln eingesetzt werden können.
Die DE-A-102 18 754 sowie die DE-A-102 18 753 betreffen die Verwendung von Cι0- Alkanolalkoxylat-Gemischen, insbesondere Alkanolethoxylat-Gemische, derartige C10- Alkanolalkoxylat-Gemische und Verfahren zu ihrer Herstellung. Die DE-A-102 18 752 beschreibt ebenfalls Alkoxylat-Gemische und diese enthaltende Waschmittel wie auch Verfahren zur Herstellung der Alkoxylat-Gemische und die Verwendung des Waschmittels zum Waschen oder Reinigen von Textilien.
Bei der Alkoxylierung, insbesondere der Ethoxylierung, von Starterverbindungen in Gegenwart von Doppelmetallcyanid-Verbindungen treten insbesondere zwei Schwierigkeiten auf. Zum einen ist die Induktionsphase der Reaktion zum Teil sehr lang, was zu einer Verlängerung der Reaktionszeiten und zu erhöhten Kosten führt, zum anderen lässt die Aktivität des Katalysators während der Reaktion häufig langsam nach bis keine ausreichende Reaktionsgeschwindigkeit mehr vorhanden ist. Damit verläuft die Umsetzung nicht vollständig und die erhaltenen Produkte enthalten Verunreinigungen, beispielsweise Reste der Starterverbindung.
Eine Aufgabe der vorliegenden Reaktion bestand daher darin, ein Verfahren zur Alkoxylierung von Starterverbindungen mit verbesserten Reaktionsgeschwindigkeiten, verbessertem Umsatz, verbesserter Katalysator-Stabilität und verkürzter Induktionszeit bereitzustellen.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung mindestens eines Alkoxylats, umfassend das Inkontaktbringen mindestens eines Alkylenoxids, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Ethylenoxid, Propylenoxid, Butylenoxid, Pentylenoxid und Decenoxid, mit mindestens einer Starterverbindung in Gegenwart mindestens einer Doppelmetallcyanid- Verbindung der allgemeinen Formel I:
M^|M2(CN)b(A)c]d fM'gXn h(H2O) eLkP (I),
in der
M1 mindestens ein Metallion, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Zn2+, Fe2+, Fe3+, Co3+, Ni2+, Mn2+, Co2+, Sn2+, Pb2+, Mo4+, Mo6+, Al3+, V4+,
V5+, Sr2*, W4", W°+, C Cr3+, Cd2+, Hg2+, Pd2+, Pt2", V2+, Mg2+, Ca2+,
Ba2+, Cu2+, La3+, Ce3+, Ce4+, Eu3+, Ti3+, Ti4+, Ag+, Rh2+, Rh3+, Ru2+, Ru3+ ist,
M2 mindestens ein Metallion, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Fe +, Fe3+, Co2+, Co3+, Mn2+, Mn3+, V4+, V5+, c Cr3+, Rh3+, Ru2+, Ir3+ist,
A und X unabhängig voneinander ein Anion, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Halogenid, Hydroxid, Sulfat, Carbonat, Cyanid, Thiocyanat, Isocyanat, Cyanat, Carboxylat, Oxalat, Nitrat, Nitrosyl, Hydrogensulfat, Phosphat, Dihydrogenphosphat, Hydrogenphosphat oder Hydrogencarbonat sind, L ein mit Wasser mischbarer Ligand ist, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Alkoholen, Aldehyden, Ketonen, Ethern, Polyethern, Estern, Polyestern, Polycarbonat, Harnstoffen, Amiden, primären, sekundären und tertiären Aminen, Liganden mit Pyridin-Stickstoff, Nitrilen, Sulfiden, Phosphiden, Phosphiten, Phosphanen, Phosphonaten und Phosphaten,
k eine gebrochene oder ganze Zahl größer oder gleich Null ist, und
P ein organischer Zusatzstoff ist,
a, b, c, d, g und n so ausgewählt sind, dass die Elektroneutralität der Verbindung (I) gewährleistet ist, wobei c = 0 sein kann,
e die Anzahl der Ligandenmoleküle eine gebrochenen oder ganze Zahl größer 0 oder 0 ist,
f und h unabhängig voneinander eine gebrochene oder ganze Zahl größer 0 oder 0 sind,
wobei die Umsetzung bei einer Temperatur von 130°C bis 155°C erfolgt.
Erfindungsgemäß erfolgt die Umsetzung des mindestens einen Alkylenoxids ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Ethylenoxid, Propylenoxid, Butylenoxid, Pentylenoxid und Decenoxid mit mindestens einer Starterverbindung bei einer Temperatur von 130°C bis 155°C, bevorzugt von 140°C bis 155°C, besonders bevorzugt von 140°C bis 150°C.
Die gesamte Umsetzung erfolgt in dem genannten Temperaturbereich. Dies führt dazu, dass die Induktionsphase gegenüber der konventionellen Fahrweise bei niedrigeren Temperaturen verkürzt wird und die Standzeit des Katalysators verbessert wird. Bei höheren Temperaturen als dem genannten Temperaturbereich kann es insbesondere bei der Ethoxylierung zu einer Verschlechterung der Katalysator-Aktivität während der Reaktion kommen. Damit verlaufen die Umsetzungen mit höheren Ausbeuten und Produkte mit vermindertem Anteil an Restalkohol sowie an alkoxylierten Verbindungen mit niedrigem Alkoxylierungsgrad werden erhalten. Weiterhin erniedrigt sich der Restalkohol-Gehalt überraschenderweise auch bei gleichem Alkoxylierungsgrad der Produkte, wenn man die Reaktionstemperatur auf mindestens 130 °C, bevorzugt mindestens 140 °C erhöht.
Die Umsetzung kann dabei bei konstanter Temperatur oder aber mit einem bestimmten Temperaturprofil, beispielsweise einer während der Umsetzung ansteigenden Temperatur, gefahren werden, wobei im vorher definierten Temperaturbereich gearbeitet wird.
Prinzipiell ist die Temperatur während der Induktionsperiode frei wählbar. Sie kann jedoch auch während der Induktionsperiode im Bereich von 130°C bis 155°C liegen. Unter einer Induktionsperiode wird verstanden, dass die Alkoxylierungsreaktion nach dem Inkontaktbringen des Alkylenoxids mit der Starterverbindung und der Doppelmetallcyanidverbindung nicht sofort beginnt, sondern um eine gewisse Zeit verzögert ist. Diese Induktionsperiode äußerst sich beispielsweise dadurch, dass nach der Dosierung einer kleinen Menge Alkylenoxid ein gewisser Druck im Reaktor entsteht, der für eine gewisse Zeit konstant bleibt und am Ende der Induktionsperiode schnell abfallt. Nach dem Druckabfall ist die Reaktion angesprungen, und die weitere Dosierung des Alkylenoxids kann erfolgen.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird in dem erfindungsgemäßen Verfahren zunächst der Reaktor mit einem Inertgas beaufschlagt, und anschließend wird das mindestens eine Alkylenoxid zugegeben. Diese Fahrweise hat den Vorteil, dass, insbesondere wenn das Alkylenoxid Ethylenoxid ist, die Konzentration des Ethylenoxids in der Gasphase so niedrig gehalten werden kann, dass der Gasphasenzerfall des Ethylenoxids reduziert, insbesondere weitgehend vermieden werden kann.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann beispielsweise zunächst das Reaktionsgefaß mit einer Suspension aus Alkohol und DMC -Katalysator befüllt werden. Anschließend kann der Katalysators durch Abtrennen von Wasser, z. B. durch Erhitzen und/oder Evakuieren des Reaktionsgefaßes, aktiviert werden. Anschließend wird das Reaktionsgemisch vorteilhafterweise auf Reaktionstemperatur erwärmt, und ein Stickstoff- Vordruck wird eingestellt. Im weiteren Verlauf des Verfahrens wird beispielsweise eine Startmenge Ethylenoxid zudosiert. Nach dem Anspringen der Reaktion wird weiteres Ethylenoxid zudosiert, das Reaktionsgemisch wird gerührt, bis alles Ethylenoxid abreagiert ist. Das Reaktionsgemisch kann gegebenenfalls weiter aufgearbeitet werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird neben dem mindestens einen Alkylenoxid Inertgas zugegeben. Geeignete Inertgase sind im Rahmen der vorliegenden Erfindung beispielweise Stickstoff, CO2 oder Edelgase wie Argon oder Gemische davon, bevorzugt Stickstoff.
Der Partialdruck des Inertgases beträgt während der Umsetzung 0 bis 20 bar, bevorzugt 0 bis 10 bar, insbesondere 0 bis 6 bar, bei der Ethoxylierung 1.5 bis 20 bar, bevorzugt 1.5 bis 10 bar, insbesondere 1.5 bis 6 bar.
Der Druck des mindestens einen Alkylenoxids beträgt während der Umsetzung 0 bis 10 bar, bevorzugt 0 bis 6 bar, insbesondere 0 bis 3 bar.
Erfindungsgemäß ändert sich der Druck während der Reaktion. Beim Anspringen der Reaktion fallt der Druck anfanglich etwas ab. Dies ist jedoch abhängig von der Dosiergeschwindigkeit des Alkylenoxids. Wenn ein Inertgas vorhanden ist, wird dieses bei steigendem Füllstand des Reaktors komprimiert und mindestens sein Partialdruck erhöht sich.
Es ist im Rahmen einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bevorzugt, dass die Summe aus Inertgas-Partialdruck und Alkylenoxid-Partialdruck, insbesondere die Summe aus Inertgas-Partialdruck und Ethylenoxid-Partialdruck, während der Induktionsphase bei 0 bis 20 bar, beispielsweise bei 0 bis 10 bar, insbesondere bei 1,5 bis 6,0 bar, bevorzugt bei 1,5 bis 5,0 bar, besonders bevorzugt bei 1,5 bis 3,0 bar liegt. In einer weiteren Ausführungsform betrifft die vorliegende Erfindung daher ein Verfahren, wobei die Umsetzung im oben definierten Temperaturbereich erfolgt und während der Induktionsphase die Summe aus Inertgas-Partialdruck und Alkylenoxid-Partialdruck, insbesondere die Summe aus Inertgas-Partialdruck und Ethylenoxid-Partialdruck, bei 1,5 bar bis 6,0 bar liegt.
Im erfindungsgemäßen Verfahren wird mindestens ein Alkylenoxid, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Ethylenoxid, Propylenoxid, Butylenoxid, Pentylenoxid und Decenoxid eingesetzt, bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Ethylenoxid, Propylenoxid und Butylenoxid.
In einer bevorzugten Ausführungsform betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren, wobei das Alkylenoxid Ethylenoxid ist. Ebenso ist es jedoch erfindungsgemäß möglich, dass das Alkylenoxid Propylenoxid ist.
Aus Sicherheitsgründen sollte eine Konzentration von >40%, bevorzugt >50% Ethylenoxid in der Gasphase im Reaktor vermieden werden, da es bei hohen Konzentrationen zum spontanen EO-Zerfall und damit einer Überhitzung oder Explosion des Reaktors kommen kann. Insbesondere Ethylenoxid wird daher im Rahmen der vorliegenden Erfindung mit einem Inertgas vermischt.
Neben dem mindestens einen Alkylenoxid kann im Rahmen der vorliegenden Erfindung auch ein weiteres Alkylenoxid zugegeben werden. Vorzugsweise kann ein weiteres Alkylenoxid ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Ethylenoxid, Propylenoxid, Butylenoxid, Pentylenoxid und Decenoxid zugegeben werden. Vorzugsweise werden im Rahmen der vorliegenden Erfindung Propylenoxid oder Ethylenoxid mit weniger als 50 Massen-% eines weiteren Alkylenoxids eingesetzt, bevorzugt mit weniger als 25%, insbesondere weniger als 5%, besonders bevorzugt weniger als 1%. Weiterhin bevorzugt ist der Einsatz von Ethylenoxid oder Propylenoxid ohne den Zusatz weiterer Alkylenoxide. Das erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung eines Alkoxylats wird in Gegenwart einer Doppelmetallcyanid-Verbindung der allgemeinen Formel I als Katalysator durchgeführt:
M1 a[M2(CN)b(A)c]d fM'gXn h(H2O) eL kP (I),
in der
M1 mindestens ein Metallion, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Zn2+, Fe2+, Fe3+, Co3+, Ni2+, Mn2+, Co2+, Sn2+, Pb2+, Mo4+, Mo6+, Al3+, V4+,
V5+, Sr2*, W4*, W6+, Cr2*, Cr3+, Cd2+, Hg2+, Pd2+, Pt2*, V2+, Mg2+, Ca2+,
Ba2+, Cu2+, La3+, Ce3+, Ce4+, Eu3+, Ti3+, Ti4+, Ag+, Rh2+, Rh3+, Ru2+, Ru3+ ist,
M2 mindestens ein Metallion, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Fe2+, Fe3+, Co2+, Co3+, Mn2+, Mn3+, V4+, V5+, C Cr3+, Rh3+, Ru2+, Ir3+ist,
A und X unabhängig voneinander ein Anion, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Halogenid, Hydroxid, Sulfat, Carbonat, Cyanid, Thiocyanat, Isocyanat, Cyanat, Carboxylat, Oxalat, Nitrat, Nitrosyl, Hydrogensulfat, Phosphat, Dihydrogenphosphat, Hydrogenphosphat oder Hydrogencarbonat sind,
L ein mit Wasser mischbarer Ligand ist, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Alkoholen, Aldehyden, Ketonen, Ethern, Polyethern, Estern, Polyestern, Polycarbonat, Harnstoffen, Amiden, primären, sekundären und tertiären Aminen, Liganden mit Pyridin-Stickstoff, Nitrilen, Sulfiden, Phosphiden, Phosphiten, Phosphanen, Phosphonaten und Phosphaten,
k eine gebrochene oder ganze Zahl größer oder gleich Null ist, und
P ein organischer Zusatzstoff ist, a, b, c, d, g und n so ausgewählt sind, dass die Elektroneutralität der Verbindung (I) gewährleistet ist, wobei c = 0 sein kann,
e die Anzahl der Ligandenmoleküle eine gebrochenen oder ganze Zahl größer 0 oder 0 ist,
f und h unabhängig voneinander eine gebrochene oder ganze Zahl größer 0 oder 0 sind.
Als organische Zusatzstoffe P sind zu nennen: Polyether, Polyester, Polycarbonate, Polyalkylenglykolsorbitanester, Polyakylenglykolglycidylether, Polyacrylamid,
Poly(acrylamid-co-acrylsäure), Polyacrylsäure, Poly(acrylamid-co-maleinsäure),
Polyacrylnitril, Polyalkylacrylate, Polyalkylmethacrylate, Polyvinylmethylether, Polyvinylethylether, Polyvinylacetat, Polyvinylalkohol, Poly-N-vinylpyrrolidon, Poly(N- vinylpyrrolidon-co-acrylsäure), Polyvinylmethylketon, Poly(4-vinylphenol),
Poly(acrylsäure-co-styrol), Oxazolinpolymere, Polyalkylenimine, Maleinsäure- und Maleinsäureanhydridcopolymere, Hydroxyethylcellulose, Polyacetate, ionische Oberflächen- und grenzflächenaktive Verbindungen, Gallensäure oder deren Salze, Ester oder Amide, Carbonsäureester mehrwertiger Alkohole und Glycoside.
Diese Katalysatoren können kristallin oder amorph sein. Für den Fall, dass k gleich null ist, sind kristalline Doppelmetallcyanid-Verbindungen bevorzugt. Im Fall, dass k größer null ist, sind sowohl kristalline, teilkristalline, als auch substantiell amorphe Katalysatoren bevorzugt.
Von den modifizierten Katalysatoren gibt es verschiedene bevorzugte Ausfuhrungsformen. Eine bevorzugte Ausführungsform sind Katalysatoren der Formel (I), bei denen k größer null ist. Der bevorzugte Katalysator enthält dann mindestens eine Doppelmetallcyanid- Verbindung, mindestens einen organischen Liganden und mindestens einen organischen Zusatzstoff P. Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform ist k gleich null, optional ist e auch gleich null und X ist ausschließlich ein Carboxylat, bevorzugt Formiat, Acetat und Propionat. Derartige Katalysatoren sind in der WO 99/16775 beschrieben. Bei dieser Ausführungsform sind kristalline Doppelmetallcyanid-Katalysatoren bevorzugt. Ferner bevorzugt sind Doppelmetallcyanid-Katalysatoren, wie in der WO 00/74845 beschrieben, die kristallin und plättchenformig sind.
In einer bevorzugten Ausfuhrungsform betrifft die vorliegende Erfindung daher ein Verfahren, bei dem die als Katalysator eingesetzte Doppelmetallcyanid- Verbindung kristallin ist.
Die Herstellung der modifizierten Katalysatoren erfolgt durch Vereinigung einer Metallsalz-Lösung mit einer Cyanometallat-Lösung, die optional sowohl einen organischen Liganden L als auch einen organischen Zusatzstoff P enthalten können. Anschließend werden der organische Ligand und optional der organische Zusatzstoff zugegeben. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Katalysatorherstellung wird zunächst eine inaktive Doppelmetallcyanid-Phase hergestellt und diese anschließend durch Umkristallisation in eine aktive Doppelmetallcyanidphase überführt, wie in der PCT/EP01/01893 beschrieben.
Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform der Katalysatoren sind f, e und k ungleich Null. Dabei handelt es sich um Doppelmetallcyanid-Katalysatoren, die einen mit Wasser mischbaren organischen Ligand (im allgemeinen in Mengen von 0,5 bis 30 Gew.%) und einen organischen Zusatzstoff (im allgemeinen in Mengen von 5 bis 80 Gew.%) enthalten wie in der WO 98/06312 beschrieben. Die Katalysatoren können entweder unter starkem Rühren (24000U/Min mit Turrax) oder unter Rühren hergestellt werden wie in der US 5,158,922 beschrieben.
Insbesondere als Katalysator geeignet sind für die Alkoxylierung Doppelmetallcyanid- Verbindungen, die Zink, Kobalt oder Eisen oder zwei davon enthalten. Besonders geeignet ist beispielsweise Berliner Blau. Bevorzugt werden kristalline DMC-Verbindungen eingesetzt. In einer bevorzugten Ausführungsform wird eine kristalline DMC-Verbindung vom Zn-Co-Typ als Katalysator verwendet, der als weitere Metallsalzkomponente Zinkacetat enthält. Derartige Verbindungen kristallisieren in monokliner Struktur und weisen einen plättchenförmigen Habitus auf. Derartige Verbindungen werden beispielsweise in der WO 00/74845 oder der PCT/EP01/01893 beschrieben.
Als Katalysator geeignete DMC-Verbindungen können prinzipiell auf alle dem Fachmann bekannten Arten hergestellt werden. Beispielsweise können die DMC-Verbindungen durch direkte Fällung, „incipient wetness"-Methode, durch Herstellung einer Precursor-Phase und anschließende Umkristallisation hergestellt werden.
Die DMC-Verbindungen können als Pulver, Paste oder Suspension eingesetzt werden oder zu einem Formkörper verformt werden, in Formkörpern, Schäume oder ähnliches eingebracht werden oder auf Formkörper, Schäume oder ähnliches aufgebracht werden.
Die zur Alkoxylierung eingesetzte Katalysator-Konzentration bezogen auf das Endmengengerüst ist typischerweise kleiner als 2000 ppm (d.h. mg Katalysator pro kg Produkt), bevorzugt kleiner als 1000 ppm, insbesondere kleiner als 500 ppm, besonders bevorzugt kleiner als 100 ppm, beispielsweise kleiner als 50 ppm oder kleiner als 35 ppm, insbesondere bevorzugt kleiner als 25 ppm.
In einer bevorzugten Ausfuhrungsform betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren, bei dem die Doppelmetallcyanid- Verbindung in einer Menge von 100 ppm oder weniger bezogen auf das Endmengengerüst eingesetzt wird.
In weiteren Ausfuhrungsformen betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren, wobei mindestens eine der folgenden Eigenschaften erfüllt ist:
(1) M1 ist ausgewählt aus der Gruppe Zn2+, Fe2+, Fe3+, Co3+, Ni2+, Mn2+, Co2+;
(2) M ist ausgewählt aus der Gruppe Fe , Fe , Co . oder besonders bevorzugt ein Verfahren, wobei M1 Zn2+ ist und M2 Co3+.
Als Starter- Verbindung eignen sich alle Verbindungen, die einen aktiven Wasserstoff aufweisen. Erfindungsgemäß bevorzugt sind als Starter- Verbindungen OH-funktionelle Verbindungen.
Insbesondere bevorzugt sind als Starter-Verbindungen monofunktionelle oder polyfunktionelle Alkohole mit 2 bis 24 C-Atomen, vorzugsweise monofunktionelle lineare oder einfach oder mehrfach verzweigte Alkanole mit 2 bis 24 C-Atomen.
Geeignete Alkohole, die verzweigt sind, weisen die Hydroxylgruppe z. B. in 2-, 3-, 4- Position usw. auf. Der Alkylrest kann linear oder nochmals verzweigt sein und z. B. Methyl- oder Ethylsubstituenten tragen.
Beispiele geeigneter Alkohole sind
2-Decanol, 2-Dodecanol, 2-Tetradecanol, 2-Hexadecanol, jeweils zugänglich durch Addition von Wasser an α-Olefine, (6-Ethyl)-2-nonaol, erhältlich durch Umsetzung von 2- Ethylhexanol mit Aceton und anschließende Hydrierung, (7-Ethyl)-3-decanol bzw. (3- Methyl-6-ethyl)-2-nonanol, erhältlich durch Umsetzung von 2-Ethylhexanol mit Methylethylketon und anschließende Hydrierung, 2-Hexadecanol bzw. 2-Octadecanol, erhältlich durch Umsetzung von C13/C! 5- Aldehyd mit Aceton, 3-Nonadecanol bzw. (3- Methyl)-2-octadecanol, (3-Methyl)-2-hexadecanol, 3-Heptadecanol, erhältlich durch Umsetzung von C13/C15-Aldehyd mit Methylethylketon. Die Umsetzungsprodukte auf Basis von C13/C15-Aldehyd sind im technischen Gemisch zu etwa 40 - 50% in alpha- Position verzweigt.
Beispiele weiterer geeigneter Alkohole sind lineare C12-14-Alkane mit einer Hydroxylgruppe in einer nicht endständigen Position entlang der Kette bzw. Gemische davon (z. B. Softanol®-Alkohole von Nippen Shokubai oder Tergitol®-Alkohole von Dow. Als Starterverbindung können in dem erfindungsgemäßen Verfahren insbesondere monofunktionelle lineare oder einfach oder mehrfach verzweigte Alkohole mit 6 bis 18 C- Atomen eingesetzt werden, bevorzugt Alkohole mit 8 bis 15 C-Atomen, insbesondere mit 10 bis 15 C-Atomen wie beispielsweise Tridekanol oder Propylheptanol oder Gemische von C13- und C15-Alkoholen.
Erfindungsgemäß geeignete Alkohole sind also insbesondere Octanol, 2-Ethylhexanol, Nonanol, Dekanol, Undekanol, Dodekanol, 2-Butyloctanol, Tridekanol, Tetradekanol, Pentadekanol, iso-Octanol, iso-Nonanol, iso-Dekanol, iso-Undekanol, iso-Dodekanol, iso- Tridekanol, iso-Tetradekanol, iso-Pentadekanol, bevorzugt iso-Dekanol, 2-Propylheptanol, Tridekanol, iso-Tridekanol oder Gemische aus C13- bis C15-Alkoholen.
Daher betrifft die vorliegende Erfindung auch in einer bevorzugten Ausfuhrungsform ein Verfahren, bei dem die Starterverbindung ein monofunktioneller linearer oder verzweigter Alkohol mit 2 bis 24, vorzugsweise 8 bis 15 C-Atomen ist.
Beispielsweise kann es sich bei den erfindungsgemäß als Starterverbindung eingesetzten Alkoholen um Guerbet-Alkohole handeln, insbesondere Ethylhexanol, Propylheptanol, Butyloctanol. Daher betrifft die vorliegende Erfindung auch in einer besonders bevorzugten Ausfuhrungsform ein Verfahren, wobei die Starterverbindung ein Guerbet- Alkohol ist.
Bei den als Starterverbindung eingesetzten Alkoholen kann es sich erfindungsgemäß auch um Gemische verschiedener Isomere handeln. Beispielsweise kann Propylheptanol ausgehend von Valeraldehyd durch Aldolkondensation und nachfolgende Hydrierung erhalten werden. Die Herstellung von Valeraldehyd und den entsprechenden Isomeren erfolgt durch Hydroformylierung von Buten, wie beispielsweise in US 4,287,370; Beilstein E IV 1, 32 68, Ulimanns Encyclopedia of Industrial Chemistry, 5. Auflage, Band AI, Seiten 323 und 328 f beschrieben. Die nachfolgende Aldolkondensation ist beispielsweise beschrieben in US 5,434,313 und Römpp, Chemie Lexikon, 9. Auflage, Stichwort "Aldol- Addition" Seite 91. Die Hydrierung des Aldolkondensationsproduktes folgt allgemeinen Hydrierbedingungen. In einer bevorzugten Ausführungsform betrifft die vorliegende Erfindung daher ein Verfahren, wobei die Starterverbindung 2-Propylheptanol oder ein Isomerengemisch davon ist. Unter einem Isomerengemisch von 2-Propylheptanol wird im Rahmen der vorliegenden Anmeldung die Mischung von 2-Propylheptanol mit primären aliphatischen Alkoholen der gleichen Summenformel verstanden. Bevorzugt sind dies Verbindungen, die bei der Herstellung von 2-Propylheptanol als Nebenprodukte anfallen.
Des weiteren kann 2-Propylheptanol durch Kondensation von 1-Pentanol (als Mischung der entsprechenden Methylbutanole- 1) in Gegenwart von KOH bei erhöhten Temperaturen hergestellt werden, siehe z.B. Marcel Guerbet, C.R. Acad Sei Paris 128, 511, 1002 (1899). Des weiteren ist auf Römpp, Chemie Lexikon, 9. Auflage, Georg Thieme Verlag Stuttgart, und die dort genannten Zitate sowie Tetrahedron, Vol. 23, Seiten 1723 bis 1733, hinzuweisen.
Weiterhin sind auch sekundäre Alkohole oder Gemische geeignet. Diese können beispielsweise erhältlich sein durch die Addition von Ketonen an Aldehyde mit nachfolgender Hydrierung wie in der DE-A-100 35 617 beschrieben. Bevorzugt sind dabei Methylketone wie Aceton, Methylethylketon oder Methylisobutylketon. Geeignet sind auch Paraffin-Oxidationsprodukte, die zum Beispiel durch Bashkirov-Oxidation entstehen. Hier sind Produkte aus Cπ- bis C16-Paraffin-Gemischen, besonders Produkte aus C12-14- Paraffin-Gemischen, bevorzugt. Geeignete Alkohole sind auch z. B. sekundäre Alkohole, die man durch Addition von Wasser an Olefine oder durch radikalische oder sonstige Oxidation von Olefinen erhält.
Vorzugsweise wird das Alkylenoxidgemisch im Erfindungsgemäßen Verfahren in solchen Mengen eingesetzt, das der erhaltene Alkoxylierungsgrad beispielsweise im Bereich von 2 bis 20, bevorzugt im Bereich von 2,5 bis 14, besonders bevorzugt im Bereich von 3 bis 6 liegt.
Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung auch Alkoxylate, erhältlich nach einem vorstehend beschriebenen Verfahren. In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das Alkoxylat ein Ethoxylat. Diese Verbindungen zeichnen sich durch ein gutes Netzvermögen auf harten Oberflächen und gutes Emulgierverhalten aus.
Die erfindungsgemäßen Alkoxylate zeigen eine gute Netzung auf harten Oberflächen. Das vorteilhafte Netzungsverhalten der erfindungsgemäßen Gemische kann beispielsweise durch Messungen des Kontaktwinkels auf Glas, Polyethylenoxid oder Stahl ermittelt werden.
Daher betrifft die vorliegende Erfindung auch die Verwendung eines erfindungsgemäßen Alkoxylats oder eines nach einem erfindungsgemäßen Verfahren erhältlichen Alkoxylats als Emulgator, Schaumregulierer und als Netzmittel für harte Oberflächen, insbesondere die Verwendung in Waschmitteln, Tensidformulierungen zur Reinigung harter Oberflächen, Feuchthaltemitteln, kosmetischen, pharmazeutischen und
Pflanzenschutzformulierungen, Lacken, Beschichtungsmitteln, Klebstoffen,
Lederentfettungsmitteln, Formulierungen für die Textilindustrie, Faserverarbeitung, Metallverarbeitung, Lebensmittelindustrie, Wasserbehandlung, Papierindustrie, Fermentation oder Mineralverarbeitung und in Emulsionspolymerisationen.
Ferner dienen die erfindungsgemäß hergestellten Alkoxylate zur Verminderung der Grenzflächenspannung, beispielsweise in wässrigen Tensidformulierungen. Die verminderte Grenzflächenspannung kann beispielsweise durch die Pendant-Drop-Methode bestimmt werden. Hieraus ergibt sich auch eine bessere Wirkung der erfindungsgemäßen Alkoxylate als Emulgator oder Co-Emulgator. Die erfindungsgemäßen Alkoxylate können auch zur Verminderung der Grenzflächenspannung bei kurzen Zeiten von üblicherweise unter einer Sekunde bzw. zur Beschleunigung der Einstellung der Grenzflächenspannung in wässrigen Tensidformulierungen eingesetzt werden.
Nachstehend werden bevorzugte Einsatzgebiete der erfindungsgemäßen Alkoxylate näher beschrieben. Die erfindungsgemäßhergestellten Alkoxylate werden vorzugsweise in den folgenden Bereichen eingesetzt:
Tensidformulierungen zur Reinigung harter Oberflächen: Geeignete Tensidformulierungen, die mit den erfindungsgemäßen Alkoxylaten additiviert werden können, sind beispielsweise in Formulating Detergents and Personal Care Products von Louis Ho Tan Tai, AOCS Press, 2000 beschrieben.
Sie enthalten beispielsweise als weitere Komponenten Seife, anionische Tenside wie LAS oder Paraffinsulfonate oder FAS oder FAES, Säure wie Phosphorsäure,
Amidosulfonsäure, Zitronensäure, Milchsäure, Essigsäure, andere organische und anorganische Säuren, Lösungsmittel wie Ethylenglykol, Isopropanol, Komplexbildner wie EDTA, NTA, MGDA, Phosphonate, Polymere wie Polyacrylate, Copolymere Maleinsäure-Acrylsäure, Alkalispender wie Hydroxide, Silicate, Carbonate, Parfumöle, Oxidationsmittel wie Perborate, Persäuren oder
Trichloroisocyanursäure, Na oder K dichlorisocyanurate, Enzyme; siehe auch Milton J. Rosen, Manual Dahanayake, Industrial Utilization of Surfactants, AOCS Press, 2000 und Nikolaus Schönfeldt, Grenzflächenaktive Ethylenoxidaddukte. Hier sind auch Formulierungen für die anderen genannten Anwendungen im Prinzip abgehandelt. Es kann sich um Haushaltsreiniger wie Allzweckreiniger,
Geschirrspülmittel für manuelles wie automatisches Geschirrspülen, Metallentfettung, Industrielle Applikationen wie Reinigungsmittel für die Nahrungsmittelindustrie Flaschenwäsche, etc. handeln. Es kann sich auch um Druckwalzen- und Druckplattenreinigungsmittel in der Druckindustrie handeln. Geeignete weitere Inhaltsstoffe sind dem Fachmann bekannt.
Feuchthaltemittel, insbesondere für die Druckindustrie.
Kosmetische, pharmazeutische und Pflanzenschutzformulierungen. Geeignete Pflanzenschutzformulierungen sind beispielsweise in der EP-A-0 050 228 beschrieben. Es können für Pflanzenschutzmittel übliche weitere Inhaltsstoffe vorliegen. Lacke, Beschichtungsmittel, Farben, Pigmentpräparationen sowie Klebstoffe in der Lack- und Folienindustrie.
- Lederentfettungsmittel.
Formulierungen für die Textilindustrie wie Egalisiermittel oder Formulierungen zur Garnreinigung.
- Faserverarbeitung und Hilfsmittel für die Papier- und Zellstoffindustrie.
Metallverarbeitung wie Metallveredelung und Galvanobereich.
Lebensmittelindustrie.
Wasserbehandlung und Trinkwassergewinnung.
Fermentation.
- Mineralverarbeitung und Staubkontrolle.
Bauhilfsmittel.
Emulsionspolymerisation und Herstellung von Dispersionen.
Kühl- und Schmiermittel.
Solche Formulierungen enthalten üblicherweise Inhaltsstoffe wie Tenside, Gerüst-, Duft- und Farbstoffe, Komplexbildner, Polymere und andere Inhaltsstoffe. Typische Formulierungen sind beispielsweise in WO 01/32820 beschrieben. Weitere für unterschiedliche Anwendungen geeignete Inhaltsstoffe sind in EP-A-0 620 270, WO 95/27034, EP-A-0 681 865, EP-A-0 616 026, EP-A-0 616 028, DE-A-42 37 178 und US 5,340,495 und in Schönfeldt, s.o., beispielhaft beschrieben.
Allgemein können die erfindungsgemäß hergestelltenen Alkoxylate in allen Bereichen eingesetzt werden, in denen die Wirkung von grenzflächenaktiven Stoffen notwendig ist.
Die vorliegende Erfindung betrifft daher auch Wasch-, Reinigungs-, Netz-, Beschich- tungs-, Klebe-, Lederentfettungs-, Feuchthalte- oder Textilbehandlungsmittel oder kosmetische, pharmazeutische oder Pflanzenschutzformulierung, enthaltend ein erfindungsgemäßes Alkoxylat oder ein Alkoxylat erhältlich nach einem erfindungsgemäßen Verfahren. Die Mittel enthalten dabei vorzugsweise 0,1 bis 20 Gew.-% der Alkoxylate.
Im folgenden soll die vorliegende Erfindung anhand von Beispielen näher erläutert werden.
BEISPIELE
Herstellbeispiel: Katalysator
In einem Rührkessel mit einem Volumen von 30 1, ausgestattet mit einem Propellerrührer, Tauchrohr für die Dosierung, pH-Sonde und Streulicht-Sonde, wurden 16000 g wässrige Hexacyanocobaltsäure (Cobalt-Gehalt: 9 g/1) vorgelegt und unter Rühren auf 50°C erwärmt. Anschließend wurden unter Rühren mit einer Rührleistung von 0,4 W/1 9224 g wässrige Zinkacetat-Dihydrat-Lösung (Zink-Gehalt: 2,6 Gew.-%), welche auf ebenfalls 50°C temperiert war, innerhalb von 15 Minuten zugefahren.
Zu dieser Fällsuspension wurden 351 g Pluronic® PE 6200 (BASF AG) zugesetzt und die Mischung weitere 10 Minuten gerührt.
Anschließend wurden weitere 3690 g wässrige Zinkacetat-Dihydrat-Lösung (Zink-Gehalt: 2,6 Gew.-%) unter Rühren mit einer Rührenergie von 1 W/1 innerhalb 5 Minuten zudosiert. Die Suspension wurde zwei Stunden nachgerührt. Der pH- Wert fiel in dieser Zeit von 4,02 auf 3,27 und blieb dann konstant. Die so erhaltene Fällsuspension wurde anschließend abfiltriert und auf dem Filter mit dem 6-fachen Kuchenvolumen an Wasser gewaschen.
Der feuchte Filterkuchen wurde getrocknet und mittels Spalt-Rotor-Mühle in Tridekanol® N dispergiert. Die dabei erhaltene Suspension hatte einen Multimetallcyanidgehalt von 5 Gew.-%.
Vergleichsbeispiel 1 : Anspringverhalten
316 g (2,0 Mol) 2-Propyl-Heptanol-l (Isomerengemisch aus 87% 2-Propylheptanol-l, 11% 2-Propyl-4-methylhexanol-l, <1% 2-Propyl-5-methylhexanol-l) und 35 ppm Doppelmetallcyanid-Katalysator wurden bei einer Temperatur von 100 °C und ca. 20 mbar für zwei Stunden in einem 2-1-Druckautoklaven entwässert. Anschließend wurde dreimal mit Stickstoff gespült und danach auf die gewünschte Temperatur erhitzt. Nach Erreichen der Temperatur wurden unter Rühren insgesamt 30 g Ethylenoxid zudosiert. Es wurde die Zeit (Induktionszeit) bestimmt vom Beginn der Dosierung bis zum Beginn der Reaktion. Der Start der Reaktion ist an der damit verbundenen Wärmeentwicklung und somit Erhöhung der Temperatur der Reaktionsmischung erkennbar.
Temperatur Induktionszeit
100 °C nicht angesprungen
120 °C 20 min
140 °C 5 min
160 °C 5 min
Vergleichsbeispiel 2 (2-Propylheptanol + 8 EO bei 160 °Q
316 g (2,0 Mol) 2-Propyl-Heptanol-l (Isomerengemisch aus 87% 2-Propylheptanol-l, 11% 2-Propyl-4-methylhexanol-l, <1% 2-Propyl-5-methylhexanol-l) und 35 ppm Doppelmetallcyanid-Katalysator (bezogen auf das Produkt) wurden bei einer Temperatur von 100 °C und ca. 20 mbar für zwei Stunden in einem Druckautoklaven entwässert. Anschließend wurde dreimal mit Stickstoff gespült und danach auf 160 °C erhitzt. Nach Erreichen der Temperatur sollten unter Rühren insgesamt 704 g (16,0 Mol) Ethylenoxid zudosiert werden. Nach Zugabe von 572 g Ethylenoxid war keine ausreichende Reaktion mehr feststellbar (kaum Druckabnahme, kaum Wärementwicklung).
Vergleichsbeispiel 3 (2-Propylheptanol + 1.2 PO + 6 EO bei 160 °C)
316 g (2,0 Mol) 2-Propyl-Heptanol-l und 35 ppm Doppelmetallcyanid-Katalysator (bezogen auf das Produkt) wurden bei einer Temperatur von 100 °C und ca. 20 mbar für zwei Stunden in einem Druckautoklaven entwässert. Anschließend wurde dreimal mit Stickstoff gespült und danach auf 160 °C erhitzt. Nach Erreichen der Temperatur wurden unter Rühren insgesamt 140 g (2,4 Mol) Propylenoxid bei 160 °C zudosiert. Nach Ende der PO-Dosierung rührte man noch 15 Minuten bei 160 °C. Danach sollten 528 g (12,0 Mol) Ethylenoxid zudosiert werden. Nach Zugabe von 444 g Ethylenoxid war keine ausreichende Reaktion mehr feststellbar (kaum Druckabnahme, kaum Wärementwicklung) .
Beispiel 1 (2-Propylheptanol + 8 EO bei 140 °Q
316 g (2,0 Mol) 2-Propyl-Heptanol-l (Isomerengemisch aus 87% 2-Propylheptanol-l, 11% 2-Propyl-4-methylhexanol-l, <1% 2-Propyl-5-methylhexanol-l) und 35 ppm Doppelmetallcyanid-Katalysator (bezogen auf das Produkt) wurden bei einer Temperatur von 100 °C und ca. 20 mbar für zwei Stunden in einem Druckautoklaven entwässert. Anschließend wurde dreimal mit Stickstoff gespült und danach auf 140 °C erhitzt. Nach Erreichen der Temperatur wurden unter Rühren insgesamt 704 g (16,0 Mol) Ethylenoxid zudosiert. Nach beendeter Ethylenoxid-Dosierung rührte man noch 1 h bei 140 °C, kühlte danach auf 80 °C ab, spülte dreimal mit Stickstoff, evakuierte dann zum Entgasen auf 20 mbar, und entleerte den Reaktor. Das Reaktionsprodukt wurde nicht filtriert und entsprach dem gewünschten Produkt. Beispiel 2 (reines 2-Proρylheptanol + 1.2 PO + 6 EO bei 140 °C)
316 g (2,0 Mol) 2-Propyl-Heptanol-l und 35 ppm Doppelmetallcyanid-Katalysator (bezogen auf das Produkt) wurden bei einer Temperatur von 100 °C und ca. 20 mbar für zwei Stunden in einem Druckautoklaven entwässert. Anschließend wurde dreimal mit Stickstoff gespült und danach auf 140 °C erhitzt. Nach Erreichen der Temperatur wurden unter Rühren insgesamt 140 g (2,4 Mol) Propylenoxid bei 140 °C zudosiert. Nach Ende der PO-Dosierung rührte man noch 15 Minuten bei 140 °C und begann dann mit der Dosierung von insgesamt 528 g (12,0 Mol) Ethylenoxid. Nach beendeter Ethylenoxid- Dosierung rührte man noch 1 h bei 140 °C, kühlte danach auf 80 °C ab, spülte dreimal mit Stickstoff, evakuierte dann zum Entgasen auf 20 mbar, und entleerte den Reaktor. Das Reaktionsprodukt wurde nicht filtriert und entsprach dem gewünschten Produkt.
Beispiel 3 (2-Propylheptanol + 1.2 PO + 6 EO bei 140 °C und max. 2.0 bar EO-Druck)
316 g (2,0 Mol) 2-Propyl-Heptanol-l (Isomerengemisch aus 87% 2-Propylheptanol-l, 11% 2-Propyl-4-methylhexanol-l, <1% 2-Propyl-5-methylhexanol-l) und 35 ppm Doppelmetallcyanid-Katalysator (bezogen auf das Produkt) wurden bei einer Temperatur von 100 °C und ca. 20 mbar für zwei Stunden in einem Druckautoklaven entwässert. Anschließend wurde dreimal mit Stickstoff gespült und danach auf 140 °C erhitzt. Nach Erreichen der Temperatur wurden unter Rühren insgesamt 140 g (2,4 Mol) Propylenoxid bei 140 °C zudosiert. Nach Ende der PO-Dosierung rührte man noch 15 Minuten bei 140 °C.
Dann stellte man einen Gesamtdruck von 2,0 bar Stickstoff (absolut) bei 140 °C ein und begann danach mit der Dosierung von insgesamt 528 g (12,0 Mol) Ethylenoxid bei einem Gesamtdruck von maximal 4,0 bar (absolut, 140 °C). Nach beendeter Ethylenoxid- Dosierung rührte man noch 1 h bei 140 °C, kühlte danach auf 80 °C ab, spülte dreimal mit Stickstoff, evakuierte dann zum Entgasen auf 20 mbar, und entleerte den Reaktor. Das Reaktionsprodukt wurde nicht filtriert und entsprach dem gewünschten Produkt. Beispiel 4 Q-Propylheptanol + 8 EO bei 150 °C und 2.25 bar EP-Druck^
316 g (2,0 Mol) 2-Propyl-Heptanol-l und 35 ppm Doppelmetallcyanid-Katalysator (bezogen auf das Produkt) wurden bei einer Temperatur von 100 °C und ca. 20 mbar für zwei Stunden in einem Druckautoklaven entwässert. Anschließend wurde dreimal mit Stickstoff gespült und danach ein Gesamtdruck von 2,25 bar Stickstoff (absolut) bei 150 °C eingestellt. Nach Erreichen der Temperatur wurden unter Rühren insgesamt 704 g (16,0 Mol) Ethylenoxid bei einem Gesamtdruck von maximal 4,5 bar (absolut bei 150 °C) zudosiert. Nach beendeter Ethylenoxid-Dosierung rührte man noch 1 h bei 150 °C, kühlte danach auf 80 °C ab, spülte dreimal mit Stickstoff, evakuierte dann zum Entgasen auf 20 mbar, und entleerte den Reaktor. Das Reaktionsprodukt wurde nicht filtriert und entsprach dem gewünschten Produkt.
Beispiel 5 (2-Propylheptanol + 0.8 ?0)
316 g (2,0 Mol) 2-Propyl-Heptanol-l (Isomerengemisch aus 87% 2-Propylheptanol-l, 11% 2-Propyl-4-methylhexanol-l, <1% 2-Propyl-5-methylhexanol-l) und 35 ppm Doppelmetallcyanid-Katalysator (bezogen auf das Produkt) wurden bei einer Temperatur von 100 °C und ca. 20 mbar für zwei Stunden in einem Druckautoklaven entwässert. Anschließend wurde dreimal mit Stickstoff gespült und danach auf 140 °C erhitzt. Nach Erreichen der Temperatur wurden unter Rühren insgesamt 93 g (1,6 Mol) Propylenoxid bei 140 °C zudosiert. Nach Ende der PO-Dosierung rührte man noch 15 Minuten bei 140 °C, spülte dreimal mit Stickstoff, evakuierte dann zum Entgasen auf 20 mbar, kühlte danach auf 80 °C ab, und entleerte den Reaktor.
Restalkoholgehalt (2-Propyl-heptanol-l): 28,6%
Beispiel 6 (2-Propylheptanol + 1.0 PO)
Es wurde vorgegangen wie in Beispiel 5. Allerdings gab man 2,0 Mol Propylenoxid statt 1,6 Mol zu und arbeitete bei einer Reaktionstemperatur von 140 °C. Restalkoholgehalt (2-Propyl-heptanol-l): 24,2%
Beispiel 7 r2-Propylheptanol + 1.20 PO
Es wurde vorgegangen wie in Beispiel 5. Allerdings gab man 2,4 Mol Propylenoxid statt 1,6 Mol zu und arbeitete bei einer Reaktionstemperatur von 160 °C.
Restalkoholgehalt (2-Propyl-heptanol- 1 ) : 20,0%
Beispiel 8 f2-Propylheptanol + 1.20 PO
Es wurde vorgegangen wie in Beispiel 5. Allerdings gab man 2,4 Mol Propylenoxid statt 1,6 Mol zu und arbeitete bei einer Reaktionstemperatur von 140 °C.
Restalkoholgehalt (2-Propyl-heptanol- 1 ) : 19,8%
Beispiel 9 f2-Propylheptanol + 1.23 PO)
Es wurde vorgegangen wie in Beispiel 5. Allerdings gab man 2,46 Mol Propylenoxid statt 1 ,6 Mol zu und arbeitete bei einer Reaktionstemperatur von 120 °C.
Restalkoholgehalt (2-Propyl-heptanol-l): 20,8%)
Beispiel 10 (2-Propylheptanol + 1.28 PO)
Es wurde vorgegangen wie in Beispiel 5. Allerdings gab man 2,56 Mol Propylenoxid statt 1,6 Mol zu und arbeitete bei einer Reaktionstemperatur von 140 °C.
Restalkoholgehalt (2-Propyl-heptanol- 1 ) : 17,7% Beispiel 11 f2-Propylheptanol + 1.30 PO)
Es wurde vorgegangen wie in Beispiel 5. Allerdings gab man 2,6 Mol Propylenoxid statt 1,6 Mol zu und arbeitete bei einer Reaktionstemperatur von 140 °C.
Restalkoholgehalt (2-Propyl-heptanol-l): 17,6%)
Beispiel 12 ('2-Propylheptanol + 1.40 PO)
Es wurde vorgegangen wie in Beispiel 5. Allerdings gab man 2,8 Mol Propylenoxid statt 1,6 Mol zu und arbeitete bei einer Reaktionstemperatur von 140 °C.
Restalkoholgehalt (2-Propyl-heptanol- 1 ): 15,8%
Beispiel 13 (2-Propylheptanol + 1.44 PO)
Es wurde vorgegangen wie in Beispiel 5. Allerdings gab man 2,88 Mol Propylenoxid statt 1,6 Mol zu und arbeitete bei einer Reaktionstemperatur von 140 °C.
Restalkoholgehalt (2-Propyl-heptanol-l): 14,8%
Beispiel 14 f2-Propylheptanol + 1.51 PO)
Es wurde vorgegangen wie in Beispiel 5. Allerdings gab man 3,02 Mol Propylenoxid statt 1 ,6 Mol zu und arbeitete bei einer Reaktionstemperatur von 120 °C.
Restalkoholgehalt (2-Proρyl-heptanol-l): 15,0%
Beispiel 15 f2-Propylheptanol + 1.63 PO)
Es wurde vorgegangen wie in Beispiel 5. Allerdings gab man 3,26 Mol Propylenoxid statt 1,6 Mol zu und arbeitete bei einer Reaktionstemperatur von 160 °C. Restalkoholgehalt (2-Propyl-heptanol-l): 10,1%
Beispiel 16 f2-Propylheptanol + 1.71 PO)
Es wurde vorgegangen wie in Beispiel 5. Allerdings gab man 3,42 Mol Propylenoxid statt 1,6 Mol zu und arbeitete bei einer Reaktionstemperatur von 120 °C.
Restalkoholgehalt (2-Propyl-heptanol- 1 ) 10,7%

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung mindestens eines Alkoxylats, umfassend das Inkontaktbringen mindestens eines Alkylenoxids, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Ethylenoxid, Propylenoxid, Butylenoxid, Pentylenoxid und
Decenoxid, mit mindestens einer Starterverbindung in Gegenwart mindestens einer
Doppelmetallcyanid- Verbindung der allgemeinen Formel I:
M1 a[M2(CN)b(A)c]d fM gXn h(H2O) eL kP (I),
in der
M1 mindestens ein Metallion, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Zn2+, Fe2+, Fe3+, Co3+, Ni +, Mn +, Co2+, Sn2+, Pb2+, Mo4+, Mo6+, Al3+, V4+,
V5+, SΛ W4", W°+, C Cr3+, Cd2+, Hg2+, Pd2+, Pt2*, V2+, Mg2+, Ca2+,
Ba2+, Cu2+, La3+, Ce3+, Ce4+, Eu3+, Ti3+, Ti4+, Ag+, Rh2+, Rh3+, Ru2+, Ru3+ ist,
M mindestens ein Metallion, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Fe2+, Fe3+, Co2+, Co3+, Mn2+, Mn3+, V4+, V5+, Cr2*, Cr3+, Rh3+, Ru2+, h3+ist,
A und X unabhängig voneinander ein Anion, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Halogenid, Hydroxid, Sulfat, Carbonat, Cyanid, Thiocyanat, Isocyanat, Cyanat, Carboxylat, Oxalat, Nitrat, Nitrosyl, Hydrogensulfat, Phosphat, Dihydrogenphosphat, Hydrogenphosphat oder Hydrogencarbonat sind,
L ein mit Wasser mischbarer Ligand ist, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Alkoholen, Aldehyden, Ketonen, Ethern, Polyethern, Estern, Polyestern, Polycarbonat, Harnstoffen, Amiden, primären, sekundären und tertiären Aminen, Liganden mit Pyridin-Stickstoff, Nitrilen, Sulfiden, Phosphiden, Phosphiten, Phosphanen, Phosphonaten und Phosphaten, k eine gebrochene oder ganze Zahl größer oder gleich Null ist, und
P ein organischer Zusatzstoff ist,
a, b, c, d, g und n so ausgewählt sind, dass die Elektroneutralität der Verbindung (I) gewährleistet ist, wobei c = 0 sein kann,
e die Anzahl der Ligandenmoleküle eine gebrochenen oder ganze Zahl größer 0 oder 0 ist,
f und h unabhängig voneinander eine gebrochene oder ganze Zahl größer 0 oder 0 sind,
dadurch gekennzeichnet, dass die Umsetzung bei einer Temperatur von 130°C bis
155°C erfolgt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der folgenden Eigenschaften erfüllt ist:
(1) M1 ist ausgewählt aus der Gruppe Zn2+, Fe2+, Fe3+, Co3+, Ni2+, Mn2+, Co
-\- ^4- "^ -
(2) M ist ausgewählt aus der Gruppe Fe , Fe , Co .
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass M1
Zn2+ und M2 Co3+ist.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Alkylenoxid Ethylenoxid oder Propylenoxid ist.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Starterverbindung ein monofünktioneller linearer oder verzweigter Alkohol mit 2 bis 24 C-Atomen ist.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Starterverbindung ein Guerbet-Alkohol ist.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Starterverbindung 2-Propylheptanol oder ein Isomerengemisch davon ist.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass während der Induktionsphase die Summe aus Inertgas-Partialdruck und Alkylenoxid-Partialdruck bei 1,5 bar bis 6,0 bar liegt.
9. Alkoxylat, erhältlich nach einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8.
10. Verwendung eines Alkoxylats gemäß Anspruch 9 als Emulgator, Schaumregler oder als Netzmittel für harte Oberflächen.
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