Spôsob prípravy kyseliny hydroxypivalovej

Číslo patentu: 287959

Dátum: 15.06.2012

Autori: Chromý Dušan, Grolmus Peter, Komora Ladislav, Kavala Miroslav

Stiahnuť PDF súbor.

Zhrnutie / Anotácia

Spôsob prípravy kyseliny hydroxypivalovej (3-hydroxy-2,2-dimetylpropionovej kyseliny) oxidáciou hydroxypivalaldehydu s peroxidom vodíka. Oxidácia sa uskutočňuje za prítomnosti oxylov 2,2,6,6-tetrametylpiperidínu alebo jeho v polohe 4 substituovaných derivátov alebo ich prekurzorov. Uvedené oxyly sa používajú v katalytickom množstve, pričom ich prítomnosť počas oxidácie podstatne zvyšuje množstvo izolovanej hydroxypivalovej kyseliny.

Text

Pozerať všetko

Dátum podania prihlášky 16. 9. 2008 Číslo prioritnej prihláškyDátum podania prioritnej prihlášky Krajina alebo regionálnaDátum zverejnenia prihlášky 7. 4. 20 | 0 Vestník UPV SR č. 4/2010Člslo pôvodnej prihlášky úžitkového vzoru v prípade odbočeniaČíslo podania medzinárodnej prihlášky podľa PCTČíslo zverejnenia medzinárodnej prihlášky podľa PCTPRIEMYSELNÉHO VLASTNÍCTVA SLOVENSKEJ REPUBLIKYČíslo podania európskej patentovej prihlášky(54) Názov Spôsob prípravy kyseliny hydroxypivalovejSpôsob prípravy kyseliny hydroxypivalovej (3-hydroxyLZ-dimetylpropionovej kyseliny) oxidáciou hydroxypivalaldehydu s peroxidom vodíka. Oxidácia sa uskutočňuje za prítomnosti oxylov 2,2,Qó-tetrametylpiperidinu alebo jeho v polohe 4 substituovaných derivátov alebo ich prekurzorov. Uvedené oxyly sa používajú v katalytickom množstve, pričom ich prítomnosť počas oxidácie podstatne zvyšuje množstvo izolovanej hydroxypivalovej kyseliny.Vynález sa týka spôsobu prípravy kyseliny hydroxypivalovej (3-hydroxy-2,2-dimetyl-propionovej kyseliny) oxidáciou hydroxypivalaldehydu s peroxidom vodíka.Podľa najstarších údajov sa kyselina hydroxypivalová pripravovala oxidáciou neopentylglykolu s manganistanom draselným (Wessely Monatsheñe 22, 66) alebo Cannizzarovou reakciou z hydroxypivalaldehydu pomocou roztoku hydroxidu draselného (Wessely Monatsheñe 21, 222). Nevýhodou oboch spôsobov bol nízky výťažok, a preto boli priemyselne neatraktívne.Známa je tiež oxidácia neopentylglykolu so vzduchom alebo s kyslíkom na Pd/C alebo Pt/C katalyzátore US 3 799 977 JP 53/77 010 (1978). V patente US 3 799 977 chýbajú údaje o Výťažkoch. Firma Mitsui Toatsu Chemicals (JP 53/077 010) pripravuje kyselinu hydroxypivalovú z neopentylglykolu v neutrálnom, resp. slabo alkalickom roztoku kyslíkom za prítomnosti Pd-katalyzátora. Pd je nanesené na aktívnom uhlí alebo alumine s koncentráciou 0,5 až 10 hmotn. a oxidácia sa uskutočňuje pri teplote do 150 °C a tlaku do 1,0 MPa.Oxidácia hydroxypivalaldehydu peroxidom vodíka bola prvý raz opísaná V Monatsheñe für Chemie, 95(1964), 410 a prepracovaný Variant V patente JP 43/24 888 (1968). Nevýhodou postupov je priprava znečistenej kyseliny hydroxypivalovej a nízky výťažok čistej kyseliny (65 až 68 ).Podľa novších informácií (patenty firmy Bayer AG DE 19 632 922 a DE 19 632 924) sa kyselina hydroxypivalová Vyrába oxidáciu hydroxypivalaldehydu s peroxidom vodíka pri teplote 60 až 80 °C, Koncentrácia peroxidu vodíka V reakčnom roztoku sa udržuje jeho dávkovaním do koncentrácie 4 hmotn., pokiaľ koncentrácia peroxidu vodíka neklesne pod l hmotn. Pritom, zatiaľ čo po aldolizácii sa dosahuje výťažok hydroxypivalaldehydu 89,5 , po oxidácii aldehydu sa dosahuje výťažok kyseliny hydroxypivalovej 74 . Izolácíou po oddestílovaní Vody pomocou zmesi n-butylacetát-cyklohexán sa kryštalizáciou získa kyselina hydroxypivalová vo Výťažku 49,5 na nasadený izobutyraldehyd (DE 19 632 924).Podstatou tohto vynálezu je spôsob prípravy kyseliny hydroxypivalovej oxidáciou hydroxypivalaldehydu peroxidom vodíka, pri ktorom sa oxidácia uskutočňuje za prítomnosti katalytíckého množstva oxylov 2,2,Qó-tetrametylpiperidínu alebo jeho V polohe 4 substituovaných derivátov alebo ich prekurzorov.Uvedené látky sa používajú V katalytickom množstve, pričom ich prítomnosť počas oxidácie podstatne zvyšuje množstvo izolovanej hydroxypivalovej kyseliny. Oxidácia sa môže robiť aj so surovinami, z ktorých sa in situ môžu oxyly pripraviť a to 2,2,6,6-tetrametylpiperidínu, 2,2,6,6-tetrametyl-4-hydroxy-, resp. 2,2,6,6-tetrametyl-4-oxo-piperidínu.Celý postup podľa vynálezuje zrejmý z uvedených príkladov.Kondenzácia 25 formaldehydu (Fd) s 99,5 izobutyraldehydom (IBA) sa uskutočnila V 1,0 1 banke,vybavenej spätným chladičom, miešadlom, teplomerom a dávkovacím lievikom, pri mólovom pomere 1,17 mólu Fd na 1 mól IBA s použitím trietylamínu (TEA) V množstve 0,05 mólu/ l mól IBA ako katalyzátora pri teplote 55 °C, udržiavanej vodným kúpeľom.Po 3 h reakcie pri teplote 55 °C sa zmes ohriala na teplotu 85 °C 1 h a následne sa zmes ochladila na teplotu 70 °C. Do zmesi sa pri tejto teplote počas 2 h nadávkoval peroxid vodíka (Hgoz) s koncentráciou 50 ,pri použití 0,74 móla peroxidu na 1 mól izobutyraldehydu.V reakčnom roztoku sa na plynovom chromatografe stanovil obsah hydroxypivalovej kyseliny (HPA),pričom sa dosiahol výťažok kyseliny 54,5 , počítané na nadávkovaný izobutyraldehyd. Z uvedeného roztoku po oddestílovaní vody pri 106 °C a následne na vákuovej rotačnej odparke pri teplote kúpeľa 80 °C a tlaku 13 až 1,3 kPa sa po ochladení roztoku V zmesi n-butylacetát-cyklohexán získal produkt s čistotou 97,1 s výťažkom 53 , počítané na hydroxypivalovú kyselinu prítomnú V roztoku. Celkový výťažok na IBA bol 33,7 , t. j. 0,55 kg HPA na 1,0 kg nadávkovaného izobutyraldehydu.Aldolizácia formaldehydu s izobutyraldehydom sa zopakovala za rovnakých podmienok (zariadenie aj postup), ako je uvedené v príklade l.Oxidácia aldolizačnej zmesi sa robila navyše s prídavkom 3,6 milímólu oxylu 2,2,6,6-tetrametylpiperidínu na l mól izobutyraldehydu za rovnakých podmienok, ako je uvedené v príklade l. Podobne sa spracovala reakčná zmes, pričom sa získalo 0,87 kg HPA s koncentráciou 98 na l kg nadávkovaného lBA. Uvedeným postupom sa dosiahlo zvýšenie výťažku o 58,2 v porovnaní s príkladom l.V zariadení podľa príkladu l, ale s použítím rovnakého molárneho množstva trimetyl-amínu v prepočte na izobutyraldehyd, sa uskutočnila kondenzácia formaldehydu s izobutyralde-hydom za inak nezmenených reakčných podmienok.Následne sa oxidácia s peroxidom vodíka za prítomnosti 7,2 milímólu/ l mól IBA 2,2,6,6-tetrametyl-4-oxo-piperidinoxylu robila za rovnakých technologických podmienok, podobne ako izolácia produktu.Uvedeným postupom sa získalo v prepočte 0,65 kg HPA na 1,0 kg nadávkovaného IBA s čistotou 99,0Kondenzácia sa uskutočnila v zariadení podľa príkladu l, ale s použitím dimetyletanol-amínu v rovnakom molárnom množstve na izobutyraldehyd, za nezmenených reakčných podmienok.Oxidácía s peroxidom vodíka sa robila s predsadeným 2,2,6,6-tetrametyl-4-hydroxy-piperidínoxylom v množstve 1,8 milímólu na l mól IBA, za podmienok ako v príklade l. Rovnako sa robilo aj spracovanie reakčného roztoku.Za uvedených podmienok sa získalo 0,68 kg HPA na l kg IBA s čistotou 99,5 stanovené titračne.V zariadení podľa príkladu l, ale s použitím dímetylcyklohexylamínu V rovnakom mólovom pomere na IBA ako v príklade l, sa uskutočnila kondenzácia Fd s lBA. Kondenzácia sa robila za rovnakých podmienok ako V príklade l.Následne sa robila oxidácia s peroxidom vodíka za prítomnosti 2,2,6,6-tetrametyl-4-hydroxypiperidínu v množstve lO mmólu V prepočte na l mól IBA za rovnakých podmienok oxidácie, ako aj spracovanie roztoku ako v príklade 1.Za uvedených podmienok sa získalo 0,65 kg HPA na l kg IBA.Kyselina hydroxypivalová je vhodná na výrobu esterov, polyesterov, polyuretánov, na využitie ako regulátor viskozity na vodné suspenzie detergentov, na výrobu práškov, v kozmetike, výrobe mazacích olejov, na výrobu farieb, ríedidiel náterových látok alebo samotná ako oplachovadlo riadov - na zabránenie vzniku škvŕn na riadoch V automatických umývačkách, prídavok do pracích práškov a podobne. PATENTOVÉ NÁROKYSpôsob prípravy kyseliny hydroxypivalovej oxidáciou hydroxypivalaldehydu peroxidom vodíka, v y z n a č uj ú c i s a t ý m , že oxidácia sa uskutočňuje za prítomnosti katalytického množstva oxylov 2,2,6,ó-tetrametylpiperídínu alebojeho v polohe 4 substituovaných derivátov alebo ich prekurzorov.

MPK / Značky

MPK: C07C 59/01, C07C 51/285

Značky: kyseliny, hydroxypivalovej, přípravy, spôsob

Odkaz

<a href="http://skpatents.com/3-287959-sposob-pripravy-kyseliny-hydroxypivalovej.html" rel="bookmark" title="Databáza patentov Slovenska">Spôsob prípravy kyseliny hydroxypivalovej</a>

Podobne patenty