193377. lajstromszámú szabadalom • Eljárás pentaeritrit-tetraglicidil-éter előállítására
3 193377 cióegyenlet szerinti végterméknél rosszabb minőségi!, mert a) alacsonyabb epoxitartalmú, b) nagyobb viszkozitású c) magasabb klórtartalmú. Az alacsonyabb epoxitartalom nyilvánvaló hátrány, hiszen a reakció célja egy epoxivegyület előállítása. A nagyobb viszkozitás azért hátránya, mert az aktív hígító alapvető hivatása a gyantarendszer viszkozitásának csökkentése. A nagyobb viszkozitású hígító viszkozitást csökkentő hatása nyilvánvalóan kisebb, mint a kisebb viszkozitású hígítóé. A magasabb klórtartalom ezért hátrány, mert az egyben kisebb epoxitartalmat is jelent. Ezen kívül rontja a termék elektromos tulajdonságait, nehezíti a vegyület paramétereinek reprodukálhatóságát, és nagy valószínűséggel rákkeltő hatást eredményez. A gyártási technológia kidolgozásakor tehát az alapvető cél, hogy az 1. reakcióegyenlettel jellemzett íőreakció minél nagyobb túlsúlyba kerüljön a 2. reakcióegyenlettel jellemzetthez kepest. Kísérleteket folytattunk arra nézve, hogy olyan katalizátor rendszert találjunk, amely a reakciót szelektíven a főreakció irányába tolja el, hogy a lehető legkisebb mennyiségű melléktermék keletkezzen. Azt találtuk, hogy két Lewis-sav katalizátort, éspedig bór-trifluorid-éterátot és alumínium-trikloridot egymáshoz viszonyítva meghatározott tömegarányban együttesen alkalmazva a polimer klórhidrin-éterek keletkezése visszaszorítható. Ez a jelenség nem tapasztalható, ha bármelyik katalizátort önmagában alkalmazzuk, vagy a katalizátor rendszer bármelyik tagját más Lewis-sav katalizátorral helyettesítjük. Azt tapasztaltuk továbbá, hogy az addíciós reakciót külön inert oldószer alkalmazása nélkül is meg tudjuk valósítani. Ügy járunk el, hogy a katalizátor rendszert a pentaeritrittel homogenizáljuk, majd az elegyet 110-120°C-ra melegítjük. A magas olvadáspontú (o.p.: 250°C) pentaeritrit ekkor még nem olvad meg, és a meleg szemcsés anyaghoz keverjük hozzá a folyékony epiklórhidrint. Ekkor a fűtést leállítjuk, mert a felszabaduló reakcióhő fedezi az addíció lefolytatásához szükséges hőenergiát. A reakcióban intermedierként keletkező klórhidrin-éter egyben oldószerként is szerepel, és feloldja a még nem reagált szilárd pentaeritritet. Ily módon — a már ismert, svájci szabadalmi leírásban ismertetett eljárással szemben — oldószer alkalmazása nélkül, szilárd/folyadék diszperzióban indítjuk el a reakciót, oldószerként magát a keletkező intermediert használjuk. Külső hőközlést csak a raekció elején alkalmazunk, és miután inert oldószer a reakcióban nem szerepel, ennek desztillációs úton való eltávolítására nincs szükség — így igen energiatakarékos gyártást tudunk megvalósítani. A találmány szerinti eljárás emellett még jobb reaktortérfogat kihasználást is lehetővé tesz. Meglepő módon azt tapasztaltuk továbbá, hogy az aromás oldószeres közegben, előnyösen toluolos közegben lúgoldattal végzett dehidroklórozási reakció sebessége nagy mértékben megnő, ha azt n-butil-alkohol jelenlétében végezzük. Az alkalmazott lúgoldat koncentrációja 10-50 tömeg%, a toluol/butanol tömegarány 2:1 és 1:2 közötti. A találmány szerinti eljárásban alkalmazott szinergetikus hatású katalizátor rendszerben a bór-trifluorid-éterát és az alumínium triklorid egymáshoz viszonyított tömegarány 1:0,1 — 1:0,5 közötti. Az összes katalizátor mennyisége az epiklórhidrinre számítva 0,1-1,0 tömeg%. Azt tapasztaltuk, hogy ha nem a találmány szerinti katalizátor rendszert alkalmazzuk, hanem ennek komponenseit külön-külön vagy más katalizátorokkal együtt, hátrányosabb tulajdonságú (nagyobb viszkozitású és epoxiekvivalensu) végterméket kapunk, kisebb kitermeléssel. Az addíciós reakciót 120-190°C-on, a dehidroklórozási reakciót 40-100°C-on valósítjuk meg. A találmány tárgya tehát eljárás pentaeritrit-tét raglicid il-ét er előállítására pentaeritrit és l,2-epoxí-3-klór-propán 1:4 mólarányú elegyének katalizátor jelenlétében történő addiciójával, majd az így nyert termék dehidroklórozásával. Az eljárást az jellemzi, hogy az addíció indításánál az l,2-epoxi-3-klór-propán mennyiségére vonatkoztatva 0,01-0,1 tömeg% mennyiségű bór-trifluorid-éterátból és vízmentes alumínium-trikloridból álló katalizátor rendszert a szilárd pentaeritrittel elkeverjük, majd az elegyet 110-120°C-ra melegítjük (a katalizátor rendszerben a bórtrifluorid-éterát és az alumínium-triklorid egymáshoz viszonyított tömegaránya 1:0,1 - 1:0,5 közötti), a fűtést leállójuk, és a meleg folyadék/szilárd diszperz rendszerhez adagoljuk az l,2-epoxi-3-klór-propánt. Az addiciót 110-190°C hőmérsékleten valósítjuk meg, és a nyert klórhidrin-étert a kiindulási l,2-epoxi-3-klór-propán 1 mólnyi mennyiségére számítva 1:1,2 mól 10-50 tömeg%-os lúgoldattal dehidroklórozzuk 50- 98°C hőmérsékleten, 1:2 —2:1 tömegarányú toulol/butanol oldószer elegy jelenlétében, majd az összes dehidroklórozható klórtartalom só alakjában történő megkötése után az oldószeres fázist elkülönítjük, semlegesítjük, majd ebből az oldószert és a vízmaradványt — előnyösen desztil 1 ációval — eltávolítjuk, ezután a nyert terméket szűrjük, tisztítjuk. A találmány szerinti eljárás előnyei a következők:-A szinergetikus hatású katalizátor rendszer alkalmazása révén a polimer klórhidrin-éterek keletkezése visszaszorítható, ezáltal a nyert termék klórtartalma csökkenthető, és epoxiekvivalense az optimális alacsony szinten tartható.-A butaionos közegben végzett dehidroklóroz.ással a reakció sebessége megnövelhető, és 4 3 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
