174965. lajstromszámú szabadalom • Eljárás 1,5-pentándial előállítására
5 174965 6 végre. Ezen a 0 ... 50 °C, célszerűen a 10 ... 40 °C közötti hőmérsékleti tartományt értjük. Az 50 °C- nál magasabb hőmérséklet alkalmazása szükségtelen, sőt hátrányos, mivel akkor a mellékreakciók is meggyorsulnak, és ennek eredményeképpen a kapott dialdehid-oldat színe sárga vagy barna lesz, és a polimer-tartalma is megemelkedik, ebből kifolyólag a monomer-tartalom — tehát a reakció hozama — relatíve csökken. A találmány szerinti eljárás foganatosítása a legegyszerűbb esetben úgy történhet, hogy a kiindulási piránszármazékot megfelelő mennyiségű vízzel és H-formában levő kationcserélő gyantával egy keverős reaktorban reagáltatjuk. A hidrolízis előrehaladása során a heterogén rendszerben a hőmérséklet először emelkedik. Ennek mértéke a koncentrációviszonyoktól függ, és általában nem több 8 ... 20 °C-nál. A reakció végét a folyadékfázis kitisztulása és a hőmérséklet csökkenése jelzi. Ekkor a vizes dialdehid-oldatot a gyantától elkülönítjük, és ezzel igen egyszerű és hatékony módon a minimumra csökkentjük a mellékreakciók létrejöttének a lehetőségét. Tiszta, csaknem vízszínű, katalizátortól mentes, és olyan csekély mennyiségű mellékterméket tartalmazó oldatot kapunk, amely semmiféle utólagos tisztítási műveletet nem igényel. Az egyszer már használt gyantát minden utókezelés nélkül többször is használhatjuk újabb reakciókban. Ekkor célszerűen úgy járunk el, hogy az oldat elkülönítése után a gyantához hozzáadjuk a következő adag vizet és piránszármazékot, keverés közben a szokott módon hagyjuk végbemenni a reakciót, majd a kapott glutáraldehid-oldatot leszívatjuk, és ismét újabb reakciót kezdünk ugyanezzel a gyantával. A gyanta katalitikus aktivitása az ismételt reakciókban is változatlan, a hozam pedig még növekszik is a legelső reakcióhoz képest, minthogy a veszteségek csökkennek. A leírt szakaszos módszer mellett a találmány szerinti eljárás folytonos jelleggel is megvalósítható. Eljárhatunk például oly módon, hogy egy keverős készülékbe — vagy több, egymással összekapcsolt keverős reaktorba — a kationcserélő gyantát tartalmazó reakcióelegyhez állandóan olyan ütemben adagolunk 2-alkoxi-2,3-dihidro-4H-piránt és vizet a megfelelő arányban, hogy a tartózkodási idő elegendő legyen a hidrolízis teljes végbemeneteléhez, miközben a képződött glutáraldehid-oldatot azonos ütemben elvezetjük. A találmány szerinti eljárás — megfelelően megválasztott keverési és áramlási viszonyok mellett — kationcserélő gyantaoszlopon is kivitelezhető. A hidrolízis eredményeképpen a glutáraldehidet olyan koncentrációjú oldatban kapjuk, amelyet a reaktánsok adagolási arányával már a kiinduláskor beállítottunk. Mivel a glutáraldehid koncentrált állapotban polimerizációra hajlamos, és a kereskedelmi forgalomban is csak vizes oldatként kapható (többnyire 25, esetleg 40—50%°s töménységben), a Végtermék koncentrációját célszerűen ennek megfelelően választjuk meg. Kívánt esetben azonban ezektől az értékektől mindkét irányban tetszőleges mértékben eltérhetünk. A találmány szerint előállított glutáraldehidoldatok idegen ionoktól lényegében mentesek, további tisztítást nem igényelnek, tehát azonnal felhasználhatók, de ugyanakkor jó tárolhatóságukkal is kitűnnek. Az oldatok a melléktermékként képződött alkoholt is tartalmazzák, ez azonban a legtöbb esetben nem hátrányos a használhatóság szempontjából. Lényeges azonban, hogy az oldat homogén legyen, tehát a kiindulási vegyületet úgy kell megválasztanunk, hogy a képződött alkohol a rendszerrel elegyedjék. Kívánt esetben az alkoholt egyszerű és kíméletes módon, pl. vákuumdesztillációval el is távolíthatjuk az oldatból. Ez különösen akkor válhat szükségessé, ha az alkohol a vizes oldattal csak korlátozott mértékben elegyedik (pl. butanol, vagy magasabb szénatomszámú alkoholok). Az ilyen, heterogén reakcióterméket eredményező — tehát háromnál magasabb szénatomszámú alkoxi-csoportot tartalmazó — kiindulási anyagok alkalmazása éppen ezért nem előnyös. Ha kívánatos a kapott oldat pH-ját egy kevés vízoldékony savval gyengén savasra állítani, célszerűen úgy járunk el, hogy a végső pH-érték beállításához szükséges savmennyiséget már a hidrolízis lejátszódása előtt a reakcióelegyhez adagoljuk, minthogy ekkor a reakció lejátszódása és a gyanta eltávolítása után azonnal a kívánt pH- jú oldatot kapjuk, és ez a csekély savmennyiség a hidrolízist semmiben nem befolyásolja. A találmány szerinti eljárás előnyei tehát a következőkben foglalhatók össze: — nem igényel különleges készüléket és különleges reakciókörülményeket ; — a katalizátor a reakcióelegyből egyszerű fizikai módszerrel eltávolítható, így fölöslegessé válik minden utólagos tisztítási lépés; — a katalizátor regenerálása gyakorlatilag kvantitatív ; — az eljárás az ismerteknél egyszerűbb és termelékenyebb, tehát gazdaságosabb; — a kapott glutáraldehid-oldatok tiszták és stabilak, polimer-tartalmuk csekély. A találmány szerinti eljárással előállítható glutáraldehid széles felhasználási körrel rendelkezik. Redukcióval, például 1,5-pentándiol, oxidációval pedig glutársav állítható elő belőle. De közvetlenül is felhasználható nagyon sok területen; például a bőriparban cserzéshez, az élelmiszeriparban és az egészségügy számos területén fertőtlenítésre, az állattenyésztésben takarmányok kezelésére, mikroszkópiái vizsgálatokhoz szövetek fixálására, továbbá oldhatatlan enzimkészítmények előállításához használják, hogy csak a legfontosabb felhasználási területeket említsük. Nagy reakcióképessége következtében a műgyantaiparban is használatos, mint értékes térhálósító anyag. A találmány szerinti eljárást néhány kiviteli példával kívánjuk szemléltetni. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
