MX2007014488A

MX2007014488A - Proceso para transesterificacion.

Info

Publication number: MX2007014488A
Application number: MX2007014488A
Authority: MX
Inventors: Jochen Ackermann; Alexander May; Udo Gropp; Hermann Siegert; Bernd Vogel; Sonke Broker
Original assignee: Evonik Roehm Gmbh
Priority date: 2005-05-20
Filing date: 2006-05-12
Publication date: 2008-03-14
Also published as: BRPI0610862B1; CA2608317A1; TWI331141B; WO2006122912A1; KR20080039835A; EP1888504A1; BRPI0610862A2; AU2006249010A1; MY143355A; US20080194862A1; TW200712049A; DE102005023976A1; CN104276949A; ZA200709985B; JP2008545636A; CA2608317C; KR20140004264A; US8889899B2; CN101203480A; RU2452725C2

Abstract

La presente invencion trata de procesos para la transesterificacion, que comprende los pasos de A) mezclar un acido organico a) con un ester b) y B) transferir el radical del alcohol del ester b) al acido a) para obtener el ester del acido a) y el acido del ester b), llevandose a cabo el paso B) en un destilador.

Description

PROCESOS PARA TRANSESTERIFICACION La presente invención trata de procesos para transesterificar ácidos orgánicos con esteres orgánicos. Los esteres por lo general se preparan haciendo reaccionar los ácidos con los alcoholes o esteres con alcohol diferente del radical del alcohol del éster. No obstante, en casos específicos los esteres también se obtienen transfiriendo un radical de alcohol desde un éster orgánico al grupo ácido de un ácido orgánico. Esta reacción se describe por ejemplo, en "Organikum" Wiley-VCH, edición 21 de la página 494. Esta reacción en muchos casos tiene la ventaja si la reacción directa del ácido con el alcohol es difícil. Además, este tipo de reacción se prefiere si el éster orgánico que se utiliza como reactante puede obtenerse sin costos altos en grandes cantidades o se obtiene como un producto secundario. Sin embargo, la reacción se detalla anteriormente tiene ciertas desventajas. En particular, éstas surgen como resultado del hecho de que la transesterificación que se detalla anteriormente por lo general es una reacción de equilibrio. En consecuencia, una gran cantidad de reactantes originalmente utilizados se incluye en la separación de los productos . Además, la reacción descrita en la literatura, debido al problema que se detalla anteriormente, requiere una cantidad relativamente grande de energía. Por estos motivos, a la fecha dicha reacción no se ha realizado a gran escala. En vista de que la técnica anterior detallada arriba, es por lo tanto un objeto de ' la invención proporcionar un proceso para transesterificación que puede llevarse a cabo de manera sencilla y barata. Es otro objeto de la invención proporciona un proceso en el cual los productos se pueden obtener de manera muy selectiva. Otro objeto de la presente invención es aquel de especificar un proceso para transesterificación que pueda realizarse en grandes producciones y con bajo consumo de energía . Además, el proceso de la presente invención debe poderse realizar a escala industrial. Estos y otros objetos que no se declaran explícitamente pero que se pueden derivar o discernir directamente de las conexiones comentadas por vía de introducción en el presente se logran por proceso que tienen todas las características de la reivindicación 1. Las modificaciones apropiadas de los procesos de acuerdo con la invención están protegidas en las reivindicaciones dependientes de la reivindicación 1. Por virtud de la transferencia del radical de alcohol que se está llevando a cabo en un destilador, es posible de manera no inmediatamente previsible proporcionar un proceso que comprenden los pasos de A) mezclar un ácido orgánico a) con un éster b) y B) transferir el radical del alcohol del éster b) al ácido a) para obtener el éster del ácido a) y el ácido del éster b) , que tiene una demanda de energía particularmente baja. El proceso de acuerdo con la invención además logra las siguientes ventajas. Los productos se obtienen selectivamente y en muchos casos sin información de cantidades importantes de productos secundarios . El proceso de acuerdo con la invención permita que el producto se produzca en altas cantidades. El proceso de acuerdo con la invención puede llevarse a cabo sin ser costoso, que tiendo una demanda de energía particularmente baja. El proceso de la invención puede llevarse a cabo a escala industrial. De acuerdo con la invención, un ácido orgánico a) se mezcla con un éster orgánico b) . El término ácido orgánico es de conocimiento común en el campo técnico. Típicamente, se entiende que significan compuestos que tienen grupos de la fórmula -COOH. Los ácidos orgánicos pueden comprender uno, dos, tres, cuatro o más grupos de la fórmula -COOH. Estos incluyen en particular compuestos de la fórmula R(-COOH)n en la cual el radical R es un grupo que tiene de 1 a 30 átomos de carbono, que comprende en particular 1-20, preferiblemente 1-10, en particular 1-5 y de mayor preferencia 2-3 átomos de carbono, y n es un número entero en el rango de 1 a 10, preferiblemente 1 a 4 y más preferiblemente 1 ó 2. La expresión "grupo que tiene 1 a 30 átomos de carbono" designa radicales de compuestos orgánicos que tienen 1 a 30 átomos de carbono. Además a grupos aromáticos y heteroaromáticos, también abarca grupos alifáticos y heteroalifáticos, por ejemplo, alquilo, cicloalquilo, alcoxi, cicloalcoxi, cicloalquitio y grupo alquenilo. Los grupos mencionados pueden ser ramificados o no ramificados. De acuerdo con la invención, los grupos aromáticos indican radicales de compuestos aromáticos mono o policíclicos que tienen preferiblemente 6 a 20, en particular 6 a 12 átomos de carbono. Los grupos heteroaromáticos indican radicales de arilo en los cuales por lo menos un grupo de CH ha sido sustituido por N y/o por lo menos dos grupos adyacentes CH han sido sustituidos por S, NH u O. Los grupos aromáticos o heteroaromáticos de acuerdo con la invención derivan de benceno, naftaleno, bifenilo, difenilo éter, difenilmetano, difenildimetilmetano, bisfenona, difenilsulfona, tiofeno, furano, pirróla, tiazol, oxazol, imidazol, isotiazol, isoxazol, pirazol, 1,3,4-triazol, 2 , 5-difenil-l, 3 , 4-triazol , 1 , 2 , 5-trifenil , 1 , 3 , 4-triazol, 1 , 2 , 4-oxadiazol , 1 , 2 , 4-tiadiazol , 1 , 2 , 4-triazol , 1, 2 , 3-triazol , 1 , 2 , 3 , 4-tetrazol , benzo [b] tiofeno, benzo [b] furano, indol, benzo [c] tiofeno, benzo [c] furano, isoindol, benzoxazol, benzotiazol, bencimidazol, benzisoxazol, benzisotiazol , benzopirazol, benzotiadiazol , benzotriazol, dibenzofurano, dibenzotiofeno, carbazol, piridina, bipiridina, piracina, pirazol, pirimidina, piridacina, 1, 3 , 5-triacina, 1 , 2 , 4-triacina, 1 , 2 , 4 , 5-triacina, tetracina, quinolina, isoquinolina, quinoxalina, quinazolina, cinnolina, 1 , 8-naftiridina, 1 , 5-naftiridina, 1 , 6-naftiridina, 1 , 7-naftiridina, ftalacina, piridopirimidina, purina, pteridina o quinolicina, 4H-quinolicina, difenil éter, antracena, benzopirrola, benzooxatiadiazol , benzooxadiazol , benzopiridina, benzopiracina, benziracidina, benzopirimidina, benzotriacina, indolicina, piridopiridina, imidazopirimidina, piracinopirimidina, carbazol, aciridina, fenacina, benzoquinolina, fenoxacina, fenotiacina, acridicina, benzopteridina, fenantrolina y fenantreno, cada uno de los cuales también puede ser sustituido. Los grupos alquilo preferidos incluye metilo, etilo, propilo, isopropilo, 1-butilo, 2-butilo, 2-metilpropilo, radical de terc-butilo, pentilo, 2-metilbutilo, 1, 1-dimetilpropilo, hexilo, heptilo, octilo, 1,1,3,3-tetrametilbutilo, nonilo, 1-decilo, 2-decilo, undecilo, dodecilo, pentadecilo y el grupo eicosilo. Los grupos cicloalquilo preferidos incluyen ciclopropilo, ciclobutilo, ciclopentilo, ciciohexilo, cicioheptilo y el grupo ciclooctilo, cada uno de los cuales se sustituye opcionalmente con grupos alquilo o ramificados o no ramificados. Los grupos alquenilos incluyen el Vinilo, alilo, 2-metil-2 -propenilo, 2-butenilo, 2-pentenilo, 2-decenilo y el grupo 2 -eicosenilo . Los grupos heteroalifáticos incluyen los radicales alquilo y cicloalquilo preferidos antes mencionados en los cuales por lo menos una unidad de carbono ha sido sustituido por 0, S ó un grupo NR8 ó NR8R9 y R8 y R9 son cada uno independientemente un grupo alquilo que tiene de 1 a 6 átomos de carbono, un grupo alcoxi que tiene 1 a 6 átomos de carbono o un grupo arilo. Muy particularmente preferible de acuerdo con la invención, los ácidos de la invención y/o esteres tienen grupos alquilo o alcoxi ramificados o no ramificados que tienen 1 a 20 átomos de carbono, preferiblemente 1 a 12, apropiadamente 1 a 6, en particular 1 a 4 átomos de carbono, y grupos cicloalquilo y cicloalquiloxi que tiene 3 a 20 átomos de carbono, preferiblemente 5 a 6 átomos de carbono.

El radical R puede tener sustituyente, los sustituyentes preferidos incluyen halógeno, en particular flúor, cloro, bromo y también radicales alcoxi o hidroxilo. Los ácidos a) particularmente preferidos' incluyen ácidos metacrílicos. El término ácidos metacrílicos es conocido en el campo técnico, y se entiende que significa no sólo el ácido acrílico y el ácido metacrílico sino también derivados de estos ácidos. Estos derivados incluyen el ácido ß-metilacrílico (ácido butenoico) , a, ß-dimetilacrílico, ácido ß-etilacrílico y ácido ß, ß-dimetilacrílico . Se preferencia al ácido acrílico (ácido propenoico) y al ácido metacrílico (ácido 2-metilpropenoico) . Los ácidos orgánicos a) pueden ser usados individualmente o como una mezcla de dos, tres o más ácidos diferentes. El ácido orgánico b) utilizado para la transesterificación también es conocido en el campo técnico.

Tales compuestos comprenden típicamente de la fórmula -COO-R' en donde R' es un grupo que tiene de 1 a 30 átomos de carbono. Los esteres orgánicos pueden comprender uno, dos, tres, cuatro o más grupos de la fórmula -COO-R' . Estos incluyen en particular compuestos de la fórmula R(-COO R')n, en la cual el radical R es un grupo de 1 a 30 átomos de carbono, que comprende en particular 1 a 20, preferiblemente 1 a 10, en particular 1 a 5 y más preferiblemente 2 a 3 átomos de carbono y n es un número entero en el rango de 1 a 10, preferiblemente 1 a 4 y más preferiblemente 1 ó 2 y el radical R' es un grupo que tiene 1 30 átomos de carbono. El término "grupo que tiene 1 a 30 átomos de carbono" ha sido definido anteriormente. El radical del ácido del éster b) difiere del ácido orgánico a) en por lo menos una característica. Por ejemplo, el radical de ácido del éster b) puede tener más átomos de carbono que el ácido orgánico a) . Además, el éster b) puede tener un patrón de sustitución diferente del ácido a) . Por ejemplo, el radical del ácido del éster b) puede tener diferentes sustituyentes, por ejemplo un número diferente del grupo hidrófilo, del ácido a) . La temperatura de ebullición del éster orgánico b) de preferencia es menor que la temperatura de ebullición del éster a) obtenido del ácido a) por reacción. La diferencia en la temperatura de ebullición es preferiblemente por lo menos 5°C, más preferiblemente por lo menos 10°C, bajándose esta diferencia en una presión de 1 bar y la temperatura de ebullición de las sustancias puras. El radical del alcohol del éster orgánico b) es igualmente conocido en el campo técnico. El radical de alcohol preferiblemente tiene 1 a 20 átomos de carbono, más preferiblemente de 1 a 10, en particular de 1 a 5, y de mayor preferencia de 1 a 3 átomos de carbono. El radical del alcohol puede derivarse de un alcohol saturado o insaturado y de un alcohol aromático, por ejemplo fenol. Los alcoholes saturados utilizados con preferencia incluyen metanol, etanol, propanol, butanol, en particular n-butanol y 2 -metil -1 -propanol, pentanol, hexanol y 2 -etilhexanol . El éster orgánico b) usado es de mayor preferencia es un alquil a-hidroxicarboxilato . Estos incluyen oc-hidroxipropionato de metilo, a-hidroxipropionato de etilo, ochidroxiisobutirato de metilo y a-hidroxiisobutirato de etilo. Los esteres orgánicos b) pueden ser usados individualmente o como una mezcla de los dos, tres o más esteres diferentes. En el paso a) , por lo menos un ácido orgánico a) se mezcla con por lo menos un éster orgánico b) , para lo cual puede utilizarse cualquier proceso conocido para este propósito. Esta mezcla se puede preparar en un destilador.

Además, una mezcla también puede prepararse afuera del destilador. En el paso B) , el radical de alcohol del éster orgánico b) se transfiere al ácido orgánico a) para obtener el éster del ácido a) y el ácido del éster b) . Las condiciones de esta reacción también conocida como transesterificación también se conocen por si mismas. La reacción se realiza de preferencia a temperatura en la gama de 50°C a 200°C, de mayor preferencia 70°C a 130°C, en particular 80°C a 120°C y de mayor preferencia 90°C a 110°C. La reacción se puede realizar en presión reducida o elevada dependiendo de la temperatura de la reacción. Esta reacción se realiza de preferencia en el rango de presión de 0.02 a 5 barios, en particular 0.2 a 3 barios y de mayor preferencia 0.3 a 0.5 barios. La proporción molar del ácido orgánico a) para el éster orgánico b) de preferencia está en el rango de 4:1 a 1:4, en particular 3:1 a 1:3 y de mayor preferencia de 2:1 a 1:2. La transesterificación se puede realizar lote a lote o de manera continua, prefiriéndose los procesos continuos. El tiempo de reacción de la transesterificación depende de las masas molares utilizadas y la temperatura de reacción, estos parámetros existen dentro de amplios rangos. El tiempo de reacción de la transesterificación de por lo menos un éster orgánico b) con por lo menos un ácido orgánico a) se encuentra preferiblemente en el rango de 30 segundos a 15 horas. De mayor preferencia 5 minutos a 5 horas y de mayor preferencia a 15 minutos a 3 horas. Los procesos continuos, el tiempo de referencia es preferiblemente 30 segundos a 15 horas, más preferiblemente 5 minutos a 5 horas y de mayor preferencia 15 minutos a 3 horas . En el caso de la preparación del metil metacrilato a partir de a-hidroxiisobutirato de metilo, la temperatura de preferencia es de 60 a 130°C, más preferiblemente de 80 a 120°C y de mayor preferencia de 90 a 110°C. La presión de preferencia se encuentra en el rango de 50 a 1000 mbar, más preferiblemente de 300 a 800 mbar. La relación molar del ácido metacrílico para -hidrixiisobutirato de preferencia está en el rango de 2:1 a 1:2 en particular 1:5 a 1:1.5. La selectividad de preferencia es por lo menos 90%, más preferiblemente 98%. La selectividad se define como la relación de la suma de las cantidades de esteres orgánicos a) y ácidos orgánicos b) formadas con base en la suma de las cantidades de esteres orgánicos b) y ácidos orgánicos a) convertidos . Además a los reactantes, la mezcla de reacción puede comprender otros constituyentes, por ejemplo solventes, catalizadores, inhibidores de polimerización y agua. La reacción del éster orgánico b) de por lo menos un ácido orgánico a) puede ser catalizado por lo menos con un ácido o por lo menos una base. Es posible utilizar catalizadores homogéneos o heterogéneos. Los catalizadores ácidos particularmente adecuados son en particular ácidos inorgánicos, por ejemplo ácidos sulfúrico o ácido clorhídrico y también ácidos orgánicos, por ejemplo ácidos sulfónicos en particular ácido p-toluensulfónico y los intercambiadores de cationes ácidos. Las resinas de intercambio de cationes particularmente adecuadas incluyen en particular polímeros de estiren-divinilbenceno con contenido de ácido sulfónico. Las resinas de intercambio de cationes particularmente adecuadas pueden obtenerse comercialmente de Rohm & Haas bajo el nombre comercial Amberlyst® y Bayer bajo el nombre de Le atit®. La concentración del catalizador de preferencia está en el rango de 1 a 30% por peso, más preferiblemente 5 a 15% por peso, con base en la suma del éster orgánico b) utilizado y el ácido orgánico a) . Los inhibidores de polimerización utilizables con preferencia incluyen fenotiacina, terc-butilcatecol, éter de hidroquinona monometilo, hidroquinona, 4-hidroxi-2 , 2 , 6 , 6-tetrametilpiperidinooxilo (TEMPOL) o mezclas de los mismos; la eficacia de estos inhibidores puede mejorarse en algunos casos mediante el uso de oxígeno. Los inhibidores de la polimerización pueden utilizarse en una concentración que se encuentra entre 0.001 a 2.0% por peso, de mayor preferencia entre 0.01 a 0.2% por peso, con base en la suma del éster orgánico b) utilizado y el ácido orgánico a) . En un aspecto particular de la presente invención, la transesterificación se puede realizar en la presencia de agua. El contenido de agua de preferencia tiene un margen de 0.1 a 50% por peso, más preferiblemente 0.5 a 20% por peso y de mayor preferencia 1 a 10% pro peso, con base en el peso del éster orgánico b) utilizado. La adición de pequeñas cantidades de agua puede sorprendentemente aumentar la selectividad de la reacción. A pesar de la adición de agua, la formación del metanol puede mantenerse al mismo tiempo bajo. En una concentración de agua de 10 a 15% por peso, con base en el peso del éster orgánico b) utilizado, preferiblemente menor que 5% por peso de metanol se forma en una temperatura de reacción de 120°C y un tiempo de reacción o tiempo de residencia de 5 a 180 minutos. De acuerdo con la invención, la transferencia del radical del alcohol del éster orgánico b) al ácido orgánico a) , es decir la transesterificación, se lleva a cabo en un destilador. Las unidades de destilación adecuadas para este fin son de conocimiento común y en muchos casos se utilizan para la separación. Por lo menos un éster orgánico b) , por ejemplo un alquil a-hidroxicarboxilato, y por lo menos un ácido orgánico a) , por ejemplo ácido metacrílico pueden introducirse individualmente o como una mezcla en el destilador. Las condiciones de destilación de preferencia se seleccionan de manera que exactamente un producto pase a través del destilador por destilación, quedando el segundo producto en el fondo y removiéndose continuamente desde el mismo. El éster a) obtenido por reacción de preferencia se remueve por destilación, aunque el ácido resultante se pasa a través del fondo . El destilador puede producirse de cualquier material adecuado para lo mismo. Estos incluyen acero inoxidables y materiales inertes. Si se utiliza un catalizador, éste puede proporcionarse en cada región del destilador, por ejemplo, el catalizador se puede proporcionar en la región del fondo o en la región de la columna. En este caso, no obstante los reactantes hacerse entrar en contacto con el catalizador. Además, los catalizadores pueden proporcionados en región separada del destilador, en cuyo caso esta región se conecta a las otras regiones del destilador, por ejemplo el fondo y/o la columna. Esta disposición separada de la región del catalizador se prefiere, en cuyo caso los reactantes se pueden pasar cíclicamente a través de la región del catalizador. Esto continuamente forma el éster del ácido orgánico b) , por ejemplo, alquil metacrilato, y también el ácido del éster orgánico b) , por ejemplo ácido a-hidroxicarboxílico . Por virtud de esta forma de realización preferida, es sorprendentemente posible aumentar la selectividad de la reacción. En este contexto, debe enfatizase que la presión de la reacción se puede ajustar independientemente de la presión dentro de las columnas de destilación. Esto permite que la temperatura de ebullición se mantenga baja sin que el tiempo de reacción o el tiempo de residencia aumenten correspondientemente. Además, la temperatura de la reacción se puede variar en un amplio rango. Esto permite que el tiempo de reacción se acorte. Además, el volumen del catalizador se puede seleccionar según lo que se desee sin tener que tomar en cuenta la geometría de la columna. Además, es posible, por ejemplo, agregar otro reactante. Todas estas medidas pueden contribuir a un incremento en la selectividad y la productividad, lográndose de manera sorprendente efectos sinergísticos . Una forma de realización preferible de un destilador se muestra esquemáticamente en la Figura 1. Los reactantes se pueden introducir en la columna de destilación (3) vía una línea común (1) ó separadamente vía dos líneas (1) y (2) . Los reactantes de preferencia se agregan a través de líneas separadas. Los reactantes se pueden alimentar en la misma etapa o en cualquier posición de la columna. La temperatura de los reactantes se puede ajustar por medio de un intercambiador calórico en la alimentación, las unidades necesarias para este fin no se muestran en la Figura 1. En una variante preferida, los reactantes se miden por separado en la columna, los componentes en ebullición mínima se miden por debajo de la posición para la alimentación de los compuestos de gran ebullición. En este caso, los componentes de menos ebullición de preferencia se agregan en forma de vapor. Para la presente invención, cualquier columna de destilación multietápica (3) puede utilizarse que tenga dos o más etapas de separación. El número de etapas de separación usada en la presente invención es el número de charolas en una columna de charolas o el número de placas verticales en el caso de una columna con empaquetadura estructurada o una columna con empaquetaduras aleatorias . Ejemplos de una columna de destilación multietápica con charolas incluyen aquellos que tiene charolas con campana burbujeadora, charolas de cribado y tragante, charolas de válvula, charolas de ranura, charolas ranuradas de cribado, charolas de criba con campana burbujeadora, charolas de chorro, charolas centrífugas; para una columna de destilación multietápica con empaquetaduras aleatorias, aquellas tales como anillos de Raschig, anillos de Lessing, anillos de Pall, bolsas de Berl, bolsas de Intalox; y para una columna de destilación multietápica con empaquetaduras estructuradas, aquellas tales como Mellapak (Sulzer) , Rombopak (Kühni) , Montz-Pak (Montz) y empaquetaduras estructuradas con bolsas de catalizadores, por ejemplo Kata-Pak. Una columna de destilación con combinaciones de regiones de charolas de regiones de empaquetaduras aleatorias o de regiones de empaquetaduras estructuras también se pueden utilizar . La columna (3) puede estar equipada con elementos internos. La columna de preferencia tiene un condensador (12) para condensar el vapor y un evaporador inferior (18) . El aparato de destilación de preferencia tiene por lo menos una región, conocida en lo sucesivo como reactor, en la cual por lo menos un catalizador se proporciona. Este reactor puede estar dentro de la columna de destilación. Sin embargo, este reactor de preferencia se coloca afuera de la columna (3) en una región separada, una de estas formas de realización preferidas se explican en detalle en la Figura 1. A fin de llevar a cabo la reacción transesterificación en un reactor (8) separado, es posible dentro de la columna colectar una porción de la fase líquida que circula hacia abajo por medio de un colector y pasarlo hacia fuera de la columna como una corriente secundaria (4) . La posición del colector se determina por el perfil de concentración en la columna de los componentes individuales. El perfil de concentración se puede regular por medio de la temperatura y/o el reflujo. El colector de preferencia se coloca de manera que la corriente conducida hacia fuera de la columna contiene ambos reactantes, de mayor preferencia los reactantes tienen concentración suficientemente alta y preferiblemente mejor en una proporción molar de ácido: éster = 1:5 a 1:1.5. Además, una pluralidad de colectores se puede proporcionar en diversos puntos de la columna de destilación, en cuyo caso la cantidad de reactantes extraídos se puede utilizar para ajustar las proporciones molares. Además es posible que otro reactante, por ejemplo agua, se mida en la corriente que es conducida hacia fuera de la columna, a fin de ajustar la proporción del producto ácido/ éster en la reacción de cross- transesterificación o para aumentar la selectividad. El agua se puede alimentar desde afuera a través de una línea (no parece en la Figura 1) ó de un separador de fases (13) . La presión de la corriente (5) enriquecida con agua se puede entonces aumentar por medio de aumento de presión (6) , por ejemplo con una bomba. Un incremento en la presión puede reducir o evitar la formación de vapor en el reactor, por ejemplo un reactor del lecho fijo. Esto permite circulación uniforme a través del reactor y humedecimiento de las partículas del catalizador. La corriente se puede conducir a través de un intercambiador de calor (7) y se puede ajustar la temperatura de reacción. El vapor se puede calentar o enfriar según lo necesario. Además es posible ajustar la proporción del éster con ácido a través de la temperatura de reacción. La reacción de transesterificación se lleva a cabo en el catalizador en el reactor del lecho fijo (8) . La circulación a través del reactor puede ser descendente o ascendente. La corriente de salida del reactor (9) comprende los productos y los reactantes no convertidos a un grado determinado. El contenido de los componentes en la corriente de desechos del reactor depende del tiempo de residencia, la masa del catalizador, la temperatura de reacción y la proporción de reactantes y la cantidad de agua agregada, se pasa primero a través de un intercambiador de calor (10) y se ajusta a una temperatura que es ventajosa para la introducción en la columna de destilación. Se da preferencia a la fijación de temperatura que corresponde a la temperatura en la columna de destilación que en el punto de introducción de la corriente. La posición donde que sale del reactor que es devuelta a la columna puede encontrarse arriba o debajo de la posición para la extracción de la alimentación del reactor, aunque de preferencia es arriba. Antes del reciclaje en la columna, la corriente puede descomprimirse a través de una válvula (11), que de preferencia establece el mismo nivel de presión que en la columna. En este contexto, la columna de destilación de preferencia tiene una presión más baja. Esta configuración ofrece la ventaja de que las temperaturas de ebullición de los componentes que van a ser separados son inferiores, como resultado de lo cual la destilación se puede llevar a cabo a un nivel de temperatura más bajo, como resultado de lo cual se ahorra energía y es térmicamente más ligera. En la columna de destilación (3) , la mezcla de producto se separa entonces. La caldera baja, de preferencia el éster formado en la transesterificación, se retira a través de la parte superior. La columna de destilación de preferencia se abre de manera que el agua agregada corriente arriba del reactor del lecho fijo también retirada como el producto de la parte superior. La extracción de la corriente de vapor en la parte superior se condensa en un condensador (12) y después se separa en un decantador (13) en la fase acuosa y la fase que contiene el éster del producto. La fase acuosa se puede evacuarse para la preparación a través de una línea (15) ó ser devuelto total o parcialmente de regreso a la reacción a través de la línea (17) . La corriente de la fase que contiene éster puede conducirse a través de la línea (14) de manera parcial o como reflujo (16) a la columna o evacuarse parcialmente desde el destilador. El elemento de alto punto de ebullición, de preferencia el ácido formado en la transesterificación cruzada, se evacúa desde la columna (19) como una corriente de fondo. La presente invención se ilustrará en detalle en lo sucesivo con referencia a los ejemplos y a un ejemplo comparativo .

Ejemplo 1 En el destilador de reacción que aparece en la Figura 1, 4619 g de a-hidroxiisobutirato de metilo (MHIB) y 3516 g de ácido metacrílico (MA) se alimentaron durante un período de 48 horas. La reacción se llevó a cabo a una temperatura de 120°C y una presión de 150 mbar. El ácido a-hidroxiisobutírico (HIBA) que se formó fue retirado del fondo. El metil metacrilato (MMA) se extrajo por destilación. La reacción se llevó a cabo en la presencia de 16% por peso de agua con base en el peso del a-hidroxiisobutirato de metilo. La reacción se llevó a cabo utilizando un catalizador ácido (intercambiador de cationes; Lewatit® K2431 de Bayer) . Esto da origen a una selectividad de 99%, que se define como en la proporción de la suma de las cantidades de MMA y HIBA formadas para la suma de las cantidades de MIHIB y MA convertidos. Ejemplos 2 a 18 El ejemplo 1 se repitió en esencia, salvo que no se agregó agua a la mezcla de reacción. La reacción se llevó a cabo bajo las condiciones especificadas en la Tabla 1. Especialmente con respecto a la temperatura, el tiempo de residencia y la proporción molar de los reactantes. La selectividad, definida como la proporción de cantidades de MA y HIBA formadas para cantidades de MHIB y MA convertidos, de las reacciones también se muestra en la Tabla 1.

Tabla 1 Ejemplo 19 a 38 El ejemplo 1 se repitió en esencia, salvo que en la reacción se llevó a cabo bajo las condiciones que se especifican en la Tabla 2, en especial con relación a la temperatura y el tiempo de residencia. La proporción molar de MHIB/MA fue 1:1. Además, diferentes proporciones de agua se agregaron, lo que también se señala en la Tabla 2. La selectividad, definida como la proporción de cantidades de MMA y HIBA formada para las cantidades de MHIB y MA convertidos, de las reacciones y la relación molar de HIBA para MMA de igual manera se señalan en la Tabla 2. Tabla 2 Los ejemplos anteriores muestran que la presente invención puede formar esteres con gran selectividad, la proporción de los productos, por ejemplo de alquil metacrilato para ácido a-hidroxicarboxílico, aproximándose a 1 incluso en concentraciones de agua relativamente altas. En consecuencia, relativamente poco metanol se forma. La proporción molar de los productos también se puede controlar a través de la temperatura.

Claims

REIVINDICACIONES 1. Proceso para transesterificación, que comprende los pasos de A) mezclar un ácido orgánico a) con un éster b) y B) transferir el radical del alcohol del éster b) al ácido a) para obtener el éster del ácido a) y el ácido del éster b) , que se caracteriza en que la transferencia del radical de alcohol del éster b) al ácido a) en el paso b) se lleva a cabo en un destilador.
2. Proceso de acuerdo con la reivindicación 1, que se caracteriza en que éste se lleva a cabo continuamente.
3. Proceso de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, que se caracteriza en que el paso B) de reacción se lleva a cabo bajo catálisis de ácido.
4. Proceso de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, que se caracteriza en que el ácido a) comprende 1 a 10 átomos de carbono.
5. Proceso de acuerdo con la reivindicación 4, que se caracteriza en que el ácido es ácido metacrílico y/o ácido acrílico.
6. Proceso de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, que se caracteriza en que el éster b) comprende de 1 a 10 átomos de carbono.
7. Proceso de acuerdo con la reivindicación 6, que se caracteriza en que el éster es un 2 -hidroxipropanoico y un éster 2-hidroxibutanoico .
8. Proceso de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, que se caracteriza en que el radical de alcohol tiene de 1 a 10 átomos de carbono.
9. Proceso de acuerdo con la reivindicación 8, que se caracteriza en que el radical de alcohol se deriva de metanol o etanol .
10. Proceso de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, que se caracteriza en que la transesterificación se llevó a cabo a temperatura en la gama de 50°C a 200°C.
11. Proceso de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, que se caracteriza en que la transesterificación se realiza en presencia de agua.
12. Proceso de acuerdo con la reivindicación 11, que se caracteriza en que la concentración de agua es 0.1 a 50% por peso con base en el peso del éster orgánico b) utilizado .
13. Aparato para realizar un proceso de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 12, que comprende por lo menos una columna de destilación (3) y por lo menos un reactor (8) .
14. Aparato de acuerdo con la reivindicación 13, que se caracteriza en que la parte superior de la columna de destilación (3) se conecta a un separado de fases (13), el separador de fases (13) se conecta al reactor (8) .
15. Aparato de acuerdo con la reivindicación 13 ó 14, que se caracteriza en que por lo menos una línea entre el reactor (8) y la columna de destilación (3) se equipa con un medio para aumentar la presión.