MXPA00012721A

MXPA00012721A - Proceso para la produccion de una solucion de acido peroxicarboxilico de monoester acuoso, la solucion obtenible por este proceso y su uso como desinfectante.

Info

Publication number: MXPA00012721A
Application number: MXPA00012721A
Authority: MX
Inventors: Alun P James
Original assignee: Solvay
Priority date: 1998-06-22
Filing date: 1999-06-01
Publication date: 2002-06-21
Also published as: CN1313852A; WO1999067213A1; AU4505699A; AU747354B2; KR100646673B1; NO326455B1; EP1089971B1; ZA200007597B; NO20006606L; KR20010053069A; CN1170818C; UA70329C2; IL140391A; JP2002518476A; EP0967203A1; CA2335500C; DE69911016T2; EP1089971A1; ATE248815T1; HUP0102465A3

Abstract

Proceso para la produccion de una solucion de acido peroxicarboxilico de monoester acuoso mediante la reaccion de un compuesto de peroxigeno con al menos un acido dicarboxilixo y con al menos un alcohol opcionalmente en presencia de un catalizador acido. La solucion de acido peroxicarboxilico de monoester acuoso por este proceso. El uso de la solucion de acido peroxicarboxilico de monoester acuoso como desinfectante. Sin dibujo.

Description

PROCESO PARA LA PRODUCCIÓN DE UNA SOLUCIÓN DE ÁCIDO PEROXICARBOXÍLICO DE MONOÉSTER ACUOSO, LA SOLUCIÓN OBTENIBLE POR ESTE PROCESO, Y SU USO COMO DESINFECTANTE CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere a un proceso para la producción de una solución de ácido peroxicarboxilico de monoéster acuoso. Se refiere también a la solución de ácido peroxicarboxilico de mo'noéster acuoso obtenible por este proceso y su uso en composiciones desinfectantes .

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Las composiciones que contienen ácidos peroxicarboxilicos de monoéster y su preparación por la reacción entre un monoéster de un ácido dicarboxilico alifático y peróxido de hidrógeno se han descrito en la solicitud de patente internacional WO 95/34537 para SOLVAY INTEROX LIMITED. Tales composiciones no presentaron olor discernible y fueron eficaces como microbicidas . Aunque las composiciones exhibieron un nivel de estabilidad de oxigeno disponible que les permitirla ser eficaces durante varios meses de almacenamiento, existe la continua necesidad de encontrar nuevas soluciones de ácidos percarboxil icos de monoéster .

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN Es un objeto de la invención proporcionar un nuevo proceso o alterno para la producción de soluciones de ácido peroxicarboxil icos de monoéster asi como también para proporcionar nuevas soluciones de ácido peroxicarboxilicos de monoéster. Consecuentemente, la presente invención se refiere a un proceso para producción de una solución de .ácido peroxicarboxílico de monoéster acuoso por la reacción de un compuesto de peroxigeno con al menos un ácido policarboxi lico y con al menos un alcohol opcionalmente en presencia de catalizador ácido. Preferentemente, el ácido policarboxílico es un ácido dicarboxílico. Sin embargo, aunque se enfoca en esta modalidad preferida, la presente invención no se encuentra limitada a la misma. Una de las características esenciales del proceso de la invención reside en la naturaleza de las materias primas, especialmente el ácido dicarboxílico y el alcohol, el cual produce el proceso particularmente ejecutable. De hecho, al utilizar estas materias primas, pueden producirse nuevas soluciones. Se reconocerá que se obtendrá una mezcla compleja utilizando el proceso de acuerdo con la invención que contiene el ácido peroxicarboxílico de monoéster deseado (llamado en lo sucesivo, perácido de éster), agua, y puede contener también cantidades residuales de ácido dicarboxílico no consumido (llamado en lo sucesivo, diácido), compuesto de peroxígeno, alcohol y catalizador ácido opcional, y el diéster, ácido carboxílico de monoéster, ácido peroxicarboxílico monocarboxílico y ácido diperoxicarboxí lico correspondientes generados i n s i t u . La ventaja del proceso de la invención reside en la posibilidad de controlar las cantidades relativas del perácido de éster deseado a los demás productos generados in si t u . De hecho, al variar la cantidad de alcohol en la mezcla de reacción, se producirá más o menos del perácido de éster relativo a la cantidad de otros productos. De esta manera, puede obtenerse una gran variedad utilizando un proceso sencillo. Otra ventaja que resulta de la naturaleza de las materias primas reside en la duración del proceso. De hecho, los diácidos utilizados como materia prima en la presente invención tienen generalmente una solubilidad más elevada en la mezcla de reacción de la que tienen los monoésteres de ácidos dicarboxílicos que se utilizan en el proceso conocido descrito en la solicitud de patente internacional WO 95/34537. La solubilidad más elevada da como resultado tasas de disolución más rápidas y por consiguiente tiempos de producción más cortos. Todavía otra ventaja del proceso de la invención reside en la disponibilidad de las materias primas. De hecho, los diácidos y alcoholes se encuentran más fácilmente disponibles que los monoésteres de un ácido dicarboxílico . Todavía otra ventaja del proceso de la presente invención reside en la gran selección del radical orgánico del grupo éster. De hecho, en el proceso conocido de la solicitud de la patente internacional WO 95/34537 la elección del radical orgánico del grupo éster se determina por la elección del monoéster de un ácido dicarboxílico utilizado como materia prima mientras que en la presente invención el radical orgánico del grupo éster se origina a partir del alcohol. Es claro que en el proceso de la invención pueden utilizarse alcoholes que no se encuentran disponibles como monoésteres.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN El diácido utilizado en el proceso de la invención puede seleccionarse a partir de cualquier compuesto que contiene al menos dos grupos de ácido carboxílico y que es capaz de transformarse en un perácido de éster en el proceso de la invención. El diácido puede contener hasta 20 átomos de carbono, preferentemente hasta 10 átomos de carbono. La cadena principal del diácido que se substituye por los dos grupos carboxílicos puede ser lineal, ramificada, cíclica o aromática, opcionalmente no saturada y o que contiene un heteroátomo. Es conveniente el ácido oxálico. También pueden utilizarse diácidos con una cadena principal lineal generalmente correspondiente a la fórmula COOH-R-COOH en la cual R es un grupo alquileno que contiene hasta 6 átomos de carbono. Los ejemplos adecuados son ácido adípico, ácido glutárico y ácido succínico. Los ejemplos de diácidos con una cadena principal ramificada son los ácidos succinico de metilo y malónico de etilo. Otros ejemplos son los ácidos maléico, fumárico y málico. Los diácidos preferidos son los ácidos adípico, glutárico y succínico. Puede utilizarse una mezcla de dos o más diácidos diferentes en el proceso de esta invención. El diácido se utiliza generalmente en una cantidad de al menos 0.05% en peso de la mezcla de reacción, preferentemente al menos 5% en peso. La cantidad de diácido utilizada es usualmente 65% en peso como máximo, en particular 25% en peso como máximo. Son convenientes las cantidades desde 0.05% hasta 65% en peso de diácido. El compuesto de peroxígeno utilizado en el proceso de acuerdo con la invención puede seleccionarse a partir de peróxido de hidrógeno o cualquier otro compuesto de peróxido capaz de liberar peróxido de hidrógeno en la mezcla de reacción del proceso de la presente invención. La expresión "mezcla de reacción del proceso de la invención" significa una mezcla que contiene agua, el diácido, el alcohol, el compuesto de peroxígeno, opcionalmente el catalizador ácido, el perácido de éster, el diéster correspondiente, ácido carboxílico de monoéster, ácido peroxicarboxílico monocarboxílico y ácido diperoxicarboxílico . En particular, el compuesto de peroxígeno puede seleccionarse a partir del peróxido de hidrógeno, perácidos inorgánicos, perácidos orgánicos y persales. Un ejemplo de perácido inorgánico es el ácido de Caro. Son convenientes los ácidos orgánicos que contienen hasta 10 átomos de carbono. Un ejemplo de tal perácido orgánico es el ácido peracético. Los ejemplos de persales son percarbonato de sodio y perborato de sodio mono o tetrahidrato. Se prefiere el peróxido de hidrógeno . El compuesto de peroxígeno se utiliza generalmente en una cantidad de al menos 0.01% en peso de la mezcla de reacción, en particular al menos 5% en peso. La cantidad de compuesto de peroxígeno utilizada es usualmente 30% en peso como máximo de la mezcla de reacción, preferentemente 25% en peso como máximo. Son convenientes las cantidades del compuesto de peroxígeno desde 0.05% hasta 30% en peso. Cuando se utiliza el peróxido de hidrógeno, puede agregarse a la mezcla de reacción en forma de una solución acuosa que contiene desde 1 hasta 85% en peso del peróxido de hidrógeno. La proporción molar del compuesto de peroxígeno al diácido puede variarse en una amplia gama. Generalmente esta proporción molar es de al menos 0,1:1, preferentemente al menos 1:1. La proporción molar es usualmente 35:1 como máximo, en particular 7:1 como máximo. El alcohol utilizado en el proceso de la invención puede seleccionarse a partir de cualquier compuesto que contiene al menos un grupo hidroxilo. Son adecuados los monoalcoholes que contienen hasta 20 átomos de carbono, se prefieren aquellos que contienen hasta 10 átomos de carbono. Los ejemplos de monoalcoholes adecuados son metanol y etanol. También pueden utilizarse los dioles que contienen hasta 20 átomos de carbono, preferentemente hasta 10 átomos de carbono. Los ejemplos de dioles adecuados son etilenglicol y propilenglicol. También pueden utilizarse los polioles que contienen hasta 20 átomos de carbono. Los ejemplos de polioles adecuados incluyen sorbitol y mannitil. También pueden utilizarse etoxilatos de alcohol. Puede utilizarse una mezcla de dos o más alcoholes diferentes en el proceso de la invención. El alcohol se utiliza generalmente en una cantidad de al menos 0.01% en peso de la mezcla de reacción, en particular de al menos 2% en peso. La cantidad de alcohol utilizada es usualmente 45% en peso como máximo, más particularmente 25% en peso como máximo. Son convenientes las cantidades de alcohol desde 0.05 hasta 45% en peso. La proporción molar del alcohol al diácido puede variarse en un amplia gama. Gener*almente la proporción es usualmente de al menos 0,1:1, preferentemente al menos 0,5:1. La proporción molar es usualmente 10:1 como máximo, en particular 1:1 como máximo. El catalizador ácido utilizado opcionalmente en el proceso de la invención puede ser un ácido orgánico o inorgánico que tiene un pKa de aproximadamente 3 o inferior, y preferentemente que tiene un pKa de menos de 1. Es particularmente deseable emplear un ácido de mineral de no haluro tal como ácido sulfúrico o fosfórico o sulfámico o un ácido sulfónico orgánico tal como ácido sulfónico de metilo o tolueno o una resina de intercambio de catión mezclada con ácido. También pueden utilizarse los ácidos orgánicos. Son convenientes aquellos que contienen hasta 10 átomos de carbono. Un ejemplo de ácido orgánico es el ácido cítrico. El catalizador se utiliza deseablemente en una concentración de al menos 0.05% en peso en la mezcla de reacción, en particular de al menos 0.1% en peso. La concent ación de catalizador ácido es en muchos casos 10% en peso como máximo, especialmente al 2.5% en peso como máximo. Son convenientes las cantidades de catalizador ácido desde 0.05% hasta 1Q%. El proceso de la invención puede llevarse a cabo a temperatura ambiente o a una temperatura elevada. En la práctica, la temperatura puede ser al menos 10°C, en particular al menos 15°C. Cuando es deseable alcanzar rápidamente el equilibrio, pueden utilizarse temperaturas de al menos 30°C. La temperatura - es comúnmente 60°C como máximo, especialmente 30°C como máximo. La duración del proceso de la invención puede variar en una muy amplia gama y depende de si se desea obtener una solución de equilibrio o una solución de no equilibrio. El equilibrio puede alcanzarse después de una duración de al menos 5 minutos. La duración es comúnmente 24 h como máximo . El proceso de la invención puede llevarse a cabo en cualquier aparato adecuado para mezclar las materias primas (diácido, compuesto de peróxido, alcohol, agua, y catalizador ácido) . De acuerdo con el proceso de la invención, las materias primas (diácido, compuesto de peroxígeno, alcohol agua y catalizador ácido) puede agregarse en cualquier orden . La mezcla de reacción puede agitarse durante el proceso de la invención. El proceso de la invención es muy útil para producir soluciones de ácido peroxicarboxílico de monoéster acuoso que contienen el ácido peroxicarboxílico de monoéster, agua, cantidades residuales de compuesto de peroxígeno no consumado, ácido dicarboxílico, alcohol y catalizador ácido opcional, y en diéster, ácido carboxílico de monoéster, ácido peroxicarboxílico monocarboxílico y ácido diperoxicarboxí 1 ico correspondientes generados in si t u . Consecuentemente, la presente invención se refiere también a soluciones de ácido peroxicarboxílico de monoéster acuoso obtenible por el proceso descrito con anterioridad que contiene el perácido de éster, agua, cantidades residuales de compuesto de peroxígeno no consumado, uno o más diácidos, uno o más alcoholes y catalizador ácido opcional, y diéster, ácido carboxílico de monoéster, ácido peroxí carboxí lico monocarboxílico y ácido diperoxicarboxilico correspondientes generados i n si t u . Las soluciones particularmente benéficas son aquellas obtenibles por el proceso en donde las cantidades de alcohol y diácido utilizadas son tales que la proporción molar de grupos hidroxi presente en el alcohol a los grupos de ácido carboxílico presentes en el diácido es diferente de 1. El pH de las soluciones de la invención puede variar en una amplia gama. El pH es generalmente de al menos -2, más frecuentemente al menos 1. Son posibles valores de pH de 8 como máximo, se prefieren valores de 5 como máximo . La concentración de perácido de éster en la solución de la invención es generalmente de al menos 0.001% en peso, en particular al menos 0.005% en peso. La concentración de perácido de éster es usualmente 35% en peso como máximo, especialmente 5% en peso como máximo. La cantidad de agua presente en la solución de la invención puede variar en una muy amplia gama dado que las soluciones pueden ser muy diluidas o muy concentradas. El contenido de agua es comúnmente de al menos de 10% en peso. La cantidad de agua es frecuentemente de 90% en peso como máximo. La solución de la invención contiene en muchos casos cantidades residuales del compuesto de peroxígeno no consumado desde 0.1 hasta 30% en peso . El diácido se encuentra usualmente presente en la solución de la invención en una cantidad residual de al menos 0.05% en peso. La cantidad de diácido es comúnmente 10% en peso como máximo. La solución de la invención puede contener una mezcla de dos a más diácidos diferentes . Si las cantidades residuales de alcohol se encuentran en la solución de la invención, estas cantidades son comúnmente de al menos 0.1% en peso. La cantidad de alcohol es frecuentemente 10% como máximo. La solución de la invención puede contener una mezcla de dos o más alcoholes diferentes. La cantidad residual de catalizador ácido opcional que puede encontrarse presente en la solución de la invención se encuentra usualmente desde 0 hasta 5% en peso. La solución de la invención puede contener una cantidad de diéster generado in s i t u desde 0 hasta 5% en peso. El ácido carboxílico de monoéster generado in s i t u puede encontrarse presente en la solución de la invención en una cantidad desde 0 hasta 10% en peso La concentración de ácido peroxicarboxílico monocarboxílico generado in si t u que puede encontrarse en la solución de la invención es frecuentemente desde 0 hasta 30% en peso . La cantidad de ácido diperoxicarboxí 1 ico generado in s i t u que puede encontrarse presente en la solución de la invención es comúnmente desde 0 hasta 10% en peso . Las soluciones particularmente benéficas son aquellas que contienen al menos 0.01% en peso de ácido peroxicarboxílico de monoéster, al menos 0.1% en peso de compuesto de peroxígeno, al menos 0.05% en peso de ácido dicarboxílico y al menos 0.1% en peso de alcohol . La solución de la invención puede contener otros aditivos. Estos aditivos pueden seleccionarse a partir de estabilizadores, agentes tensioactivos y espesadores. Tales aditivos se incorporan frecuentemente en una cantidad de desde 0.02 hasta 20%, y en muchos casos de desde 0.1 hasta 10% en peso de la solución . Los estabilizadores adecuados incluyen ácidos carboxílicos aromáticos substituidos con hidroxi y derivados de éster de los mismos, particularmente ácidos carboxílicos de fenol tales como ácido p-hidroxibenzóico y derivados de éster tal como esteres de metilo o etilo. También incluyen inhibidores de ácido pol ifosfónico orgánicos tales como ácido difosfónico de etilideno, y ácidos aminopolimetilenofosfónicos , ácidos carboxílicos de piridina especialmente ácido dipicolínico y mezclas de los mismos. Además, también pueden utilizarse estabilizadores inorgánicos. Un ejemplo de estabilizador inorgánico es el estaño coloidal . Los agentes tensioactivos pueden ser no iónicos, aniónicos o anfotéricos. Los agentes tensioactivos pueden ser jabón o sintéticos. Los ejemplos típicos se describen en el capítulo 2 de Synthetic Detergents por A. Davidson y B/M. Mild ids y, 6a Edición publicada en 1978 por George God in Limited. Los agentes tensioactivos catiónicos incluyen sales de amonio cuaternario, los ejemplos de no haluro incluyen sulfatos, me tosulfatos , etosulfatos, hidróxidos, acetatos, sacarinatos, fosfatos, y propionat os . Los ejemplos típicos de espesadores no tensioactivos son poliacrilatos reticulados, gomas naturales tales como o goma de xantano o de ramsano, derivados de celulosa tales como celulosa de carboxíme t ilo y silicatos. Las soluciones de la invención pueden contener también ácidos minerales de no haluro adicionales. Estos ácidos pueden seleccionarse a partir de ácido sulfúrico, fosfórico o sulfámico o un ácido sulfónico orgánico. El ácido puede encontrarse presente en una concentración desde 0.05 hasta 10% en peso en la solución . Las soluciones particularmente deseables son aquellas que contienen hasta 20% en peso de agente tensioactivo, desde 0.025% hasta 5% en peso del estabilizador y desde 0.05% hasta 10% en peso de un ácido mineral de no haluro. La solución de la invención puede utilizarse ventajosamente como desinfectante. Por lo tanto, la presente invención se refiere también al uso de las soluciones anteriormente descritas como desinfectantes. El método para la desinfección de acuerdo con la presente invención comprende contactar el substrato a desinfectarse con la solución como una solución acídica acuosa estable al almacenamiento de un perácido de éster o preparada a partir de uno. La solución puede emplearse con o sin dilución. Cuando se diluyen las composiciones, la dilución se selecciona usualmente para entregar una concentración de perácido de éster en solución de entre aproximadamente 1 parte por millón y 10000 partes por millón, dependiendo del substrato. El método desinfectante puede utilizar una amplia gama de temperaturas, típicamente desde aproximadamente 4°C hasta el punto de ebullición del desinfectante. La solución de la invención puede utilizarse en una gama de aplicaciones de desinfección: por ejemplo, desinfección de medios acuosos contaminados con microorganismos, por ejemplo, aguas residuales que contienen bacterias, algas, levaduras y virus provenientes de industrias tales como papel y pulpa, procesamiento de alimentos, por ejemplo, refinación de azúcar, elaboración de cerveza, elaboración de vino, descargas provenientes de trabajos de tratamiento de aguas residuales, fábricas de procesamiento de carnes, manejo de reses muertas y crianza de ganadería. Otros substratos incluyen agua para irrigación en la industria de la horticultura, aguas de enfriamiento contaminadas, y superficies contaminadas en, por ejemplo, procesamiento de alimento, horticultura, servicio de comidas y bebidas, ambientes domésticos o de hospitales. Las composiciones de la invención pueden utilizarse para tratar cosechas o plantas cosechadas o productos vegetales. Las soluciones de la invención pueden utilizarse para otros propósitos en donde se utilizan perácidos, que incluyen blanqueadores o como un aditivo blanqueador en procesos de enj uague . Habiendo descrito la invención en términos generales, se describen las modalidades específicas de la misma con más detalle mediante el e j emplo .

MODALIDADES ESPECIFICAS DE LA INVENCIÓN Ejemplo 1 Se preparó una solución que contiene 14.04 g de ácido glutárico, 9.79 g de _etanol, 17.65 g de peróxido de hidrógeno concentrado (85.5 % en peso), 1 g de ácido sulfúrico concentrado, 57.52 g de agua desmineralizada, 0.1 g de ácido benzoico de p-hidroxi, 0.17 g de 1-hidroxie tano-1 , ácido 1 -difos fónico (Briquest ADPA 60 A) con agitación, y se le dejó alcanzar el equilibrio. La proporción molar de perácido de éster a ácido peroxicarboxílico monocarboxílico encontrado en el sistema fue de 1:8, medida mediante HPLC. Ej emplo 2 Se preparó una solución al mezclar y agitar 16.5 g de ácido glutárico, 8 g de metanol, 17.65 g de peróxido de hidrógeno concentrado (85% en peso), 0.1 g de ácido benzoico de hidroxi, 0.2 g de Briquest ADPA 60A, 1 g de ácido sulfúrico concentrado, 56.6 g de agua. Se dejó que la solución alcanzase el equilibrio. La proporción molar de perácido de éster a ácido peroxicarboxílico monocarboxílico encontrada en el sistema fue de 1:3. Ej emplo 3 Se preparó una solución según se describió en el ejemplo 2 con un nivel inferior de metanol, 3 g de metanol en lugar de 8 g, un nivel inferior de Briquest ADPA 60A, 0.17 g en lugar de 0.2 g, un nivel mayor de agua, 61.6 g en lugar de 56.6 g. La proporción molar de perácido de éster a ácido peroxicarboxí 1 ico monocarboxílico encontrada en el sistema fue de 1:11. Ejemplo 4 Se preparó una solución al mezclar y agitar 16.5 g de una mezcla de ácidos adípico, glutárico y succínico, 8 g de metanol, 17.65 g de peróxido de hidrógeno concentrado (85% en peso), 1 g de ácido sulfúrico concentrado, 56.6 g de agua desmineralizada, estabilizada con 0.1 g de ácido para-hidroxibenzóico y 0.17 g de Briquest ADPA 60A. Se dejó que la solución alcanzase el equilibrio. Se detectó la presencia de perácidos de éster mediante HPLC.

Claims

REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecedente, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones: 1. Proceso para la producción de una solución de ácido peroxicarboxílico de monoéster acuoso mediante la reacción de un compuesto de peroxígeno con al menos un ácido policarboxílico y con al menos un alcohol opcionalmente en presencia de un catalizador ácido. 2. Proceso según la reivindicación 1, caracterizado porque el ácido policarboxílico es un ácido dicarboxílico que contiene hasta 20 átomos de carbono, y porque el ácido dicarboxílico se utiliza en una cantidad desde 0.05 hasta 65% en peso. 3. Proceso según la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque el compuesto de peroxígeno se selecciona a partir de peróxido de hidrógeno, perácidos inorgánicos, perácidos orgánicos, persales, en donde el compuesto de peroxígeno se utiliza en una cantidad de 0.05 hasta 30% en peso de la mezcla de reacción. 4. Proceso según cualquiera de las reivindicaciones 1 hasta 3, caracterizado porque el alcohol se selecciona a partir de monoalcoholes, dialcoholes y polioles que contienen hasta 20 átomos de carbono, en donde se utiliza el alcohol en una cantidad desde 0.05 hasta 45% en peso de la mezcla de reacción y en donde la proporción molar del alcohol a diácido dicarboxílico es desde 0.1:1 hasta 10:1. 5. Proceso según cualquiera de las reivindicaciones 1 hasta 4, caracterizado porque se utiliza un catalizador ácido seleccionado a partir de ácidos orgánicos e inorgánicos que tienen un Pka de 3 o inferior, en donde el catalizador ácido se utiliza en una cantidad desde 0.05 hasta 10% en peso de la mezcla de reacción.