DE1117564B - Verfahren zur Herstellung von Vinyl- oder Allylestern von Epoxyfettsaeuren - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von Vinyl- oder Allylestern von EpoxyfettsaeurenInfo
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
- C07D303/00—Compounds containing three-membered rings having one oxygen atom as the only ring hetero atom
- C07D303/02—Compounds containing oxirane rings
- C07D303/12—Compounds containing oxirane rings with hydrocarbon radicals, substituted by singly or doubly bound oxygen atoms
- C07D303/16—Compounds containing oxirane rings with hydrocarbon radicals, substituted by singly or doubly bound oxygen atoms by esterified hydroxyl radicals
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
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- C07D303/40—Compounds containing oxirane rings with hydrocarbon radicals, substituted by carbon atoms having three bonds to hetero atoms with at the most one bond to halogen, e.g. ester or nitrile radicals by ester radicals
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur selektiven Monoepoxydierung von α,/8-olefinischen
Vinyl- und Allylestern, wobei die Valenzen der «- und /?~Kohlenstoffatome des Carbonsäureesters, d. h. der
-C = C-C—Gruppe
der Ester durch mindestens zwei Kohlenwasserstoffreste abgesättigt sind, zu den entsprechenden Vinyl-
und Allylglycidsäureestern.
Die Herstellung bestimmter Arten von 2,3-Epoxyestern ist bereits bekannt. Im Jahre 1892 stellte
Erlenmeyer ÄthyI-/3-phenyl-a,ß-epoxypropionat
durch Umsetzung von Benzaldehyd und Äthylchloracetat in Gegenwart von Natrium her. Zwischen 1904
und 1932 wurde Erlenmeyers Arbeit durch Darzen erweitert, der im allgemeinen die Verwendung von
Natriumäthanolat als Kondensationsmittel bevorzugte, ao
Eine Modifizierung des allgemeinen Verfahrens von Darzen war die Umsetzung von Ketonen oder Aldehyden
mit Äthyldichloracetat und verdünntem Magnesiumamalgam und anschließender Hydrolyse zum
j8-Oxy-«-chlorester. Bei Behandlung mit Natriumäthanolat
wurden Glycidsäureester gebildet. Das Verfahren nach Darzen besaß jedoch viele Nachteile,
unter anderem geringe Ausbeuten, unerwünschte Nebenreaktionen, große Siedebereiche vieler der beschriebenen
Glycidsäureester, z. B. 5 bis 100C, was auf Anwesenheit von Verunreinigungen, wie isomere
Kohlenstoff- oder Sauerstoffalkylierungsprodukte, schließen ließ, bevorzugte Anwendung einer inerten
Atmosphäre, wirtschaftliche Nachteile durch die hohen Kosten der Ausgangsmaterialien u. dgl.
Ein ähnliches Verfahren, bei dem Methylsorbat und Perbenzoesäure in Chloroform innerhalb von 5 bis
10 Tagen umgesetzt wurden, ergab nur Methyl-4,5-epoxy-2-hexenoat und nicht 2,3-Epoxyester oder
glycidartige Ester, Bei einem anderen bekannten Verfahren wurden Methylcrotonat und Perbenzoesäure
zum Methyl-2,3-epoxybutyrat umgesetzt. Hierbei wurde bei einer Reaktionsdauer von mehreren Monaten
bei 80C unter Lichtausschluß eine Ausbeute von 44%
erzielt. Nach einem neuen Verfahren werden Acrylate, «-Methacrylate und Crotonate epoxydiert, indem man
die außerordentlich kostspielige Peroxytrifluoressigsäure in einem System verwendet, das mit Dinatriumhydrogenphosphat
gepuffert ist. Fast in jedem der bekannten Verfahren muß ein Lösungsmittel, wie z. B.
Methylenchlorid oder Äthylendichlorid, verwendet werden, um die Olefinpolymerisation zu vermindern.
Verfahren zur Herstellung
von Vinyl- oder Allylestern
von Epoxyfettsäuren
Anmelder:
Union Carbide Corporation,
New York, N. Y. (V. St. A.)
New York, N. Y. (V. St. A.)
Vertreter: Dr. W. Schalk, Dipl.-Ing. P. Wirth,
Dipl.-Ing. G. E. M. Dannenberg
und Dr. V. Schmied-Kowarzik, Patentanwälte,
Frankfurt/M., Große Eschenheimer Str. 39
Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 13. November 1957 (Nr. 696 044)
V. St. v. Amerika vom 13. November 1957 (Nr. 696 044)
Benjamin Phillips, Paul Spencer Starcher,
Charleston, W. Va.,
und Donald Lester MacPeek,
South Charleston, W. Va. (V. St. A.),
sind als Erfinder genannt worden
Die Arbeiten von mehreren Forschern bezüglich der Epoxydierung von «,^-ungesättigten Estern mit Perbenzoesäure
wurden 1949 von Swern (Chem. Rev., 45, S. 50 und 51) zusammengefaßt. Aus seinen Schlußfolgerungen
geht hervor, daß die Umsetzung von Perbenzoesäure mit einem Olefin, das eine Carbonyl-
oder Carbalkoxy- (—COOR-) Gruppe nahe der äthylenischen
Bindung enthält, durch die Anwesenheit dieser Gruppe entweder stark verlangsamt oder sogar
ganz verhindert wird.
Erfindungsgemäß sollen Vinyl- oder Allylglycidsäureester hergestellt werden, indem Peressigsäure mit
dem entsprechenden «,/J-olefinischen Ester des Vinyl-
oder Allylalkohol umgesetzt wird, wobei die Valenzen der et- und jS-Kohlenstoffatome des Carbonsäureesters,
d.h.
-C = C-C Restes
des olefinischen Esters durch mindestens zwei Kohlenwasserstoffreste
abgesättigt sind. Unter der Bezeichnung »«,/3-olefinischer Ester des Vinyl- oder AHyI-
109 740/55S
alkohole« ist ein olefinisch ungesättigter Ester zu ver- thylcrotonat, Vinyl-a-äthylcrotonat, Alryl-«-äthylcrostehen,
dessen Carbonsäurerest die Doppelbindung in tonat, Vinyl-a-propylcrotonat, Allyl-a-butylcrotonat,
der 2-Stellung enthält, d. h. eine Vinyl-a-äthyl-jS-propylacrylat, Allyl-«-äthyl-|3-amyl-
acrylat, Vmyl-Äj/J-dimethyl-jS-propylacrylat, Vinyl-
O 5 «-äthyl-ß-propyl-jS-butylacrylat, Allyl-/?-äthyl-/S-hexyl-
i I H acrylat, Allyl-oc-phenylcrotonat, Vinyl-/?-phenäthyl-
— C= C — C Gruppe /?-äthylacrylat, Allyl-a-benzyl-jS-propylacrylat, Vinyl-
α-tolyl-ß-butylacrylat, Vinyl-a-cyclohexylcrotonat,
enthält, wobei die Valenzen der «- und ^-Kohlenstoff- Allyl-a-cyclopentyl-jS-äthylacrylat u. dgl.
atome des Carbonsäurerestes durch wenigstens zwei io Die durch das erfindungsgemäße Monoepoxydie-Kohlenwasserstoffreste abgesättigt sind, der Alkohol- längsverfahren hergestellten Monoepoxydverbindunrest des Esters vom Vinyl- oder Allylalkohol abgeleitet gen, d. h. Vinyl- und Allylglycidsäureester, entsprechen wird, das Estermolekül aus Kohlenstoff-, Wasserstoff- der folgenden Strukturformel:
und Sauerstoffatomen besteht und die Sauerstoffatome
nur in Esterbindung, d. h. in der 15 RRO
atome des Carbonsäurerestes durch wenigstens zwei io Die durch das erfindungsgemäße Monoepoxydie-Kohlenwasserstoffreste abgesättigt sind, der Alkohol- längsverfahren hergestellten Monoepoxydverbindunrest des Esters vom Vinyl- oder Allylalkohol abgeleitet gen, d. h. Vinyl- und Allylglycidsäureester, entsprechen wird, das Estermolekül aus Kohlenstoff-, Wasserstoff- der folgenden Strukturformel:
und Sauerstoffatomen besteht und die Sauerstoffatome
nur in Esterbindung, d. h. in der 15 RRO
j I Μ
— ^~° Gruppe R —C —C-C-O-(-CH2-^CH = CH2
ο Χοκ
anwesend sind. In der nachfolgenden Beschreibung in der χ und R die gleiche Bedeutung haben wie in
wird der «,jS-olefinische Ester des Vinyl- oder Allyl- Formel I. Erfindungsgemäß herstellbare Monoepoxyde
alkohole nur kurz als »«,/3-olefinischer Ester« bezeich- sind z. B. Vinyl-2-methyl-2,3-epoxybutyrat, Allyl-
net. 2-methyl-2,3-epoxybutyrat, Vinyl-2-äthyl-2,3-epoxybu-
Ziel der vorliegenden Erfindung ist ein neues Ver- 25 tyrat, Allyl-2-äthyl-2,3-epoxybutyrat, Vinyl-2-propyl-
fahren zur Herstellung von Vinyl- und Allylglycidsäure- 2,3 -epoxybutyrat, Allyl-2- butyl-2,3 -epoxybutyrat,
estern durch selektive Monoepoxydierung der ent- Vinyl-2-äthyl-2,3-epoxyhexanoat, Allyl-2-äthyl-
sprechenden organischen «,^-olefinischen Ester des 2,3-epoxyoctanoat, Vinyl-2,3-dimethyl-2,3-epoxyhexa-
Vinyl- oder Allylalkohol, wobei die Ester wenigstens noat.Vinyl^-äthyl-S-propyl^jS-epoxyheptanoatjAllyl-
zwei mit dem Carbonsäurerest des Esters verbundene 30 3-äthyl-2,3-epoxynonanoat, Allyl-2-phenyl-2,3-epoxy-
Kohlenwasserstoffreste enthalten. Weiterhin soll ein butyrat, Vinyl-3-phenäthyl-2,3-epoxypentanoat, Allyl-
neues Verfahren zur Monoepoxydierung geschaffen 2-benzyl-2,3-epoxyhexanoat, Vinyl-2-tolyl-2,3-epoxy-
werden, bei dem keine erschwerenden und unerwünscht heptanoat, Vinyl-^-cyclohexyl^S-epoxybutyrat, AUyI-
ten Nebenreaktionen auftreten. 2-cyclopentyl-2,3-epoxypentanoat u.dgl.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung 35 Die bei der Epoxydierung verwendete Menge an Per-
von Vinyl- oder Allylestern von Epoxyfettsäuren durch essigsäure ist nicht entscheidend. Die Monoepoxydie-
selektive Epoxydierung der Vinyl- oder Allylester der rung der «,jS-olefinischen Ester entsprechend der
entsprechenden ungesättigten Fettsäuren mit Peressig- Formel I ist stark selektiv, und es wird daher Oxiran-
säure, gegebenenfalls in Gegenwart von inerten organi- sauerstoff an der Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppel-
schen Lösungsmitteln, ist nun dadurch gekennzeichnet, 4° bindung des Carbonsäurerestes
daß als Ausgangsester ein Vinyl- oder Allylester der
daß als Ausgangsester ein Vinyl- oder Allylester der
allgemeinen Formel / O \
RRO \_C = c-C-j
i I Il 45
R — C = C — C — O -(-CH2-If CH = CH2 eingeführt und so die entsprechenden monoepoxydier-
ten Produkte, d. h. Vinyl- oder Allylglycidsäureester,
verwendet wird, in der χ für 1 oder O steht, R ein gebildet. Theoretisch können bei der Epoxydierung des
Wasserstoffatom oder einen Kohlenwasserstoffrest «,jS-olefinischen Esters mit Peressigsäure 2MoI der
bedeutet, wobei wenigstens zwei R für Kohlenwasser- 50 Säure mit 1 Mol des Esters umgesetzt werden, wobei
Stoffreste stehen, und die Umsetzung nur so lange das entsprechende Diepoxyd gebildet wird. Die Redurchgeführt
wird, bis höchstens 1 Mol Peressigsäure aktion soll aber nur so lange durchgeführt werden, bis
je Mol Ausgangsverbindung verbraucht ist. höchstens etwa 1 Mol Peressigsäure je Mol Ester ver-
In der obigen Formel stehen die Reste R für Kohlen- braucht ist. Die Menge an während der Reaktion ver-
wasserstoffreste, wie z. B. Alkyl-, Aryl-, Aralkyl-, 55 brauchter Peressigsäure kann leicht bestimmt werden,
Alkaryl-und Cycloalkylgruppen. Bei einer bevorzugten indem in gewissen Abständen Proben der Reaktions-
Ausführungsform stehen zwei oder mehr Reste R für mischung analysiert werden, um die Menge an nicht
Alkylgruppen. Beispiele für die Reste R sind unter umgesetzter Peressigsäure festzustellen. Aus dieser
anderem der Methyl-, Äthyl-, Propyl-, Isopropyl-, Bestimmung läßt sich die Menge an verbrauchter Per-
Butyl-, Amyl-, Isoamyl-, Hexyl-, 2-Äthylhexyl-, Octyl-, 60 essigsäure leicht berechnen. Im allgemeinen kann die
3,5-Dimethyl-octyl-, Decyl-, Dodecyl-, Octadecyl-, Konzentration der verwendeten Essigsäure zwischen
Cyclopentyl-, Cyclohexyl-, Phenyl-, Tolyl-, Butyl- etwa 0,2 Mol und weniger bis zu etwa 10 Mol und mehr
phenyl-, Benzyl-, Phenäthyl- und der Phenylpropylrest. je Mol α,/3-olefinischer Ester variieren. Die obere
Typische «,^-olefinische Ester, die der Struktur- Grenze in bezug auf die verwendbare Menge an Performel
I entsprechen und mittels des erfindungsgemä- 65 essigsäure wird hauptsächlich durch wirtschaftliche
ßen Verfahrens zu den entsprechenden Vinyl- oder Erwägungen und das Problem der Gewinnung des
Allylglycidsäureestern monoepoxydiert werden kön- Produktes bestimmt. Vorzugsweise werden etwa 0,2 bis
nen, sind z.B. Vinyl-ix-methylcrotonat, Allyl-«-me- 2,0 Mol Peressigsäure je Mol «,ß-olefinischer Ester ver-
5 6
wendet und die Reaktion so lange durchgeführt, bis Reaktionsgefäß gibt und ihn dann auf eine vorherhöchstens
1 Mol Peressigsäure je Mol α,/3-olefinischer bestimmte Temperatur erhitzt. Bei dieser Temperatur,
Ester verbraucht worden ist, d. h. so lange, bis an der im allgemeinen unter ständigem Rühren, wird dann
Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindung des Carbon- Peressigsäure, vorzugsweise in einem inerten Medium,
säurerestes des Esters ein OxiransauerstofFatom ein- 5 wie Äthylacetat, Aceton, in das Reaktionsgefäß gege-
geführt worden ist und auf diese Weise das mono- ben. Gegebenenfalls wird eine Kühlvorrichtung vor-
epoxydierte Produkt, nämlich der Vinyl- oder Allyl- gesehen, um die Wärme zu kompensieren, die durch
glycidsäureester, selektiv hergestellt wurde. die Reaktion hervorgerufen wird. Die Reaktion kann
Die Epoxydierung kann bei Temperaturen von etwa entweder dann unterbrochen werden, wenn bis zu
0 bis 1000C, vorzugsweise von etwa 25 bis 90°C, io 1 Mol Peressigsäure je Mol a,|S-olefinischer Ester verdurchgeführt
werden. Die Wahl der für die Mono- braucht ist oder gegebenenfalls schon früher. Die
epoxydierung erforderlichen Temperatur hängt in ge- Reaktionsmischung kann dann ζ. Β. durch fraktionierte
wissem Maße von der Natur des verwendeten «,/?- Destillation in ihre einzelnen Bestandteile getrennt
olefinischen Esters ab. Die Reaktion ist leicht exo- werden, um das selektiv monoepoxydierte Produkt,
therm, und es können Kühlvorrichtungen, wie z. B. 15 d. h. den Vinyl- oder Allylglycidsäureester, zu geeine
Wasserummantelung des Reaktionsgefäßes, vor- winnen.
gesehen werden, um ein eventuelles starkes Ansteigen Die Verwendung eines inerten organischen Lösungs-
der Temperatur zu verhindern. mittels ist keine Voraussetzung für die Epoxydierung.
Wie bereits angegeben, wird die Reaktion so lange Es wurde jedoch gefunden, daß die Reaktion schneller
fortgesetzt, bis höchstens 1 Mol Peressigsäure je Mol 20 und sauberer fortschreitet, wenn die Peressigsäure in
«,ß-olefinischer Ester verbraucht ist. Von Zeit zu Zeit einem inerten organischen Medium, wie Äthylacetat,
können Proben der Reaktionsmischung analysiert Aceton, angewendet wird. Eine Lösung, die etwa 10 bis
werden, um die Menge an Peressigsäure zu bestimmen, 50 Gewichtsprozent Peressigsäure, bezogen auf das
die während der Epoxydierung verbraucht wurde. Gesamtgewicht der Peressigsäure und des inerten
Hierzu können in gewissen Abständen kleine Proben 25 Lösungsmittels, enthält, ist zufriedenstellend; etwa
der Reaktionsmischung entnommen und tropfenweise 20 bis 40 Gewichtsprozent Peressigsäure, bezogen auf
in 50 ecm Essigsäure gegeben werden, die 10 ecm das Gewicht der Lösung, werden bevorzugt,
gesättigtes wäßriges Kaliumiodid enthält. Durch die Die verhältnismäßige Leichtigkeit, mit welcher die Freisetzung von Jod besitzt die erhaltene Lösung eine Monoepoxydprodukte durch die erfindungsgemäße dunkle Färbung. Die gefärbte Lösung wird dann so 30 Epoxydierung von einem der durch Formel I gekennlange mit 0,1 n-Natriumthiosulfat titriert, bis sie farblos zeichneten «,/5-olefinischen Ester mit Peressigsäure ist. Die Titrierung zeigt die Menge an nicht umgesetzter gebildet werden, ist erstaunlich. Bisher waren viele Peressigsäure an, aus welcher sich die Menge an ver- Fachleute auf diesem Gebiet (vgl. die obige Arbeit brauchter Peressigsäure leicht errechnen läßt. Im von Swern) der Ansicht, daß die Epoxydierung eines allgemeinen hängt die Reaktionszeit von der Konzen- 35 «,^-olefinischen Esters, d. h. eines Esters, bei dem eine tration der Reaktionsteilnehmer, dem verwendeten Doppelbindung im Carbonsäureteil des Moleküls mit «,^-olefinischen Ester, der Temperatur, der Art und einer Carbonylgruppe konjugiert ist, mit einem Epoxydem Ausmaß des Rührens der Reaktionsmischung und dierungsmittel, wie Perbenzoesäure, außerordentlich anderen Faktoren ab. Bei Abstimmung der oben- schwierig, wenn nicht sogar unmöglich ist. Die erfolggenannten Faktoren ergibt sich, daß die Reaktionszeit, 40 reiche Epoxydierung, die bei Durchführung des erfindie erforderlich ist, um bis zu 1 Mol Peressigsäure je dungsgemäßen Verfahrens bewirkt wird, war aus den Mol α,/3-olefinischem Ester zu verbrauchen, d. h. um verfügbaren Literaturstellen nicht zu entnehmen oder an der Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindung des vorauszusehen. Die langwierigen und mühsamen Ver-Carbonsäurerestes des Esters Oxiransauerstoff ein- suche, die von verschiedenen erfahrenen Chemikern zuführen, nur wenige Minuten oder auch 12 Stunden 45 unternommen wurden, um die Einführung eines Oxiran- und länger dauern kann, z. B. von etwa 30 Minuten sauerstoffatoms an der mit einer Carbonylgruppe konbis zu etwa 18 Stunden. jugierten «,^-Doppelbindung zu bewirken, können als
gesättigtes wäßriges Kaliumiodid enthält. Durch die Die verhältnismäßige Leichtigkeit, mit welcher die Freisetzung von Jod besitzt die erhaltene Lösung eine Monoepoxydprodukte durch die erfindungsgemäße dunkle Färbung. Die gefärbte Lösung wird dann so 30 Epoxydierung von einem der durch Formel I gekennlange mit 0,1 n-Natriumthiosulfat titriert, bis sie farblos zeichneten «,/5-olefinischen Ester mit Peressigsäure ist. Die Titrierung zeigt die Menge an nicht umgesetzter gebildet werden, ist erstaunlich. Bisher waren viele Peressigsäure an, aus welcher sich die Menge an ver- Fachleute auf diesem Gebiet (vgl. die obige Arbeit brauchter Peressigsäure leicht errechnen läßt. Im von Swern) der Ansicht, daß die Epoxydierung eines allgemeinen hängt die Reaktionszeit von der Konzen- 35 «,^-olefinischen Esters, d. h. eines Esters, bei dem eine tration der Reaktionsteilnehmer, dem verwendeten Doppelbindung im Carbonsäureteil des Moleküls mit «,^-olefinischen Ester, der Temperatur, der Art und einer Carbonylgruppe konjugiert ist, mit einem Epoxydem Ausmaß des Rührens der Reaktionsmischung und dierungsmittel, wie Perbenzoesäure, außerordentlich anderen Faktoren ab. Bei Abstimmung der oben- schwierig, wenn nicht sogar unmöglich ist. Die erfolggenannten Faktoren ergibt sich, daß die Reaktionszeit, 40 reiche Epoxydierung, die bei Durchführung des erfindie erforderlich ist, um bis zu 1 Mol Peressigsäure je dungsgemäßen Verfahrens bewirkt wird, war aus den Mol α,/3-olefinischem Ester zu verbrauchen, d. h. um verfügbaren Literaturstellen nicht zu entnehmen oder an der Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindung des vorauszusehen. Die langwierigen und mühsamen Ver-Carbonsäurerestes des Esters Oxiransauerstoff ein- suche, die von verschiedenen erfahrenen Chemikern zuführen, nur wenige Minuten oder auch 12 Stunden 45 unternommen wurden, um die Einführung eines Oxiran- und länger dauern kann, z. B. von etwa 30 Minuten sauerstoffatoms an der mit einer Carbonylgruppe konbis zu etwa 18 Stunden. jugierten «,^-Doppelbindung zu bewirken, können als
Vorzugsweise soll die Epoxydierung in einer Vor- Beweis dafür angesehen werden, daß eine direkte
richtung durchgeführt werden, die die Polymerisation Epoxydierung, d. h. eine einstufige Epoxydierung,
des «,/3-olefinischen Esters nicht begünstigt oder den 50 völlig unvorhergesehen war und wie außerordentlich
Abbau der Peressigsäure beschleunigt. Vorrichtungen die Schwierigkeiten waren, auf die man bei solchen
aus Glas, rostfreiem Stahl, Aluminium u. ä. wurden einstufigen Verfahren stieß.
als brauchbar befunden. Gegebenenfalls kann ein Ein großer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens
Polymerisationsinhibitor oder ein Verzögerungsmittel, besteht darin, daß es sich um ein einstufiges Verfahren
wie Hydrochinon, 2,4-Dinitrophenol, 2,4-Dinitro- 55 handelt. Außerdem wird statt kostspieliger Halogenm-cresol,
in einer Menge, die ausreicht, um die Poly- acetate oder schwierig zu handhabender Mittel, wie
merisation des «,/3-olefinischen Esters zu verhindern, Natriumamid, oder anderer verhältnismäßig kostzur
Reaktionsmischung zugegeben werden. Es können spieliger Persauerstoffverbindungen, wie Perbenzoe-Maßnahmen
vorgesehen sein, um das Reaktionsgefäß säure oder Peroxytrifluoressigsäure, ein wirtschaftlicher
zu erhitzen oder abzukühlen. Die Vorrichtung kann 60 Epoxysauerstoff, nämlich Peressigsäure, verwendet,
auch mit einem geeigneten Rückfiußkühler versehen Die mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens herwerden, gestellten Vinyl- und Allylglycidsäureester sind wert-Es ist nicht von entscheidender Bedeutung für das volle Verbindungen. Durch ihre reaktionsfähigen erfindungsgemäße Verfahren, auf welche Weise die Epoxy- und äthylenischen Endgruppen sind sie bi-Reaktionsteilnehmer, also der «,/^-olefinische Ester und 65 funktionell und können daher zur Herstellung undie Peressigsäure, in das Reaktionsgefäß gegeben wer- schmelzbarer Polymerisate polymerisiert werden (vgl. den. Eine zweckmäßige Ausführungsform besteht USA.-Patentschrift 2 680 109). Sie können zu Glyciddarin, daß man den «,^-olefinischen Ester in das säuren, deren Brauchbarkeit bekannt ist, hydrolysiert
auch mit einem geeigneten Rückfiußkühler versehen Die mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens herwerden, gestellten Vinyl- und Allylglycidsäureester sind wert-Es ist nicht von entscheidender Bedeutung für das volle Verbindungen. Durch ihre reaktionsfähigen erfindungsgemäße Verfahren, auf welche Weise die Epoxy- und äthylenischen Endgruppen sind sie bi-Reaktionsteilnehmer, also der «,/^-olefinische Ester und 65 funktionell und können daher zur Herstellung undie Peressigsäure, in das Reaktionsgefäß gegeben wer- schmelzbarer Polymerisate polymerisiert werden (vgl. den. Eine zweckmäßige Ausführungsform besteht USA.-Patentschrift 2 680 109). Sie können zu Glyciddarin, daß man den «,^-olefinischen Ester in das säuren, deren Brauchbarkeit bekannt ist, hydrolysiert
werden. Bei der Decarboxylierung der so hergestellten Glycidsäuren werden, je nachdem, ob der a-Substituent
der Glycidsäure ein Wasserstoffatom oder eine Alkylgruppe ist, entweder Aldehyde oder Ketone erhalten.
Die erfindungsgemäßen Vinyl- und Allylglycidsäureester können auch als Stabilisatoren für chlorierten
Kautschuk verwendet werden.
Es ist bekannt, Ester, die sich von Allyl- und Vinylalkohol und ungesättigten Fettsäuren ableiten, selektiv
zu epoxydieren, wobei die ungesättigte Gruppe im Vinyl- bzw. Allylrest unangegriffen bleibt. Die dieser
Reaktion unterworfenen Ester besitzen jedoch die ungesättigte Bindung an einer von der Carbonylgruppe
verhältnismäßig entfernten Stelle und nicht, wie bei der vorliegenden Erfindung, in der «,jS-Stellung. Da es
entsprechend den eingangs gemachten Ausführungen bekannt war, daß Doppelbindungen in der «,/^-Stellung
schwer zu epoxydieren sind, konnte diesem bekannten Verfahren nicht entnommen werden, ob sich die erfindungsgemäß
zu verwendenden «,^-ungesättigten Ester ao
so selektiv epoxydieren lassen würden, daß die Epoxygruppe nur in den Fettsäurerest eintritt.
528 g einer 25gewichtsprozentigen Lösung von Peressigsäure
in Äthylacetat wurde innerhalb von 70 Minuten bei einer Temperatur von 4O0C zu 952 g Allyla-äthyl-/?-propylacrylat
gegeben. Nachdem weitere 2 Stunden bei 400C umgesetzt worden war, wurde die
Temperatur 5,75 Stunden auf 500C erhöht. Die Reaktionsmischung
wurde destilliert, und 112 g einer Fraktion wurden isoliert. Diese Fraktion besaß ein Infrarotspektrum,
das starke Bande zeigte, die charakteristisch für endständige Doppelbindungen sind. Es wurden
keine Bande von trisubstituierten oder konjugierten Doppelbindungen gefunden. Die obengenannte Fraktion,
die aus Allyl-2-äthyl-2,3-epoxyhexanoat bestand, besaß die folgenden Eigenschaften:
Siedepunkt 9Γ (bei 3 mm Hg)
Reinheit laut HBr-Verfah-
ren zur Epoxyd-Analyse 100%
Verseifungsäquivalent ... 195 (berechnet 196)
nf 1,4415 bis 1,4425
Verseifungsäquivalent ... 195 (berechnet 196)
nf 1,4415 bis 1,4425
Analyse:
Gefunden
berechnet
berechnet
C 66,81%, H 9,31%;
C 66,6%, H 9,08%.
C 66,6%, H 9,08%.
Zu 364 g (2 Mol) Allyl-oc-äthyl-jö-propylacrylat wurden
innerhalb von 2 Stunden bei einer Temperatur von 50 bis 6O0C 1490 g einer 25,5gewichtsprozentigen Peressigsäurelösung
in Äthylacetat zugetropft. Die Temperatur wurde einige Stunden auf 6O0C gehalten; anschließend
wurde die Reaktionsmischung zusammen mit 700 g Äthylbenzol unter vermindertem Druck
destilliert, um das Äthylacetat zu entfernen und die überschüssige Peressigsäure und die Essigsäure als
Azeotrope abzutrennen. Nach Entfernung des Äthylbenzols wurde die rohe Reaktionsmischung schnell im
Vakuum in einer einbödigen Kolonne destilliert. Das Destillat wurde fraktioniert, und 113 g einer Fraktion
wurden aus demselben gewonnen. Es wurde festgestellt, daß diese Fraktion (28%ige Ausbeute) aus Allyl-2,3-epoxy-2-äthylhexanoat
bestand.
Die obige, 113 g betragende Fraktion und 52 g einer in einem anderen Ansatz hergestellten Fraktion, die
mit den gleichen Bestandteilen und auf die gleiche Weise hergestellt worden war, wurden fraktioniert und
die erhaltenen 80 g schweren Fraktionen (Kp. 1,5 mm
= 83 bis 84°C; nf = 1,4402 bis 1,4407) vereinigt und analysiert. Man erhielt die folgenden Ergebnisse:
Reinheit laut HBr-Verfah-
ren zur Epoxyd-Analyse 100,2%
Verseifungsäquivalent ... 196 (berechnet 198)
Verseifungsäquivalent ... 196 (berechnet 198)
Analyse:
Gefunden ... C 66,76°/0, H 9,12%;
berechnet ... C 66,6%, H 9,08 %.
berechnet ... C 66,6%, H 9,08 %.
Infrarot-Spektrum:
Starke Bande, charakteristisch für endständige Doppelbindungen. Keine Bande, die charakteristisch
sind für trisubstituierte oder konjugierte Doppelbindungen.
Um die Struktur der analysierten Fraktionen chemisch nachzuweisen, wurden 2 g Natriummetall in
g 2-Äthylhexanol gelöst. Zu dieser Lösung wurden 24,8 g der obigen Fraktionen und 100 g trockenes
Benzol zugegeben. Die erhaltene Mischung wurde unter Rückfluß in einer Destillationsvorrichtung, die mit
einer Fraktionierkolonne versehen war, erhitzt. 40 ecm einer Mischung aus Benzol und Allylalkohol wurden
langsam am Kopf der Destillationsvorrichtung bei einer Temperatur von 77 bis 78 0C abgezogen (binäres
Azeotrop, Siedepunkt 76,8° C, 17,4 % Allylalkohol). Es wurden 10 ecm des Destillates mit 1 ecm a-Naphthylisocyanat
behandelt und so das «-Naphthylurethan des Allylalkohol erhalten, das nach Umkristallisieren
aus Tetrachlorkohlenstoff bei 107 bis 108° C schmolz (Schmelzpunkt laut Literatur = 1090C). Das Monoepoxyd
war daher das Allyl-2-äthyl-2,3-epoxyhexanoat.
Claims (3)
1. Verfahren zur Herstellung von Vinyl- oder Allylestern von Epoxyfettsäuren durch selektive
Epoxydierung der Vinyl- oder Allylester der entsprechenden ungesättigten Fettsäuren mit Peressigsäure,
gegebenenfalls in Gegenwart von inerten organischen Lösungsmitteln, dadurch gekennzeich
net, daß als Ausgangsester ein Vinyl- oder Allylester der allgemeinen Formel
RRO
1 ! Il
R-C = C —C-O-(-CH3-^ CH = CH2
verwendet wird, in der χ für 1 oder 0 steht, R ein Wasserstoffatom oder einen Kohlenwasserstoffrest
bedeutet, wobei wenigstens zwei R für Kohlenwasserstoffreste stehen, und die Umsetzung nur so
lange durchgeführt wird, bis höchstens 1 Mol Peressigsäure je Mol Ausgangsverbindung verbraucht
ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktion bei einer Temperatur
zwischen 0 und 1000C, vorzugsweise zwischen 25 und 900C, durchgeführt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Ausgangsester ein Ester
einer Dialkylacrylsäure verwendet wird.
In Betracht gezogene Druckschriften:
Französische Patentschrift Nr. 1 125 497.
Französische Patentschrift Nr. 1 125 497.
© 109 740/558 11.61
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US1117564XA | 1957-11-13 | 1957-11-13 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE1117564B true DE1117564B (de) | 1961-11-23 |
Family
ID=22340299
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DEU5741A Pending DE1117564B (de) | 1957-11-13 | 1958-11-12 | Verfahren zur Herstellung von Vinyl- oder Allylestern von Epoxyfettsaeuren |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE1117564B (de) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR1125497A (fr) * | 1954-03-25 | 1956-10-31 | Union Carbide & Carbon Corp | époxydes et leur procédé de préparation |
-
1958
- 1958-11-12 DE DEU5741A patent/DE1117564B/de active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR1125497A (fr) * | 1954-03-25 | 1956-10-31 | Union Carbide & Carbon Corp | époxydes et leur procédé de préparation |
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