CH390230A - Verfahren zur Herstellung von Trialkylboraten - Google Patents

Description

  
 



  Verfahren zur Herstellung von   Trialkylboraten   
Die chemische Industrie verlangt seit langem nach einem Verfahren zur Herstellung von Trialkylboraten, das wirtschaftlich und, wenn möglich, kontinuierlich durchzuführen ist. Die bekannten Verfahren benützen die Reaktion von Bortrioxyd mit Alkohol, wobei die beiden Reaktionspartner am Rückfluss gekocht werden. Die Gewinnung der Ester aus diesen Reaktionsmischungen besteht in der Entfernung des Wassers durch Zusatz von überschüssigem Alkohol. Dies wird im allgemeinen durch mehrere Destillationsstufen erreicht, was jedoch eine komplizierte Vorrichtung und lange Aufarbeitungszeiten mit sich bringt.



   Es ist ein Ziel der Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung von Trialkylboraten zu bringen. das kontinuierlich geführt werden kann und keine Destillation erfordert.



   Nach dem erfindungsgemässen Verfahren werden die Trialkylborate durch Mischen von Bortrioxyd, einem primären oder sekundären aliphatischen Alkohol mit 2 bis 12 Kohlenstoffatomen im Molekül und wasserfreiem Calciumchlorid und Erhitzen dieser Mischung, vorzugsweise Kochen am Rückfluss, hergestellt, woraufhin sich das Reaktionsprodukt in zwei Phasen abtrennt und die obere Phase abgezogen wird. Die obere Phase enthält im wesentlichen reines Trialkylborat.



   Die Reaktion zwischen Bortrioxyd und Alkohol wird durch folgende Gleichung veranschaulicht:
EMI1.1     
 wobei ROH ein aliphatischer Alkohol ist. Die Reaktion verläuft am Rückfluss sehr schnell, im allgemeinen innerhalb weniger als 2 Minuten.



   Die verwendeten primären oder sekundären Alkohole können geradkettig oder verzweigt sein. Es können beispielsweise folgende Alkohole für die Umsetzung dienen: n-Propylalkohol, Isopropylalkohol,
Allylalkohol, n-Butylalkohol, Isobutylalkohol, s-Butylalkohol, n-Amylalkohol, Isoamylalkohol,    n-Hexylalkohol,    Cyclohexanol, n-Octylalkohol,
Caprylalkohol, n-Decylalkohol, Laurylalkohol,
2-Pentanol und   Äthylalkohol.   



   Wegen der Wirtschaftlichkeit werden in einer bevorzugten Durchführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens stöchiometrische Mengen von Alkohol und Bortrioxyd, das heisst 1 Mol Bortrioxyd auf 6 Mol aliphatischen Alkohol, verwendet. Die Reaktion läuft auch ab, wenn ein anderes Verhältnis gewählt wird, jedoch sind die Ausbeuten höher und die Produktionskosten geringer, wenn das stöchiometrische Verhältnis von Alkohol und Bortrioxyd eingesetzt wird.



   Es wird vorgezogen, das wasserfreie Calciumchlorid in Mengen zwischen der stöchiometrisch erforderlichen und etwa 25 % Überschuss unter Berücksichtigung obiger Reaktionsgleichung zu verwenden.



  Dadurch wird genügend Calciumchlorid eingesetzt, dass es mit dem sich bei der Reaktion bildenden Wasser reagieren kann und der gesamte nicht reagierte Alkohol und nicht reagiertes Bortrioxyd werden dann in der Phase des hydratisierten Calciumchlorids wiedergefunden. Dieses hydratisierte Calciumchlorid ist flüssig und schwerer als das flüssige Trialkylborat, mit dem es auch nicht mischbar ist.



  Diese beiden   Fliissigkeiten    trennen sich leicht in zwei Phasen. De untere enthält das hydratisierte Calciumchlorid, nicht reagierten Alkohol und nicht reagiertes   Bortrioxyd und kann verworfen werden. Die obere Phase enthält im wesentlichen reines Trialkylborat, welches daraus gewonnen wird.



   Folgende Beispiele erläutern die Erfindung:
In den Beispielen 1 bis 3 wird dieselbe Vorrichtung verwendet. Diese besteht aus einem 1 Liter fassenden Dreihalskolben mit Heizmantel, Rührer, Thermometer und Rückflusskühler. Die Trennung der beiden flüssigen Phasen wird in einem 1-1-Scheidetrichter vorgenommen.



   Beispiel 1
360 g (6 Mol) Isopropanol   +      69,-6    g (1 Mol) Bortrioxyd + 55,5 g (0,5 Mol) wasserfreies Calciumchlorid wurden in den Kolben eingeführt und unter Rühren etwa 2 Minuten bei Siedetemperatur mit Rückfluss erhitzt. Die heisse Flüssigkeit wurde in einen Scheidetrichter gegeben, worin sich die beiden Phasen trennen konnten. Die untere Schicht wurde abgezogen und verworfen, die obere Schicht analysiert.



   Analyse: B   =      5,60%    (berechnet auf Triisopropylborat B =   5,77).   



   Beispiel 2
508 g (6 Mol) 2-Pentanol   +    69,6 g (1 Mol) Bortrioxyd + 55,5 g   (0,5    Mol) wasserfreies Calciumchlorid wurden in den Kolben gegeben und etwa 2 Minuten lang auf Siedetemperatur mit Rückfluss unter   Rühren    erhitzt. Die heissen Flüssigkeiten wurden in einen Scheidetrichter gegeben, worin sich zwei Phasen abschieden. Die untere Phase wurde verworfen und die obere Phase analysiert.



   Analyse: B   = 3,      3,85    % Lberechnet auf Tri-(2-pentyl)-borat B = 3,98 %].



   Beispiel 3
780 g (6 Mol) n-Octylalkohol + 69,6 g (1 Mol) Bortrioxyd   +    55,5 g (0,5 Mol) wasserfreies Calciumchlorid wurden in den Kolben getan und bei Siedetemperatur mit   Rückfluss    unter Rühren 2 Minuten lang erhitzt. Die heisse Flüssigkeit wurde in den Scheidetrichter gegeben, wo sich zwei Phasen trennten. Die untere Schicht wurde verworfen und die obere analysiert.



   Chemische Analyse: B   = 2,      2,65 %    (berechnet auf Trioctylborat B = 2,79   S).   



   Beispiel 4
Das Verfahren wurde kontinuierlich durchgeführt, und zwar wurden 222 g/h wasserfreies Calciumchlorid   +    279 g/h Bortrioxyd   +    1440 g/h n-Propanol kontinuierlich in ein Mischgefäss eingebracht. Die Mischung wurde dann in das Reaktionsgefäss geleitet, wo sie am Rückfluss gekocht wurde. Die Reaktionsmischung lief dann in eine Trennkolonne, woraus die untere Phase am Boden abgezogen und verwor  ten    wurde und die obere Phase durch einen Ueberlauf am Kolonnenkopf in ein Sammelgefäss gelangte. Alle 30 Minuten wurde eine Probe genommen und nach 8 Stunden eine Durchschnittsprobe analysiert.



   Chemische Analyse: B =   5,63 %    (berechnet auf   Tri-n-propylborat    B =   5 77 %).   



   Wie in den Beispielen gezeigt, erhält man im wesentlichen reines Trialkylborat ohne irgendeine Destillation. Das Verfahren ist wirtschaftlich und vermeidet komplizierte Vorrichtungen und lässt sich auf   einfache    Weise kontinuierlich durchführen.   

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Verfahren zur Herstellung von Trialkylborat durch Umsetzung von Bortrioxyd mit einem primären oder sekundären aliphatischen Alkohol, welcher 2 bis 12-C-Atome im Molekül aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass man eine Mischung aus dem Bortrioxyd, dem Alkohol und wasserfreiem Calciumchlorid erhitzt, das entstehende Reaktionsprodukt in zwei unterschiedliche Schichten trennen lässt und die obere Schicht aus praktisch reinem Trialkylborat von der untern Schicht entfernt.

   UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahren gemäss Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischung auf Rückflusstemperatur erhitzt wird.

   2. Verfahren gemäss Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der Verfahrensstufen kontinuierlich durchgeführt wird.

   3. Verfahren gemäss Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass man die Reaktionskomponenten kontinuierlich mischt, die Mischung kontinuierlich in ein Reaktionsgefäss leitet, wo die Reaktionskomponenten erhitzt werden, dass man kontinuierlich Flüssigkeit aus dem Reaktionsgefäss in ein Trennrohr führt und das gebildete Trialkylborat am obern Ende, die wässerige Phase am untern Ende des Rohres abnimmt.

   4. Verfahren gemäss Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Molverhältnis von Bortrioxyd zum Alkohol 1 : 6 beträgt und das Molverhältnis von Bortrioxyd zum wasserfreien Calciumchlorid zwischen 2:1 und 8 : 5 liegt.

   5. Verfahren gemäss Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass aus Bortrioxyd unter Verwendung des entsprechenden Alkohols Tri-n-propylborat, Triisopropylborat, Tri-(2-pentyl)-borat oder Tri-n-octylborat hergestellt wird.