CS256085B1 - Sposob výroby benzylových esterov alifatických karboxylových kyselin s počtom uhlíkov 1 až 6 - Google Patents

Abstract

Riešenie sa týká spósobu výroby benzylových esterov alifatických karboxylových kyselin s počtom uhlíkov 1 až 6 esterífikáciou za přítomnosti uhlovodíkového rozpúšfadla akO' vynášadla vody. Podstatou riešenia je, že ako katalyzátor sa použije prírodný a/alebo syntetický zeolit v kyslej formě v množstve 0,1 až 5 % hmot. vztiahnuté na hmotnost benzylalkoholu. Uvedené látky sa používajú ako chuťové látky v potravinárstve alebo ako· vonné látky v kozmetike.

Description

Vynález sa týká sposobu výroby benzylových esterov alifatických karboxylových kyselin s počtom uhlíkov 1 až 6.

Pre výrobu benzylových esterov alifatických karboxylových kyselin sa bežne ako katalyzátory používajú silné minerálně kyseliny, najma kyselina sírová, ktorá pri izolácii esterov, kedy sa tieto vydestilovávajú z reakčnej zmesi medzi esterifikáciami v rámci jedného cyklu po zakoncentrovaní působí dehydratačne a polymerizačne a može sposobif najma u benzylových esterov nižších karboxylových kyselin s počtom uhlíkov 1 až 3 zoživičnatenie reakčnej zmesi v zariadení, čo pri zvýšenej teplote može viesť k havárii esterifikačného reaktora.

Uvedený nedostatok je odstránený sposobom výroby benzylových esterov karboxylových kyselin s počtom uhlíkov 1 až 6 reakciou benzylalkoholu s příslušnými kyselinami za přítomnosti netoxického uhlovodíkového rozpúšiadla ako vynášadla vody. Podstatou sposobu výroby benzylových esterov je, že sa esterifikácia uskutečňuje za katalýzy prírodných a syntetických zeolitov, v kys lej formě, v množstve 0,1 až 5 % hmot. vztiahnuté na hmotnost východiskového benzylalkoholu.

Podfa navrhovaného postupu sa dosiahne úplná konverzia benzylalkoholu, alebo kyseliny, alebo obidvoch na ester. Zeolit je možné použit v práškovej formě, alebo naformovaný.

Pri výrobě uvedených esterov je potřebné pracovat v nadbytku jednej zložky z toho dovoidu, že u esterov kyselin s počtom uhlíkov 1 až 3 s vodou a vynášadlom odchádzajú sčasti aj uvedené kyseliny vo formě azeotropov, pričom kyseliny prechádzajú do vodnej fázy, čím sa strácajú z reakčnej zmesi. Z tohoto dovodil sa u kyselin s počtom uhlíkov 1 až 3 pracuje za nadbytku 1,05 až 2 mólov kyseliny na mól benzylalkoholu. U kyselin s počtom uhlíkov 4 až 6 je potřebné pracovat v nadbytku 1,01 až 1,5 mólov benzylalkoholu/mól kyseliny z toho důvodu, aby kyseliny úplné zreagovali, pretože značné páchnu a nesmú sa ani v malom množstve dostat do esterov, ktoré sa budú používat v potravinárskom priemysle.

Výhodou postupu podfa vynálezu je, že pri izolácii esteru z reakčnej zmesi nenastane spolymerizovanie reakčnej zmesi ani pri vyššej teplote a zeolitický katalyzátor je možné použit viacnásobne a po ukončení cyklu esterifikácií ho možno odfiltrovat z reakčnej zmesi. Zeolitické katalyzáory sú netoxické, nekorozívně, neleptavé, stále pri vyšších tep· Lotách, 1'ahko sa regenerujú a můžu sa použit znovu. Rýchlosť esterifikácie je porovnatelná s katalýzou kyselinou sírovou. Výtažky esterov sa blížia teorii pri čistotě vyrobených produktov min. 99,5 °/o.

Postup přípravy benzylových esterov je v ďalšom opísaný v niekolkých príkladoch prevedenia, na ktoré sa však neobmedzuje.

Příklad 1

L)o esterifikačného reaktora o objeme 500 cm³ opatřeného rektifikačnou kolonou (OTP = 5), teplomerom a sifonovým prepadom organickej fázy z deličky fáz do reaktora sa nadávkovalo· 108 g (1 mól) benzylalkoholu, 92 g (2 mólyj kyseliny mravčej a

1,1 g (1 % hmot. vztahované na benzylalkohoij aktivovaného práškového zeolitu H— —ZSM—5. Reakčná zmes sa udržiavala pri nekemečnom refluxe 30 minút. Potom sa do reaktora přidalo 40 cm³ n-heptánu a vzniknutá voda sa oddestilovala. Kyselina mravčia sa v reakčnej zmesi doplnila tak, že sa jej přidalo 46 g (1 mól) a v reakcii sa pokračovalo dalších 30 minút, kedy sa esterifikácia dokončila. Po oddestilovaní reakciotu vzniknutej vody vo formě azeotropu s přídavným n-heptánom sa vydestilovala nezreagovaná kyseliny mravčia. Potom sa pri tlaku 1,99 kPa vydestiloval připravený benzylformiát tak, že sa 15 % hmot. vyrobeného esteru a katalyzátor nechalo ako násada pre ďalšiu esterifikáciu. Vyrobený ester mal čistotu 99,5 %.

Příklad 2

V rovnakom zariadení ako v příklade 1 sa uskutočnila esterifikácia kyseliny octovej benzylalkoholom.

Do reaktora sa nadávkovalo 108 g (1 mól) benzylalkoholu, 78 g (1,3 molu) kyselinyoctovej, 50 cm³ n heptánu ako vynášadla a 0,5 gramov (0,47 % hmoit.) zeolitu H—ZSM—5. Esterifikácia sa uskutečňovala po dobu 60 min., kedy sa v deličke fáz oddělovala vznikajúca voda v celkovom množstve 18 g. Heptánová fáza sa nepřetržíte vracala sifonovým prepadom naspat do reaktora. Po ukončení esterifikácie sa oddestiloval n-heptán, zvyšok nezreagovanej kys. mravčej a pri tlaku 1,99 kPa 90 % hmot. vyrobeného esteru. Zvyšok esteru a katalyzátor sa ponechali ako násada pre ďalšiu esterifikáciu. Esterifikácia prebehla úplno a vyrobený ester mal čistotu 99,8 °/o. S jedným katalyzátorom sa dá takto uskutečnit niekoíko esterifikácií, pričom aktivita katalyzátora klesá. V případe dezaktivácie sa zeolit naaktivuje tak, že sa postupné vyžíha pri teplote 500 až 600 °C, pričom sa spália přítomné organické látky.

Příklad 3

V zariadení ako v příklade 1 a postupom ako v příklade 2 sa uskutočnila eserifikácia kyseliny maslovej benzylalkoholom za katalýzy aktivovaného syntetického mordenitu v H-forme.

Do reaktora sa nadávkovalo 88,1 g (1 mólj kyseliny maslovej, 113,5 g (1,05 móluj benzylalkoholu, 35 cm³ n-heptánu a 2,26 g (2 pere. hmot. vztahované na benzylalkohol) syntetického mordenitu. Esterifikácia trvá5 la 50 minút. Potom sa z reakčnej zmesi oddestiloval za atmosférického tlaku n-heptán a za zníženého tlaku (1,99 kPa) sa ako prvá frakcia oddestiloval nadbytočný benzylalkohol a ďalej ako hlavná frakcia benzylbutyrát. Ako destilačný zvyšok sa ponechalo 10 % vyrobeného esteru a zeolitický katalyzátor. Esterifikácia kyseliny maslovej bola úplná (oddělilo sa 18 g vody). Čistota vyrobeného esteru bola 99,9 °/o.

Příklad 4

Postupom ako v příklade 3 sa esterifikovala kyselina valérová benzylalkoholom za katalýzy zeolitom typu Y v H-forme s cielom výroby benzylesteru kyseliny valérovej.

085

B

Do reaktora sa nadávkovalo 102,1 g (1 mól kyseliny valérovej), 110,3 g (1,02 molu) benzylalkoholu 50 cm³ n-heptánu a 3,3 gramov (3 % hmot.) aktivovaného zeoliíu typu Y v H-forme. Esterifikácia prebiehala po dobu 50 minút, kedy sa v deličke oddělilo 18 cm³ vzniknutej vody, čo zodpovedá ukončeniu reakcie. Z vyrobeného esteru sa 95 pere. t. j. 182 g vydestilovalo pri tlaku 1,99 kPa a 5 % hmot. t. j. 10 g sa ponechalo v reaktore ako destilačný zvyšok. Pri ďalšej esterifikácii v rámci jedného cyklu sa k destilačnému zvyšku přidali povodně množstvá kyseliny valérovej a benzylalkoholu. V reakcii sa pokračovalo rovnakým sposobom. Vyrobený ester mal čistotu B9,5 pere.

Claims (1)

1. Sposob výroby benzylových esterov alifatických karboxylových kyselin s počtom uhlíkov 1 až 6 esterifikáciou za přítomnosti uhfovodíkového rozpúšťadla ako vynášadla vody, vyznačujúci sa tým, že ako katalyzáVYNALEZU tor sa použije prírodný a/alebo syntetický zeolit v kyslej formě v množstve 0,1 až 5 pere. hmot. vztiahnuté na hmotnost' východiskového benzylalkoholu.