Способи одержання олігомерних титанвмісних карбофункціональних спиртів
Номер патенту: 81695
Опубліковано: 25.01.2008
Автори: Кузьменко Олексій Миколайович, Бурмістр Михайло Васильович, Кузьменко Світлана Миколаївна, Кузьменко Микола Якович
Формула / Реферат
1. Спосіб одержання олігомерних титанвмісних карбофункціональних спиртів загальної формули:
(R'О)4-х—Ті—(OR"OH)х ,
де х = 1-4,
R' - насичений, нормальної будови алкіл ряду С6-С23,
HOR"О - залишок індивідуального або олігомерного аліфатичного насиченого діолу з молекулярною масою від 90 до 2000 та вмістом гідроксильних груп від 1,7 до 37,8 % мас.,
що включає температурну переетерифікацію в інертній атмосфері алкоксипохідних титану з алкоксирадикалами ряду ОСН3 - ОС4Н9 аліфатичними спиртами з відгонкою низькомолекулярного побічного продукту реакції та вакуумуванням від летких залишків на кінцевій стадії, який відрізняється тим, що як аліфатичні спирти використовують аліфатичні насичені діоли нормальної будови: індивідуальні - діетилен-, триетилен-, тетраетилен-, 1,4-бутилен та інші, або олігомерні - поліоксіетилен-, поліоксипропілен-, поліокситетраметилен-, кополімери окису пропілену з тетрагідрофураном, з молекулярною масою від 90 до 2000 та вмістом гідроксильних груп від 1,7 до 37,8 % мас., а як алкоксипохідні титану - сполуки формули:
(RО)х—Ті—(OR')4-х ,
де х = 1-4,
R - насичений, нормальної чи ізобудови алкіл ряду C1-C4,
R' - насичений, нормальної будови алкіл ряду С6-С23,
а переетерифікацію проводять лише по алкоксирадикалах ряду ОСН3 - ОС4Н9, заміщуючи їх на залишки діолів при співвідношенні: на один г-еквівалент відповідної алкоксипохідної титану один моль діолу, до припинення виділення низькомолекулярного побічного продукту реакції, охолоджують одержану суміш до 50-60 °С, для відгонки додають чверть від одержаної маси абсолютного бензолу, гомогенізують суміш протягом 25-35 хвилин та відганяють азеотроп бензолу з залишками низькомолекулярного побічного продукту реакції спочатку при нормальному тиску, а на кінцевій стадії - вакуумуванням цільового продукту при 110-120 °С і тиску 20-30 мм рт. ст. до постійної маси.
2. Спосіб одержання олігомерних титанвмісних карбофункціоальних спиртів загальної формули:
,
де n = l-20,
HOR"O - залишок індивідуального або олігомерного аліфатичного насиченого діолу з молекулярною масою від 90 до 2000 та вмістом гідроксильних груп від 1,7 до 37,8 % мас., що включає температурну переетерифікацію в інертній атмосфері алкоксипохідних титану з алкоксирадикалами ряду ОСН3 - ОС4Н9 аліфатичними спиртами з відгонкою низькомолекулярного побічного продукту реакції та вакуумуванням від летких залишків на кінцевій стадії, який відрізняється тим, що як спирти використовують аліфатичні насичені діоли нормальної будови: індивідуальні - діетилен-, триетилен-, тетраетилен-, 1,4-бутилен та інші, або олігомерні - поліоксіетилен-, поліоксипропілен-, поліокситетраметилен-, кополімери окису пропілену з тетрагідрофураном, з молекулярною масою від 90 до 2000 та вмістом гідроксильних груп від 1,7 до 37,8 % мас., а як алкоксипохідні титану - сполуки формули:
,
де n = 1-20,
R - насичений, нормальної чи ізобудови алкіл ряду C1-C4,
а переетерифікацію проводять лише по алкоксирадикалах ряду ОСН3 - ОС4Н9, заміщуючи їх на залишки діолів при співвідношенні: на один г-еквівалент відповідної алкоксипохідної титану один моль діолу, до припинення виділення низькомолекулярного побічного продукту реакції, охолоджують одержану суміш до 50-60 °С, для відгонки додають чверть від одержаної маси абсолютного бензолу, гомогенізують суміш протягом 25-35 хвилин та відганяють азеотроп бензолу з залишками низькомолекулярного побічного продукту реакції спочатку при нормальному тиску, а на кінцевій стадії - вакуумуванням цільового продукту при 110-120 °С і тиску 20-30 мм рт. ст. до постійної маси.
Текст
1. Спосіб одержання олігомерних титанвмісних карбофункціональних спиртів загальної формули: (R'О)4-х—Ті—(OR"OH)х , де х = 1-4, R' - насичений, нормальної будови алкіл ряду С6С23, HOR"О залишок індивідуального або олігомерного аліфатичного насиченого діолу з молекулярною масою від 90 до 2000 та вмістом гідроксильних груп від 1,7 до 37,8 % мас., що включає температурну переетерифікацію в інертній атмосфері алкоксипохідних титану з алкоксирадикалами ряду ОСН3 ОС4Н9 аліфатичними спиртами з відгонкою низькомолекулярного побічного продукту реакції та вакуумуванням від летких залишків на кінцевій стадії, який відрізняється тим, що як аліфатичні спирти використовують аліфатичні насичені діоли нормальної будови: індивідуальні - діетилен-, триетилен-, тетраетилен-, 1,4-бутилен та інші, або олігомерні - поліоксіетилен-, поліоксипропілен-, поліокситетраметилен-, кополімери окису пропілену з тетрагідрофураном, з молекулярною масою від 90 до 2000 та вмістом гідроксильних груп від 1,7 до 37,8 % мас., а як алкоксипохідні титану - сполуки формули: (RО)х—Ті—(OR')4-х , де х = 1-4, R - насичений, нормальної чи ізобудови алкіл ряду C1-C4, R' - насичений, нормальної будови алкіл ряду С6С23, 2 3 81695 RO -Ti-(OR)-O- R O RO -Ti-(OR)-O- R n , де n = 1-20, R - насичений, нормальної чи ізобудови алкіл ряду C1-C4, а переетерифікацію проводять лише по алкоксирадикалах ряду ОСН3 - ОС4Н9, заміщуючи їх на залишки діолів при співвідношенні: на один г Винахід відноситься до хімічної галузі промисловості, а саме - до синтезу олігомерних тітанвмісних карбофункціональних спиртів, які можуть бути використані як вихідні сполуки для синтезу поліестерів, епоксидних, карбамідоформальдегідних та інших смол, компонентів клеїв, герметиків, пластифікаторів, в лакофарбовій, гумотехнічній, машинобудівній, електронній, електротехнічній та інших галузях промисловості. Відомий спосіб одержання конденсованих карбофункціональних титанвміcних спиртів вихідної формули: OC4 H9 H3C-CH-CH2O H7C3-CH-OH OCH2 CHCH3 Ti HO-CH-C3H7 OC4 H9 [Пат. США №2643262 /Organic compounds of titanium. Charles O. Bostwick. U.S.2.643, 262, June 23, 1953, Chem. Abstracts, 48, 5207] шляхом змішування 2 еквівалентів 2-етилгександіолу-1,3 з тетрабутоксититаном і подальшим гідролізом водою проміжного продукту реакції. Однак, кінцевий продукт реакції містить в собі побічно бутиловий спирт і має дуже високу густину і клейкість, що ускладнює роботу з ним, а головне не дає можливості ще на стадії синтезу регулювати довжину карбофункціонального залишку від атому титану до гідроксильної групи (що рівнозначно можливостям в майбутньому керувати властивостями полімерів або композитних матеріалів, які з допомогою таких сполук будуть отримувати). Найбільш близьким по технічній суті та досягаемому ефекту до винаходу, який заявляється, є спосіб одержання ненасичених алкоксипохідних титану [Пат. Франції №9610371 від 22.08.1996р, оприлюдн. 27.02.1998р. С 07 С 33/03, С 09 D 5/16 /Riondel Alain, Camail Michel, Margaillan Andre, Vemet Jean Louris, Humbert Матії: ELF Atochem SA, РЖХім, 2000, 19Н 127П], який 4 еквівалент відповідної алкоксипохідної титану один моль діолу, до припинення виділення низькомолекулярного побічного продукту реакції, охолоджують одержану суміш до 50-60 °С, для відгонки додають чверть від одержаної маси абсолютного бензолу, гомогенізують суміш протягом 25-35 хвилин та відганяють азеотроп бензолу з залишками низькомолекулярного побічного продукту реакції спочатку при нормальному тиску, а на кінцевій стадії вакуумуванням цільового продукту при 110-120 °С і тиску 20-30 мм рт. ст. до постійної маси. полягае в тому, що нижчі алкоксипохідні титану формули: Ті(ОR)4, де: R- етил, -ізопропіл,- бутил, -третбутил, -аміл; піддають переетерифікації при низькій температурі (50 ¸ 800С) відповідними ненасиченими спиртами з одночасною відгонкою низькомолекулярних легколетких побічних продуктів реакції (ROH) в вакуумі (протиотип). Однак, в даному випадку одержують тільки алкоксипохідні титану з різною природою алкоксигруп. В основу винаходу поставлена задача удосконалити спосіб, з метою одержання з його допомогою карбофункціональних титанвмісних спиртів з одночасною (або без) присутністю в структурі таких сполук вищих, більш термо- і вологостійких алкоксирадикалів. Поставлена задача досягається тим, що в відомому способі одержання алкоксипохідних титану, який включає температурну переетерифікацію в інертній атмосфері алкоксипохідних титану з алкоксирадикалами ряду С1 ¸ С4 аліфатичними спиртами з відгонкою низькомолекулярного леткого спирту формули ROH (R=С1 ¸ С4) і вакуумуванням від залишків летких на кінцевій стадії, як спирти використовують аліфатичні насичені діоли нормальної будови,індивідуальні (діетилен-, триетилен-, тетраетилен-, 1,4-бутилен та ін.) і/або олігомерні (поліоксаетилен-, поліо-ксапропілен-, поліоксатетраметілен-, кополімери окису пропілену з тетрагідрофураном) з молекулярною масою від 90 до 2000 (вмістом гідроксильних груп від 37,8 до 1,7% масових), а як алкоксипохідні титану; За н.п.1сполуки формули: (RO) x Ti (OR')4-x де: х=1¸4; R- насичений, нормальної чи ізобудови алкіл ряду С1 ¸ С4; R’ - насичений, нормальної будови алкіл ряду С6 ¸ С23, і реакцію переетерифікації ведуть тільки по алкоксирадикалам ряду, заміщуючи їх на залишки діолів при співвідношенні на один г-еквівалент відповідного алкоксипохідного титану один моль 5 діолу до припинення виділення низькомолекулярного побічного продукту реакції, охолодженням реакційної суміші до 50-60°С, додаванням чверті від реакційної маси абсолютного бензолу, гомогенізації суміші напротязі 25¸35 хвилин з послідуючою відгонкою азеотропу бензолу з залишками низькомолекулярного побічного продукту реакції, спочатку при нормальному тиску, а на заключній стадії- вакуумуванням цільового продукту від залишків летких при 110-120°С і тиску 2030мм.рт.ст. до постійної маси, в наслідку одержують сполуки формули: (R'O)4-x Ti (RO''OH)x де х= 1¸4; R¢ - насичений, нормальної будови алкіл ряду С6-С23; HOR¢¢Oзалишок індивідуального або олігомерного аліфатичного насиченого діолу з молекулярною масою від 90 до 2000 (вмістом гідроксильних груп від 37,8 до 1,7% мас); за н.п. 2 - сполуки формули: де: n= 1¸20; R¢ - насичений, нормальної будови алкіл ряду С1¸С4, і реакцію переетерифікації ведуть тільки по алкоксирадикалам ряду -OCH3¸OC4H9, заміщуючи їх на залишки діолів при співвідношенні на один геквівалент відповідного алкоксипохідного титану один моль діолу до припинення виділення низькомолекулярного побічного продукту реакції, охолодженням реакційної суміші до 50-60°С, додаванням чверті від реакційної маси абсолютного бензолу, гомогенізації суміші напротязі 25-35 хвилин з послідуючою відгонкою азеотропу бензолу з залишками низькомолекулярного побічного продукту реакції, спочатку при нормальному тиску, а на заключній стадії- вакуумуванням цільового продукту від залишків летких при 110-120°С і тиску 20-30 мм.рт.ст. до постійної маси, в наслідку одержують сполуки формули: де: n=1-¸20; HOR¢¢Oзалишок індивідуального або олігомерного аліфатичного насиченого діолу з 81695 6 молекулярною масою від 90 до 2000 (вмістом гідроксильних груп від 37,8 до 1,7% мас); Сукупність ознак, що заявляються, дає змогу в порівнянні з прототипом одержувати ряд титанвмісних карбофункціональних спиртів з різноманітною довжиною і природою карбофункціонального радикалу, який містить гідроксильну групу, довжиною титаноксанового блоку і кількістю (або без) вищих більш термо- і вологостійких алкоксирадикалів в структурі. А це дозволяє за рахунок хімічних реакцій гідроксильних груп синтезувати олігомерні смоли або полімерні матеріали з комплексом більш високих, в порівнянні з органічними аналогами, властивостей. Технічне рішення, яке заявляється, ілюструється прикладами. Які вихідні сполуки використовували: тетрабутоксититан (ТБТ) формули Ті(ОС4Н9)4, ТУ 6-09-2738-89 виробництва ТОВ «Ангара-Реактив», м.Ангарск, Росія. Його константи наведені в таблиці 1; - тетраметоксититан формули Ті(ОСН3)4, ТУ 609-2739-89 виробництва ТОВ «Ангара-Реактив», м.Ангарск, Росія. Його константи наведені в таблиці 1; - представником продуктів гідролітичної конденсації індивідуальних тетраалкоксититанатів на основі нижчих спиртів (ряду С1 ¸ С4) може бути поліметокси-, поліетокси-, поліпропокси-, полібутоксититанат різної ступені конденсації. Як приклад поліалкоксититанату низької ступені конденсації використовували полібутоксититанат (ТУ 6-09-2780-90) виробництва ТОВ «Ангара-Реактив», м.Ангарск, Росія, який є кубовим залишком при ректифікації тетрабутоксититану-сирця (сполука №3, таблиця 1). Як приклад поліалкоксититанату високої ступені конденсації використовували сполуку №4, таблиця 1, яке отримували відповідно методиці, викладеної у прикладі 1. Характеристика цієї сполуки приведена в таблиці 1. Оскільки, при синтезі заявляемого ряду карбофункціональних тітанвмісних спиртів в реакції переетерифікації використовують як індивідуальні, так і олігомерні алкоксипохідні титану, то співвідношення компонентів (алкоксипохідне титану : діол) більш зручніше брати не в молях на моль, а в г-еквівалент на моль. Г-еквівалент будь-якого алкоксипохідного титану дуже легко обчислити з формули: ММ"а " Г - екв. = * 100% А , де: MM«а» - молекулярна маса алкоксигрупи в алкоксипохідному (наприклад, для –ОСН3 вона дорівнює 31,01; для -ОС2Н5 45,02; для –ОС3Н7 - 59,03; для-ОС4Н9 - 73,04), А - відсоток алкоксигруп для кожного алкоксипохідного титану відповідно, що вимірюють титрометричне. Ця формула виводиться з наступних рівнянь: 7 ММ n , звідки MM=Г-екв.*n, 1) де MM - молекулярна маса алкоксипохідного титану; n - кількість алкоксигруп в даній сполуці; MM"a" * n * 100% A= ММ 2) , звідки MM"а " * n * 100% = MM A , Прирівнявши значення MM, отриманих з різних рівнянь, маємо: ММ"а" * n * 100% Г - екв. * n = А , Скоротив обидві частини рівняння на «n», маємо: ММ"а " Г - екв. = * 100% А , алкоксипохідні титану №5 ¸ 9 (таблиця 1) синтезували відповідно методиці, яка викладена у прикладі 2. Переетерифікацію тетрабутоксититану аліфатичними насиченими вищими спиртами нормальної будови проводили : для сполуки №5 - співвідношення ТБТ: С6Н13ОН на рівні 1:1 в молях; для сполуки №6 - співвідношення ТБТ: С13Н27ОН на рівні 1:1 в молях; для сполуки №7 - співвідношення ТБТ: С23Н47ОН на рівні 1:1 в молях; для сполуки №8 - співвідношення ТБТ: С13Н27ОН на рівні 1:2 в молях; для сполуки №9 - співвідношення ТБТ: С13Н27ОН на рівні 1:3 в молях. Всі вищі спирти перед реакцією переетерифікації попередньо висушували від залишків адсорбованої вологи методом азеотропної відгонки з бензолом. Як діоли (гліколі) використовували промислові зразки, а саме: диетиленгліколь формули НОСН2CH2OСН2CH2ОН, ТУ 6-09-31-69; тетраетиленгліколь формули НОСН2CH2OСН2CH2ОCН2OCH2CH2OH, ТУ 6-093527-79; поліоксипропіленгліколь з молекулярною масою 200 формули НО[СН2С(СН3)O]3,44Н; ТУ 605-221-826-86, виробництва «Хімзавод», м. Володимир, Росія. Торгова марка «Лапрол 202»; поліоксипропіленгліколь з молекулярною масою 400 формули НО[СН2С(СН3)O]6,9Н; ТУ 6-051986-85, виробництва ВО «Нижньокамськнафтохім», м. Нижньокамськ, Росія. Торгова марка «Лапрол 402»; поліоксипропіленгліколь з молекулярною масою 500 формули НО[СН2С(СН3)O]8,62Н; ТУ 605-1854-78, виробництва ВО «Нижньокамськнафтохім», м. Нижньокамськ, Росія. Торгова марка «Лапрол 5 02»; поліокситетраметиленгліколь з молекулярною масою 2000 формули НО[СН2СН2СН2СН2O]27,8 Н; виробництва НВО «Полімерсинтез», м. Г - екв. = 81695 8 Володимир, Росія. Торгова марка «Поліфурит 2000». Всі діоли перед реакцією переетерифікації сушили від залишків адсорбованої вологи методом азеотропної відгонки з бензолом. Фізико-хімічні константи використаних алкоксипохідних титану, для підтвердження меж заявленого технічного рішення, наведені в таблиці 1. Фізико-хімічні константи карбофункціональних титанвмісних олігоспиртів, які підтверджують межі заявленого технічного рішення, наведені в таблиці 2. В таблиці 2: сполуки 4 ¸ 8 характеризують собою приклади карбофункціональних титанвмісних олігоспиртів заявленої формули, у яких змінюється природа кінцевої гідроксильної групи (сполука 4; 5; 8 мають на кінцях первинну гідроксильну групу; сполука 6; 7 - вторинну) і довжина карбофункціонального ланцюгу від атому титану до -ОН групи; сполуки 7;9 ¸ 10 характеризують собою приклади карбофункціональних тітанвмісних олігоспиртів, у яких змінюється довжина (природа) алкоксирадикалу біля атому титану (С6Н13О-, С13Н27O-, С23Н47O відповідно); сполуки 9, 11, 12 характеризують собою приклади карбофункціональних тітанвмісних олігоспиртів, у яких зростає кількість алкоксирадикалів (С13Н27O-) у атома титана від 1 до 3 (і відповідно, від 3 до 1 зменшується одночасно кількість карбофункціональних спиртових залишків); сполуки 1 і 13 характеризують собою приклади карбофункціональних тітанвмісних олігоспиртів, які отримані з алкоксипохідних титану різної природи (сполука 1-переетерифікацією поліоксипропіленгліколем з молекулярною масою 400 тетрабутоксититану при співвідношенні 4:1 в молях; сполука 13-переетерифікацією поліоксипропіленгліколем з молекулярною масою 400 тетраметоксититану при співвідношенні 4:1 в молях); сполуки 1, 2, 3 характеризують собою приклади карбофункціональних тітанвмісних олігоспиртів, які отримані при повній переетерифікації поліоксипропіленгліколем з молекулярною масою 400 індивідуального тетрабутоксититану (сполука 1) та олігомерних полібутоксититанатів (сполука 2 і 3 з різною ступеню конденсації); сполуки 1; 9; 11; 12 характеризують собою приклади карбофункціональних тітанвмісних олігоспиртів, в яких поступово замінюється карбофункціональний радикал на алкоксигрупу на основі вищого (С13Н27ОН) спирту. Приклад №1. Синтез полібутоксититаноксана з глибоким ступенем конденсації (сполуки №4, таблиця 1). У чотиригорлий реактор, обладнаний мішалкою, термометром і зворотним охолоджувачем, завантажують 340г. (1 моль або 4 г-екв.) тетрабутоксититану та 74,04г. (1 моль) бутилового спирту, також туди добавляють 45г. (2,5 моля) води. 9 Реакційну суміш нагрівають до 95 ¸ 1000С і витримують при цій температурі при постійному перемішуванні на протязі 10 годин. Потім суміш охолоджують до 600С, додають 80г. абсолютного бензолу, гомогенізують, холодильник перемикають на прямий і відганяють з реакційної маси залишки летких (бутанол, бензол і воду), а на кінцевій стадії при температурі 1200С і тиску 20 ¸ 30мм.рт.ст. вакуумують залишок в реакторі до постійної маси. В кубі одержують 212г. (62% масових від маси вихідного Ті(ОС4Н9)4) прозорої, пофарбованої в темновишневий колір, в’язкої рідини, яка за аналізами, що наведені у таблиці 1, відповідає з’єднаню 4. Приклад №2. Синтез трис(бутокси)(гексилокси)титану (сполука №5, таблиця1). У чотиригорлий реактор, обладнаний мішалкою, термометром, трубкою для подачі інертного газу, прямим холодильником, завантажують 340г. (1 моль або 4 г-екв.) тетрабутоксититану та 102,06г.(1 моль) гексилового спирту, попередньо висушеного від залишків вологи методом азеотропної відгонки з бензолом. Реактор продувають інертним газом (азотом) і при постійному перемішуванні нагрівають. Виділення бутилового спирту починалось при 1300С і закінчувалось при 150°С. Після припинення відгону бутилового спирту суміш витримують при цій температурі ще 30 хвилин, охолоджують до 600С, додають чверть від загрузки (100г). абсолютного бензолу, гомогенізують суміш і відганяють азеотроп бензолу з залишками низькомолекулярного спирту. На останній стадії реакційну суміш вакуумують від залишків летких при температурі 110 ¸ 1200С і тиску 20 ¸ 30мм.рт.ст. В реакторі одержують 361,3г. (98,2 % масових від теоретичного) прозорої однорідної, світложовтого кольору рухомої рідини, яка згідно константам, що наведені у таблиці 1 (сполука 5) відповідає трис(бутокси)(гексилокси)титану. Решта алкоксипохідних титану (сполука 6-9, таблиця 1) синтезовані аналогічним способом у відповідності з раніш зазначеними співвідношеннями вихідної сировини. Приклад №3. Синтез тетра(поліоксипропіленглікокси)титану (сполука 1, таблиця 2). У чотиригорлий реактор, обладнаний мішалкою, термометром, трубкою для подачі інертного газу, прямим охолоджувачем, завантажують 340г. (1 моль або 4 г-екв.) тетрабутоксититану та 1600г. (4 моля) поліоксипропіленгліколю з молекулярною масою 400, попередньо висушеного від залишків вологи методом азеотропної відгонки з бензолом. Реактор продувають інертним газом (азотом) і при постійному перемішуванні нагрівають. Виділення бутилового спирту починалося при 1500С і закінчувалося при 2000С. Його кількість складала 251,2г. або 86% масових від теоретичного. 81695 10 Після припинення відгону бутилового спирту суміш витримують при цій температурі ще 30 хвилин, охолоджують до 600С, додають чверть від загрузки (450г). абсолютного бензолу, гомогенізують суміш і відганяють азеотроп бензолу з залишками низькомолекулярного спирту. На кінцевій стадії реакційну суміш вакуумують від залишків летких при температурі 110 ¸ 1200С і тиску 20 ¸ 30мм.рт.ст. до постійної маси. В реакторі одержують 1632,4г. (99,3 % масових від теоретичного) прозорої однорідної, світло-жовтого кольору, рухомої рідини, яка згідно константам відповідає олігоспирту сполука 1, таблиця 2. Приклад №4. Синтез трис(диетиленглікокси)(гексанокси)титану (сполука №4, таблиця 2). У чотиригорлий реактор, обладнаний мішалкою, термометром, трубкою для подачі інертного газу (азоту), прямим охолоджувачем, завантажують 367,96г. (1 моль або 3 г-екв.) трис(бутокси)(гексанокси)титану (сполука №5, таблиця 1) та 318г. (3 моля) попередньо висушеного і перегнаного диетиленгліколю. Реактор продувають азотом і при постійному перемішуванні нагрівають. Виділення бутилового спирту починалося при 1500С і закінчувалося при 1700С. Його кількість складала 184г. (83,97% масових від теоретичного). Після припинення виділення бутилового спирту реакційну суміш витримують при цій температурі ще 30 хвилин, охолоджують до 600С, додають чверть від загрузки (120г). абсолютного бензолу, гомогенізують суміш і азеотропом відганяють бензол з залишками низькомолекулярного спирту. На останній стадії реакційну суміш вакуумують від залишків летких при температурі 110-1200С і тиску 20-30мм.рт.ст. до постійної маси. В реакторі одержують 449,55г. (96,3% масових від теоретичного) прозорої, світло-коричневого відтінку кольору, в’язкої, однорідної рідини, яка згідно константам відповідає олігоспирту, сполука 4, таблиця 2. Приклад №5. Синтез трис(поліоксапропіленглікокси)(тридеканокси)тита ну (сполука 9, таблиця 2). У чотиригорлий реактор, обладнаний мішалкою, термометром, трубкою для подачі інертного газу (азоту), прямим охолоджувачем, завантажують 466,6г. (1 моль або 3 г-екв.) трис(бутокси)(тридеканокси)титану (сполука №6, таблиця 1) та 1500г. (3 моля) поліоксипропіленгліколю з молекулярною масою 500 , попередньо висушеного від вологи азеотропною відгонкою з бензолом. Реактор продувають азотом і при постійному перемішуванні нагрівають. Виділення бутилового спирту починалося при 2000С і закінчилося при 2600С. Його кількість складала 187,6г. або 83% масових від теоретичного. Після припинення відгону бутилового спирту реакційну суміш витримують при цій температурі ще 30 хвилин, охолоджують до 600С, додають чверть від загрузки (410г). абсолютного бензолу, гомогенізують і 11 81695 азеотропом відганяють бензол з залишками бутилового спирту. На останній стадії реакційну суміш вакуумують від залишків летких при температурі 110 ¸ 1200С і тиску 20 ¸ 30мм.рт.ст. до постійної маси. В реакторі одержують 1726,7г. (99% масових від теоретичного) прозорої, світло-коричневого кольору, рухомої, однорідної рідини, яка згідно константам відповідає олігоспирту, сполука 9, таблиця 2. Решту сполук одержують за аналогічною методикою. Співвідношення компонентів, природа алкоксипохідних титану та диолів, які використовують у синтезі, температурний режим реакції переетерифікації, а також властивості тітанвмісних карбофункціональних олігоспиртів, які підтверджують заявлене технічне рішення, наведені в таблиці 2. Таким чином, пропонуємий спосіб дозволяє одержувати карбофункціональні ти-танвміщуючі олігоспирти з різною кількістю і довжиною, як вищого алкоксирадикалу, так і карбофункціонального залишку від атому титану до гідроксильної групи. Використовування таких олігоспиртів в хімічному синтезі і при виробництві полімерних та композиційних матеріалів дає можливість не тільки керувати їх властивостями, але й суттєво підвищити їх, а також розширити вітчизняну сировинну базу. Технічне рішення промислове реалізуємо. Впровадження даної розробки планується на ТОВ „НВП „Укрполіхімсинтез” м.Дніпропетровськ. 12 Примітка: * Г.Ч. - гідроксильне число, мгКОН г . Таблиця 2 Фізико-хімічні константи карбофункціональних титанорганічних олігоспиртів формули, що заявляються № Формула вихідного п алкоксип / охідного п титану 1 Ті(ОС4Н 9) 4 H 9C4O 2 Ti-(OC40 0 (П Ti-(OC ОП Г) O H9C 4O Спі вві д. Алк Діо окс Т,0 л. ипо С (м х. ме ол тит жі ма ану ре са) : ак – діо / ції R ’л, * мо ль/ мо ль 15 40 0 0( П0 1 4 ¸ ПГ 20 ) 0 ** 1:1 H9C4O Ti-(OC 40 O 0 ** 3 (П 1:1 ОП H 9C4O Ti-(OC Г) 20 0 -ОН, %ма с. Загальн а формул а отрима ного спирту В и хі д, % м а с. Ті(OR’’ OH)4 9 9, 3 20 n D 2 , г/ с м о з б н ч а и й с д л о б ч и с л з н а й д об ч ис л 1, 5 2, 1 5, , 6 3 8 4 3 8 5 5 3 2, 9 1 1 6 1 0 16 43 9, 6 0 2 7 4 0 27 93 ,6 4 2 3 3, 9, 9, 0 , 7 3 3 1 6 Таблиця 1 3 3 5 9 7 0 20 40 2 3 1, 4 8 7 2 HOR''-O Ti(OR''OH)-O1, 1, O9 5 2 8, 6 2 HOR''-O Ti(OR''OH)-O1 7 7 0 0 20 0 1, HOR''-O Ti(OR''OH)-O1, ¸ 26 0 М. маса d4 ¸ 26 0 Вміст Ті, мас. % O9 6 2 9, 1 5 HOR''-O Ti(OR''OH)-O2 4 3 0 0 з н а й д 5 5, 9, , 9 5 8 2 4 4 15 Фізико-хімічні константи використанних алкоксипохідних титану 6Н13Ота діолів1, 10 0 С 9 5 С6Н13О6 Ті6, 2 Ті4 1:3 ¸ (Д (ОR’'ОН (ОС4Н9) 3 №п/п Формула nD20 1 1 2 2 Ті(ОСН3) 4 Ті(ОС4Н 9)4 3 1,4820 H9C 4O Ti-(OC4H 9)-O 3 Г.Ч.*, мгКОН г 4 d420, г/см3 Ткип.0С/мм.рт.ст. 5 0,9980 6 209 (Тпл) 166/7,0 -ОН, %мас. знайд.С6Н13Ообч. Ті5 7 8 (ОС4Н9) 3 C 4H 9 O 1,5440 H 9C 4O Ti-(OC 4H 9)-O 1,1769 6 C 4H9 2,8 H9C4O Ti-(OC4H 9)-O 4 7 C 4H9 O 1,5945 H 9C4O Ti-(OC4H9)-O 1,2830 C4H 9 20 5 6 7 С6Н13О-Ті-(ОС4Н 9)3 С13Н 27О-Ті-(ОС 4Н9) 3 С23Н 47О-Ті-(ОС 4Н9) 3 1,4989 1,4930 1,0150 0,9770 8 (С13Н 27О)2-Ті-(ОС 4Н9) 2 1,4870 0,9503 9 (С13Н 27О)3-Ті-ОС4Н 9 10 HOСН2CH2OCH 2CH2OH HOCH2CH2OCH 2CH2OCH2CH2OCH 2CH 2OH HO(CH2CH2OCH 2-CH 2O)27,8H (Полифурит 2000) 1,4472 1,1180 76 ¸ 78 (Тпл) 244 1,4482 1,1190 327 11 12 С6Н13ОТі(ОС4- 9) 3 Н 58 ¸ 60 (Тпл) 68 ¸ 72(Тпл) 42 (Тпл) С6Н13ОТі(ОС4Н9) 3 С6Н13ОТі(ОС4- 9) 3 Н - С6Н27ОТі9 - (ОС4- 9) 3 Н 32,07 31,90 8 17,52 17,43 С23Н 47О1 Ті1,70 1,68 0 (ОС4Н9) 3 1,4500 56 1,0051 1,4448 540 1,0122 17,0 13 HO CH2-CH-O H CH3 14 HO CH2-CH-O H CH3 1,4576 275 1,1301 HO CH 2-CH-O H CH3 (С13Н 27О) 1 8,5 -Ті28,54 1 (ОС4Н9) 2 1,4610 220 1,0103 6,8 6,93 1 (С13Н 27О) 3.44 6.9 15 8.62 16,90 3 17 ЕГ) )3 0 -OR, %мас. 15 ТІ, %мас. 19 С6Н О9 знайд. обч. 0 знайд.13 обч. 4 Ті8, (Т 1:3 ¸ 11 (ОR’’ОН12 9 10 1 17 27,86) 28,.00 ЕГ) 72,13 72,0 3 0 85,91 85,6 14,08 14,10 18 20 0 С6Н13О- 9 0 Ті(П 1:3 ¸ 7, (ОR’’ОН 9 ОП 65,10 65,14 25,13 25,17 23 )3 Г) 0 18 50 0 С6Н13О- 9 0 Ті(П 1:3 ¸ 8, (ОR’’ОН ОП 7 23 )3 Г) 53,15 53,050 31,40 31,63 15 20 0 С6Н13О- 9 00 Ті9, 13 ¸ (П (ОR’’ОН 86,98 87,00 13,02 12,96 6 17 Ф) )3 10,23 89,73 89,600 10,30 7,81 92,10 92,00 7,90 20 50 С13Н 27О 0 9 91,91 91,800 8,08 -Ті- 8,0 9, (П 1:3 ¸ (ОR’’ОН 93,38 93,52 6,66 6,56 ОП 0 26 )3 Г) - 0 50 - 18 С23Н 47О 0 0 9 -Ті(П 1:3 - ¸ 8, (ОR’’ОН 6 ОГ 23 )3 П) 0 23 50 (С13Н 27 0 9 0 О)2-Ті(П 1:2 ¸ 8, (ОR’’ОН 9 ОГ 27 )2 П) 0 50 1:1 27 (С13Н 27 9 1, 1 1 3 1 4 1 0 0. 6 0, 3 1, , 3 9 0 2 0 2 9 2 5 4 Мол. масса 1, 1, Г-екв. 5 2 знайд. 7, 7 6, 6, 7 обч. , 5 4 2 0 6 4 14 13 15 8 8 3 8 0 9 176,0 171,9 42,97 3 5 340,0 340,1 85,02 1, 1, 4 2 6, 6 6, 6, 7 , 4 0 4 8 2 8 7 5 9 5 1120,0 1129,7 2112,97 6 5 3 1, 1, 1 4 2 3, 3 2, 2, 6 , 9 8 8 0 1 4 1 0 8 6 0 6 0 4 6057,8 137,68 6030 1, 1, 6 0 0, 0, 4 0 0, 1 5 4 8 , 7 7 359,0 367,9 8122,63 4 9 7 4 5 458,0 466,6 155,53 5 6 0 598,0 606,1 202,03 1, 1, 1 4 1 592,8 2, 585,0 2, 3 2,296,40 7 8 3 9 , 7 7 713,0 719,1 5 719,1 4 0 0 0 0 4 0 1 108 106 192 2030 210 -396 491 46 4 73 3 75 4 16 60 62 45 16 90 194 2 2, 2, , 2000 5 7 7 4 2, 5 0 1 8 8 4 18 70 200 3 3, 2, , 400 4 5 4 2 9 500 1, 4 4, 3, 4 2 1 3 7 1 13 92 4, 9 10 13 2 3-ТіOC4H9 1 Ti(OCH3) 4 3 0 0 (П ОГ П) 40 0 (П ОГ П) ¸ 81695 О)3-ТіОR’’ОН 6, 2 Ti(OR’’ OH)4 9 8, 7 7 28 0 1:4 15 0 ¸ 70 1, 4 8 7 2 , 8 0 7 1 7 1 9 7 2 І,І 2, 6 5, , 8 8 3 9 7 1 3 2, 8 7 1 6 4 4 00 16 20 Примітка: -R’’ - визначає залишок диолу, який використовували в реакції переетерифікації, цифри вказують на його молекулярну масу; ПОПГ - залишок поліоксипропіленгліколю з молек. мас.; ПФ - залишок поліоксатетраметиленгліколю торгова марка «Поліфуріт» з молек. мас.; ДЕГзалишок диетиленгліколю; ТЕГ - залишок тетраетиленгліколю. ** - Для синтезу сполук 2 і 3 в реакції переетерифікації використовували співвідношення на один г-еквівалент відповідного алкоксипохідного титану один моль олігодіолу. 14
ДивитисяДодаткова інформація
Назва патенту англійськоюProcess for the preparation of carbofunctional titaniferous oligoalcohols
Автори англійськоюKuzmenko Mykola Yakovych, Burmistr Mykhailo Vasyliovych, Kuzmenko Svitlana Mykolaivna, Kuzmenko Oleksii Mykolaiovych
Назва патенту російськоюСпособы получения олигомерных титаносодержащих карбофункциональных спиртов
Автори російськоюКузьменко Николай Яковлевич, Бурмистр Михаил Васильевич, Кузьменко Светлана Николаевна, Кузьменко Алексей Николаевич
МПК / Мітки
МПК: C07F 7/28
Мітки: титанвмісних, олігомерних, карбофункціональних, спиртів, одержання, способи
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/7-81695-sposobi-oderzhannya-oligomernikh-titanvmisnikh-karbofunkcionalnikh-spirtiv.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Способи одержання олігомерних титанвмісних карбофункціональних спиртів</a>
Попередній патент: Спосіб формування присвердловинного колектора
Наступний патент: Пельменниця-приставка до побутової м’ясорубки
Випадковий патент: Пристрій для фіксації та препарування анатомічних об'єктів