DE19740450A1

DE19740450A1 - Verfahren zur Herstellung von Dialkylethern

Info

Publication number: DE19740450A1
Application number: DE1997140450
Authority: DE
Inventors: Burkhard Beckedahl; Martin Dr Lagarden
Original assignee: Henkel AG and Co KGaA
Current assignee: BASF Personal Care and Nutrition GmbH
Priority date: 1997-09-15
Filing date: 1997-09-15
Publication date: 1999-03-18

Description

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von symmetrischen Dialkylethern durch säure katalysierte Kondensation von Fettalkoholen unter Einsatz ausgewählter Co-Katalysatoren.

Stand der Technik

Symmetrische Dialkylether, wie beispielsweise Di-n-octylether werden beispielsweise in kosmetischen Zubereitungen als Ölkomponenten eingesetzt. Zu ihrer Herstellung geht man vorzugsweise von Fettalkoholen aus, die in Gegenwart saurer Katalysatoren, wie beispielsweise Trifluormethansulfon säure, unter Wasserabspaltung kondensiert werden [vgl. DE-A1 195 11 668 (Henkel)]. Problematisch hierbei sind jedoch die langen Reaktionszeiten und der dadurch bedingte Ausbeuteverlust infolge von Olefinbildung.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung hat somit darin bestanden, ein neues Verfahren zur Herstellung von hellfarbigen, symmetrischen Dialkylethern zur Verfügung zu stellen, welches sich durch eine signifikante Verringerung der Reaktionszeiten, durch eine Minimierung der Nebenproduktmenge und durch Ausbeuten oberhalb von 90% der Theorie auszeichnet.

Beschreibung der Erfindung

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von Dialkylethern der Formel (I),

R¹-O-R¹ (I)

in der R¹ für lineare oder verzweigte Alkyl- und/oder Alkenylreste mit 6 bis 22 Kohlenstoffatomen steht, durch säurekatalysierte Kondensation von Alkoholen der Formel (II),

R¹OH (II)

in der R¹ die obige Bedeutung hat, welches sich dadurch auszeichnet, daß man als Co-Katalysator Tocopherole (Vitamin E) bzw. Tocopherolderivate einsetzt.

Überraschenderweise wurde gefunden, daß durch die Mitverwendung von Tocopherolen die Reaktions zeiten bei der Veretherung von Fettalkoholen zu Dialkylethern um etwa 20% verkürzt werden können. Trotz kürzerer Reaktionszeiten werden dabei dennoch Ausbeuten von über 90% erreicht. Ein weiterer Vorteil des neuen Verfahrens besteht darin, daß die Olefinbildung begrenzt. Die Erfindung schließt ferner die Erkenntnis mit ein, daß die Reaktionsprodukte besonders hellfarbig sind.

Fettalkohole

Als Ausgangsstoffe für die Herstellung der Dialkylether kommen Fettalkohole in Frage, wie beispiels weise Capronalkohol, Caprylalkohol, 2-Ethylhexylalkohol, Caprinalkohol, Laurylalkohol, Isotridecylalko hol, Myristylalkohol, Cetylalkohol, Palmoleylalkohol, Stearylalkohol, Isostearylalkohol, Oleylalkohol, Elaidylalkohol, Petroselinylalkohol, Linolylalkohol, Linolenylalkohol, Elaeostearylalkohol, Arachylalkohol, Gadoleylalkohol, Behenylalkohol, Erucylalkohol und Brassidylalkohol sowie deren technische Mi schungen. Vorzugsweise setzt man Alkohole der Formel (II) ein, in der R¹ für einen linearen Alkylrest mit 6 bis 12, insbesondere 8 bis 10 Kohlenstoffatomen steht.

Saure Katalysatoren

Die Kondensation verläuft in Gegenwart saurer Katalysatoren, wie beispielsweise Schwefelsäure oder organischen Säuren, wie z. B. Methansulfonsäure, p-Toluolsulfonsäure oder Dodecylbenzolsulfonsäure. Vorzugsweise werden jedoch halogenierte Säuren und/oder Sulfonsäuren, wie beispielsweise Trifluor methansulfonsäure oder Sulfoessigsäure eingesetzt. Die Einsatzmenge der sauren Katalysatoren liegt dabei in der Regel bei 10 ppm bis 5 Gew.-%, vorzugsweise 0,01 bis 1 Gew.-% - bezogen auf die Einsatzstoffe.

Co-Katalysatoren

Als Co-Katalysatoren kommen Tocopherole bzw. Tocopherolderivate in Frage. Unter Tocopherolen versteht man in 2-Stellung mit einem 4,8,12,-Trimethyltridecyl-Rest substituierte Chroman-6-ole (3,4-Di hydro-2H-benzopyran-6-ole). In die gleiche Gruppe der Biochinone, d. h. zu den polyprenylierten 1,4-Benzo- bzw. Naphthochinonen, gehören die Plastochinone, Tocopherolchinone, Ubichinone, Bovichi none, K-Vitamine, Menachinone (2-Methyl-1,4-naphthochinone). In Frage kommen insbesondere α-, β-, γ und d-Tocopherole die der allgemeinen Formel (III) folgen (R = Wasserstoff oder Methyl), die ε-Tocopherole der allgemeinen Formel (IV), die noch über die ursprüngliche ungesättigte Prenylseiten kette verfügen, sowie die α-Tocopherolchinone und -hydrochinone der allgemeinen Formel (V), bei denen das Pyran-Ringsystem geöffnet ist.

Neben den Tocopherolen kommen auch deren Derivate, insbesondere Ester mit Carbonsäuren, wie beispielsweise Tocopherolacetat oder -palmitat als Co-Katalysatoren in Frage. Üblicherweise beträgt die Einsatzmenge 0,5 bis 5, vorzugsweise 1 bis 3 Gew.-% - bezogen auf die Einsatzstoffe.

Kondensationsreaktion

Die Kondensationsreaktion kann in an sich bekannter Weise in der Siedehitze, d. h. bei Temperaturen im Bereich von 180 bis 220°C durchgeführt werden. Zur Verlagerung des Reaktionsgleichgewichtes auf die Produktseite empfiehlt es sich, das Kondensationswasser über einen Abscheider kontinuierlich zu entfernen. Der Verlauf der Reaktion kann durch Probenentnahme und gaschromatographische Analyse kontinuierlich verfolgt werden. Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, die Reaktion bei einer Ausbeute an Dialkylether von 93 bis 95 Gew.-% abzubrechen, da eine weitere Umsetzung des Fettalkohols ab diesem Punkt mehrheitlich zur Bildung unerwünschter Olefine führt. Die Reaktionszeit ist von der Kata lysatormenge abhängig und kann zwischen 0,5 und 5 h liegen. Im Anschluß an die Kondensation wird die Katalysatormischung durch Zugabe einer äquimolaren Menge Base neutralisiert. Der Dialkylether kann dann durch Waschen und Destillation aufgereinigt werden.

Beispiele Beispiel 1, Vergleichsbeispiel V1

In einem 1-l-Vierhalskolben mit Kühler und Wasserabscheider wurden 520,9 g (4 mol) n-Octanol, 0,52 g (0,0035 mol) Trifluormethansulfonsäure und 15,6 g (0,036 mol) Vitamin E vorgelegt und unter Stickstoffabdeckung zum Sieden erhitzt. Ab einer Temperatur von 192°C setzte die Wasserabscheidung ein. In regelmäßigem Abstand wurden Proben entnommen und gaschromatographisch analysiert. In Tabelle 1 sind als Funktion der Reaktionszeit die Wasserabschei dung, sowie die Zunahme an gebildetem Ether, die Abnahme an Alkohol und die Bildung von n-Octen als Nebenprodukt zusammengefaßt. Nach Abschluß der Reaktion wurde der Katalysator durch Zugabe einer äquimolaren Menge Natriumhydroxid neutralisiert, der rohe Ether mit Wasser gewaschen und durch Destillation gereinigt. Zu Vergleichszwecken wurde Beispiel 1 wiederholt, jedoch auf den Zusatz von Vitamin E als Co-Katalysator verzichtet.

Beispiel 2

Beispiel 1 wurde unter Einsatz von 520,9 g (4 mol) n-Octanol, 5,3 g (0,035 mol) Trifluor methansulfonsäure und 26,0 g (0,06 mol) Vitamin E wiederholt.

Tabelle 1

Zusammensetzung der Reaktionsmischung

Claims

1. Verfahren zur Herstellung von Dialkylethern der Formel (I),
R¹-O-R¹ (1)
in der R¹ für lineare oder verzweigte Alkyl- und/oder Alkenylreste mit 6 bis 22 Kohlenstoffatomen steht, durch säurekatalysierte Kondensation von Alkoholen der Formel (II),
R¹OH (II)
in der R¹ die obige Bedeutung hat, dadurch gekennzeichnet, daß man als Co-Katalysator Toco pherole (Vitamin E) oder Tocopherolderivate einsetzt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mal Alkohole der Formel (II) einsetzt, in der R¹ für einen linearen Alkylrest mit 6 bis 12 Kohlenstoffatomen steht.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man als saure Kataly satoren Trifluormethansulfonsäure oder Sulfoessigsäure einsetzt.

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man die sauren Kataly satoren in Mengen von 10 ppm bis 5 Gew.-% - bezogen auf die Einsatzstoffe - einsetzt.

5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man die Co-Kataly satoren in Mengen von 0,5 bis 5 Gew.-% - bezogen auf die Einsatzstoffe - einsetzt.

6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß man die Reaktion bei Temperaturen im Bereich von 180 bis 220°C durchführt.