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Patent Searching and Data


Title:
EPOXIDE RING OPENING PROCESS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1996/020234
Kind Code:
A1
Abstract:
In a process for opening the ring of epoxide compounds with nucleophiles, the reaction is carried out in the presence of fluorinated alkane-sulphonic acids, in particular trifluoromethane-sulphonic acid, that act as catalysts.

Inventors:
DAUTE PETER (DE)
GRUETZMACHER ROLAND (DE)
KLUTH HERMANN (DE)
MERTSCHEIT NICOLE (DE)
Application Number:
PCT/EP1995/005003
Publication Date:
July 04, 1996
Filing Date:
December 18, 1995
Export Citation:
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Assignee:
HENKEL KGAA (DE)
DAUTE PETER (DE)
GRUETZMACHER ROLAND (DE)
KLUTH HERMANN (DE)
MERTSCHEIT NICOLE (DE)
International Classes:
C07B41/04; C07C67/31; C08G18/36; C08G59/68; C08G63/49; C08G65/26; (IPC1-7): C08G59/68; C08G63/00
Domestic Patent References:
WO1995017445A11995-06-29
Foreign References:
US5002678A1991-03-26
EP0139042A21985-05-02
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Claims:
Patentansprüche
1. Verfahren zur Ringöffnung von EpoxidVerbindungen mit Nucleophilen, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktion in Gegenwart von Fluoralkansulfonsäuren als Katalysator durchgeführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Alkylgruppen der Fluoralkansulfonsäuren vollständig fluoriert sind.
3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Fluoralkansulfonsäure Trifluormethan¬ sulfonsäure darstellt.
4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Menge der Fluoralkansulfonsäuren 5 bis 1.000 ppm, bevorzugt 10 bis 200 ppm, besonders bevorzugt 15 bis 100 ppm bezogen auf das Gewicht der Einsatz¬ stoffe beträgt.
5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Epoxydverbindungen Epoxide von Ole¬ finen der Formel (I), RlCH=CHR2 (I) in der R* für einen linearen oder verzweigten aliphati¬ schen Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 18 Kohlenstoff¬ atomen und R2 für Wasserstoff oder einen linearen oder verzweigten Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 8 Kohlen¬ stoffatomen steht, mit der Maßgabe, daß die Summe der CAtome aus Rl und R2 mindestens 8 beträgt, darstellen.
6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Epoxydverbindungen Epoxide von Estern der Formel (II), R3C00R4 (II) in der R3C0 für einen aliphatischen Acylrest mit 16 bis 24 Kohlenstoffatomen und 1 bis 5 Doppelbindungen und R4 für einen linearen oder verzweigten Alkylrest mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen steht, darstellen.
7. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Epoxydverbindungen Epoxide von Fettsäureglyceridestern der Formel (IV), CH20COR7 CHOCOR8 (IV) I CH20COR9 in der R7C0 für einen linearen oder verzweigten alipha¬ tischen Acylrest mit 16 bis 24 Kohlenstoffatomen und 1 bis 5 Doppelbindungen und R8C0 und R9C0 unabhängig von¬ einander für einen linearen oder verzweigten aliphati¬ schen Acylrest mit 6 bis 22 Kohlenstoffatomen und 0 oder 1 bis 5 Doppelbindungen und deren Gemische steht, dar¬ stellen.
8. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Nucleophile Alkohole der Formel (V), R10OH (V) in der R1^ für lineare oder verzweigte aliphatische Kohlenwasserstoffreste mit 1 bis 22 Kohlenstoffatomen und 0 oder 1 bis 3 Doppelbindungen steht, darstellen.
9. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Nucleophile mehrwertige Alkohole dar¬ stellen.
10. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß das molare Verhältnis von Nucleophil zu Epoxid von 1 : 10 bis 10 : 1, vorzugsweise 1 : 3 bis 3 : 1 beträgt.
11. Verwendung der Produkte nach dem Verfahren nach den An¬ sprüchen 1 bis 9 zur Herstellung von Polymeren.
Description:
Verfahren zur Ringöffnung von Epoziden

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Umsetzung von Epoxidverbindungen mit Nucleophilen in Gegenwart von Fluoralkansulfonsäuren, sowie die Verwendung der Ringöff¬ nungsprodukte zur Herstellung von Polymeren.

Stand der Technik

Die Ringöffnung von Epoxiden mit Nucleophilen ist bekannt, z.B. aus der DE-Al 32 46 612 , die ein Verfahren zur Her¬ stellung modifizierter Triglyceride beschreibt, bei dem man epoxidierte Fette oder öle in Gegenwart von Schwefelsäure, Phosphorsäure oder Sulfonsäuren mit ein- oder mehrwertigen Alkoholen umsetzt.

Ein Verfahren zur Ringöffnung von epoxidierten Fettstoffen in Gegenwart von Lithium-Salzen wird in der DE-Al 41 28 649 be¬ schrieben.

Der Einsatz dieser fettchemischen Polyole zur Herstellung von bespielsweise Polyurethanschäumen wird in Fette, Seifen, Anstrichmitt., 89. 147 (1987) beschrieben.

Die Eigenschaften und die Reaktionen von Trifluormethansul- fonsäure werden in Chem. Rev. 7_ g 69 (1977) beschrieben.

Es ist bekannt, z.B. aus den europäischen Patentanmeldungen EP-AI 0 110 749 und EP-AI 0 171 893, Salze von Trifluor- methansulfonsäure als Katalysator für die Reaktion von Alkylenoxiden mit 2 bis 4 C-Atomen mit Aminen einzusetzen.

Aus der DS-A 5,002,678 ist ein Verfahren bekannt, haloge- nierte Alkohole mit Alkylenoxiden umzusetzen, bei dem der Alkohol, z.B. Trifluorethanol, in einer ersten Stufe in Ge¬ genwart einer Lewis-Säure mit Propylenoxid umgesetzt wird, um danach in Gegnwart eines weiteren Katalysators weiter propoxyliert zu werden. Als verwendbare Lewis-Säure wird auch Trifluormethansulfonsäure genannt.

Die Verfahren des Stands der Technik zur Ringöffnung von Epoxiden weisen übereinstimmend den Nachteil auf, daß die verschiedenen sauren Katalysatoren, besonders jedoch Schwe¬ felsäure bei der Ringöffnung zur Verfärbung der Reaktions¬ produkte führen. Verwendet man mittelstarke Säuren wie Phos¬ phorsäure, phosphorige oder untersphosphorige Säuren, so er¬ hält man zwar hellfarbige Produkte, für eine vollständige Ringöffnung der Epoxidgruppen müssen dann entweder größere Katalysatormengen zugegeben werden oder die Reaktionszeiten verlängern sich extrem.

Die Aufgabe der Erfindung bestand somit darin, ein Verfahren zur Herstellung von Epoxidringöffnungsprodukten zu entwik- keln, das Ringöffnungsprodukte mit verbesserter, hellerer Farbe und weniger Nebenprodukten, wie z.B. Ketoverbindungen, nach kürzeren Reaktionszeiten liefert.

Überraschenderweise wurde gefunden, daß die Ringöffnung von Epoxiden bereits in Gegenwart kleinster Mengen von Trifluormethansulfonsäure rasch und praktisch quantitativ abläuft. Man erhält hellfarbige Produkte mit verringerter Menge an Ketoverbindungen.

Beschreibung der Erfindung

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Ringöffnung von Epoxid-Verbindungen mit Nucleophilen, bei dem die Reak¬ tion in Gegenwart von Fluoralkansulfonsäuren als Katalysator durchgeführt wird.

Unter Fluoralkansulfonsäuren sind organische Sulfonsäuren mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen zu verstehen, die mindestens 1 Fluoratom im organischen Rest enthalten.

Bevorzugt sind vollständig fluorierte Alkansulfonsäuren, wie die Perfluoroctansulfonsäure oder Perfluorethansulfonsäure. Besonders bevorzugt ist die Trifluormethansulfonsäure.

Die Fluoralkansulfonsäuren werden bevorzugt in freier Form eingesetzt.

Die Einsatzmenge der Fluoralkansulfonsäuren kann 5 bis 1.000, vorzugsweise 10 bis 200 und insbesondere 15 bis 100 ppm - bezogen auf das Gewicht der Einsatzstoffe - betragen.

Epoxidverbindungen stellen bekannte Stoffe dar und können nach an sich bekannten Verfahren durch Epoxidation ungesät¬ tigter Einsatzstoffe erhalten werden. Beispiele hierzu sind die Umsetzung von Olefinen mit Peressigsäure in Anwesenheit saurer Katalysatoren [DE-Al 857 364] oder mit in-situ aus Ameisensäure und Wasserstoffperoxid gebildeter Perameisen¬ säure [US-A 2 485 160]. Für die Durchführung des erfindungs¬ gemäßen Verfahrens ist Voraussetzung, daß in den Epoxid¬ verbindungen ein substantieller Anteil, beispielsweise 2 bis 40, vorzugsweise 4 bis 8,5 Gew.-% EpoxidsauerStoff vorhanden ist. Dies schließt mit ein, daß im Sinne des erfindungs¬ gemäßen Verfahrens nicht nur vollständig, sondern auch par¬ tiell epoxidierte Stoffe eingesetzt werden können.

Unter Epoxidverbindungen sind Verbindungen aus der Gruppe der al) Glycidylether, a2) Olefin-Epoxide, a3) epoxidierten Ester von ungesättigten Fettsäuren, a4) epoxidierten Ester von un¬ gesättigten Fettalkoholen und a5) epoxidierten Triglyceriden zu verstehen. Diese Gruppen stellen jeweils bevorzugte Aus- führungsformen der Erfindung dar.

al) Glycidylether,

Unter Glycidylethern sind Ether des Glycidylalkohols mit aliphatischen oder aromatischen Alkoholen zu verstehen, die durch Umsetzung von Epichlorhydrin mit den Alkoholen

zugänglich sind. Beispiele dafür sind 1,6- Hexandioldiglycidylether oder 1,4-Butandioldiglycidylether. Besonders bevorzugt sind die Glycidylether des Bisphenol A und seine durch Eigenkondensation entstandenen höheren Kon¬ densationsprodukte.

a2) Epoxide von Olefinen der Formel (I),

R1_CH=CH-R 2 (I)

in der R 1 für einen linearen oder verzweigten aliphatischen Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 18 Kohlenstoffatomen und R^ für Wasserstoff oder einen linearen oder verzweigten Kohlen¬ wasserstoffrest mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen steht, mit der Maßgabe, daß die Summe der C-Atome aus R 1 und R-* mindestens 8 beträgt. Typische Beispiele sind die Epoxide von Octen-1, Decen-1, Dodecen-1, Tetradecen-1, Octadecen-1 oder Octadecen-9. Bevorzugt sind Epoxide von Olefinen der Formel (I), in der die Summe von R 1 und R 2 für Zahlen von 8 bis 16 steht und der R 2 Wasserstoff darstellt.

a3) Epoxide von Estern der Formel (II),

R 3 CO-OR 4 (II)

in der R 3 C0 für einen aliphatischen Acylrest mit 16 bis 24 Kohlenstoffatomen und 1 bis 5 Doppelbindungen und R 4 für ei¬ nen linearen oder verzweigten Alkylrest mit 1 bis 4 Kohlen¬ stoffatomen steht. Typische Beispiele sind die Epoxide von Palmitoleylsäuremethylester, ölsäuremethylester, Elaidinsäu- remethylester, Petroselinsäuremethylester, Linolsäuremethyl- ester oder Erucasäuremethylester. Bevorzugt sind Epoxide von Estern der Formel (II), in der R 3 C0 für einen aliphatischen Kohlenwasserstoffrest mit 18 bis 22 Kohlenstoffatomen und 1 oder 2 Doppelbindungen und R 4 für eine Methylgruppe steht.

a4) Epoxide von Estern der Formel (III),

R 5 CO-OR 6 (III)

in der R^CO für einen aliphatischen Acylrest mit 1 bis 24 Kohlenstoffatomen und 0 oder 1 bis 5 Doppelbindungen und R*> für einen linearen oder verzweigten aliphatischen Kohlenwas¬ serstoffrest mit 16 bis 24 Kohlenstoffatomen und 1 bis 5 Doppelbindungen steht. Typische Beispiele sind Epoxide von Essigsäureoleylester, ölsäureoleylester oder Erucasäureoleylester. Bevorzugt sind Epoxide von Estern der Formel (III), in der R 5 C0 für einen aliphatischen Acylrest mit 18 bis 22 Kohlenstoffatomen und 1 oder 2 Doppelbindungen und R*> für einen aliphatischen Kohlenwasserstoffrest mit 16 bis 22 Kohlenstoffatomen und 1 oder 2 Doppelbindungen steht.

a5) Epoxide von Fettsäureglyceridestern der Formel (IV),

CH2O-CO-R 7

I

CH-O-CO-R 8 (IV)

I CH20-C0-R 9

in der R 7 CO für einen linearen oder verzweigten aliphatischen Acylrest mit 16 bis 24 Kohlenstoffatomen und 1 bis 5 Doppel¬ bindungen und R Ö CO und R 9 C0 unabhängig voneinander für einen linearen oder verzweigten aliphatischen Acylrest mit 6 bis 22 Kohlenstoffatomen und 0 oder 1 bis 5 Doppelbindungen und de¬ ren Gemische steht. Typische Beispiele sind Epoxide von Erd¬ nußöl, Korianderöl, Baumwollsaatöl, Olivenöl, Leinöl, Rin¬ dertalg, Fischöl oder insbesondere Sojaöl. Bevorzugt ist der Einsatz von Epoxiden von Glycerinfettsäureestern der Formel (IV), in der R 7 CO, R 8 CO und R^CO unabhängig voneinander für aliphatische Acylreste mit 18 bis 22 Kohlenstoffatomen und überwiegend 1 oder 2 Doppelbindungen stehen.

Als Nucleophile, die für die Ringöffnung der Epoxidverbin¬ dungen benötigt werden, kommen bevorzugt hydroxylgruppen- haltige Verbindungen aus der Gruppe bl) Wasser, b2) monofunktionelle Alkohole, b3) mehrwertige Alkohole, b4) Fettalkoholpolyglykolether und b5) Carbonsäuren in Betracht:

bl) Wasser

b2) Alkohole der Formel (V),

R 10 OH (V)

in der R 1 ^ für lineare oder verzweigte aliphatische Kohlen- wasserstoffreste mit 1 bis 22 Kohlenstoffatomen und 0 oder 1 bis 3 Doppelbindungen steht. Typische Beispiele sind Metha¬ nol, Ethanol, Propanol-1, Propanol-2, n-Butanol, Pentanol, Hexanol, Octanol, Decanol, Laurylalkohol, Myristylalkohol, Cetylalkohol, Stearylalkohol, Oleylalkohol, Behenylalkohol oder Erucylalkohol. Bevorzugt ist der Einsatz von Methanol und Ethanol.

b3)Mehrwertige Alkohole, z.B. Ethylenglycol, Diethylenglycol, Polyethylenglycole im Molgewichtsbereich 300 bis 1500, 1,2-Propandiol, 1,3-Propandiol, Glycerin, Oligoglycerine mit Kondensationsgraden von durchschnittlich 2 bis 10, Trimethy- lolpropan, Pentaerythrit, Sorbitol und Sorbitan. Bevorzugt sind Ethylenglykol, Propan-l,2-diol, Glycerin und Trimethylolpropan.

b4) Fettalkoholpolyglycolether der Formel (VI),

R 12

I R 11 0-(CH2CHO) n H (VI)

in der R^ für lineare oder verzweigte aliphatische Kohlen- wasserstoffreste mit 6 bis 22 Kohlenstoffatomen und 0 oder 1 bis 3 Doppelbindungen, R 12 für Wasserstoff oder eine Methyl¬ gruppe und n für Zahlen von 1 bis 30 steht. Typische

Beispiele sind Anlagerungsprodukte von durchschnittlich 1 bis 30 Mol Ethylen- und/oder Propylenoxid an jeweils 1 Mol Hexanol, Octanol, Decanol, Lauryalkohol, Myristylalkohol, Cetylalkohol, Stearylalkohol, Oleylalkohol, Behenylalkohol oder Erucylalkohol. Bevorzugt ist der Einsatz von Fettalkoholpolyglycolethem der Formel (VI), in der R 11 für Alkylreste mit 6 bis 18 Kohlenstoffatomen, R 12 für Wasser¬ stoff und n für Zahlen von 1 bis 10 steht.

b5) Carbonsäuren der Formel (VII)

R 13 -COOH

in der R 3 für einen linearen oder verzweigten Kohlenwasser- Stoffrest mit 1 bis 22 C-Atoemn steht. Beispiele für Carbonsäuren sind Ameisensäure, Essigsäure, Propionsäure, Fettsäuren mit 6 bis 22 C-Atomen und Benzoesäure oder deren Mischungen.

Bevorzugte Nucleophile sind Alkohole, wobei die mehrwertigen besonders bevorzugt sind.

Die Epoxidverbindungen und die Nucleophile können in molaren Verhältnissen von 1 : 10 bis 10 : 1, vorzugsweise 1 : 3 bis 3 : 1 eingesetzt werden. Es ist vor allem bei mehrwertigen Al¬ koholen besonders bevorzugt, ein Verhältnis einzuhalten, das etwa im Bereich der Äquivalenz liegt.

Die Ringöffnung kann in an sich bekannter Weise erfolgen, wobei es sich als vorteilhaft erwiesen hat, die Reaktion bei

der Siedetemperatur des eingesetzten Nucleophils bzw. im Tem¬ peraturbereich von 60 bis 250 °C bei Normaldruck durchzufüh¬ ren. Dabei ist es nicht zwingend erforderlich, daß die Ring¬ öffnung vollständig abläuft. Es ist vielmehr ebenso möglich, Epoxidringöffnungsprodukte herzustellen, die noch über einen definierten Restgehalt an Epoxidsauerstoff, beispielsweise 1 bis 3 Gew.-%, verfügen. Die Reaktionszeiten liegen im allge¬ meinen zwischen 1 und 6 Stunden. Nach der Reaktion kann der Katalysator durch übliche Verfahren, beispielsweise durch Adsorption an einem festen Material entfernt werden oder kann nach Neutralisation mit Alkalien wie z.B. NaOH, KOH, LiOH oder a2Cθ3 oder Aminen wie Ethanola in, Morpholin oder Am¬ moniak im Produkt verbleiben.

Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhältlichen Epoxidringöffnungsprodukte eignen sich unter anderem als Rohstoffe zur Herstellung von Polymeren. Sie können bei¬ spielsweise in Alkydharze sowohl über die Hydroxylfunktionen als auch über noch im Molekül befindliche Epoxidgruppen ein¬ kondensiert werden und stellen mehrfunktionelle Polykonden- sationsbausteine dar, wie sie insbesondere für die Entwick¬ lung von Polyurethanschäumen von Wichtigkeit sind.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung betrifft daher die Verwendung der erfindungsgemäßen Epoxidringöffnungsprodukte zur Herstellung von Polymeren. Im allgemeinen sind sie in den Polymeren zu 1 bis 90, vorzugsweise 10 bis 70 Gew.-% - be¬ zogen auf die Polymeren - enthalten.

Bevorzugte Polymere sind die Polyurethane, insbesondere Polyurethanschaumstoffe oder Beschichtungen, die durch Reak¬ tion von polyfunktionellen Isocyanaten mit den

Hydroxylgruppen der erfindungsgemäßen Ringöffnungsprodukte leicht zugäglich sind.

Die folgenden Beispiele sollen den Gegenstand der Erfindung näher erläutern, ohne ihn darauf einzuschränken.

Beispiele

Alle prozentualen Angaben in den Beispielen verstehen sich, sofern nicht anders vermerkt, als Gewichtsprozent.

Die Säurezahl (SZ) wurde nach der DIN 53402 bestimmt. Die Hydroxylzahl (OHZ) wurde nach der DIN 53240 bestimmt. Die Ketonzahl (COZ) wurde nach der Methode der Deutschen Ge¬ sellschaft für Fettforschung C-V 18 [53] bestimmt. Die Farbe wurde nach der Lovibond-Methode (Deutsche Gesell¬ schaft für Fettforschung C-V 4b [84]) bestimmt.

Beispiel 1:

Umsetzung von Epoxystearinsäuremethylester mit Trimethylol- propan (30 ppm Trifluormethansulfonsäure)

1718 g Trimethylolpropan wurden unter Rühren auf 90 °C er¬ hitzt und mit 2.1 g einer 10%igen wäßrigen Lösung von Trifluormethansulfonsäure versetzt (30 ppm Trifluormethan¬ sulfonsäure) . Danach wurden innerhalb von 100 Min. 5235 g Epoxystearinsäuremethylester (4.89 Gew.% Epoxidsauerstoff) zugetropft. Die anfangs exotherme Reaktion war 75 Min. nach dem Zutropfen beendet (0.09 Gew% Epoxidsauerstoff) . Die Ka¬ talysatorsäure wurde mit 0.4 g Ethylendiamin + 4 PO neutra¬ lisiert.

OHZ: 321, COZ = 3.8 SZ = 0.7 Farbe: Lovibond 1 gelb (5 1/4" Küvette)

Vergleichsbeispiel 1:

Umsetzung von Epoxystearinsäuremethylester mit Trimethylol¬ propan (800 ppm Schwefelsäure)

268 g Trimethylolpropan wurden unter Rühren auf 90 °C erhitzt und mit 0.88 g konz. Schwefelsäure versetzt (800 ppm Schwe¬ felsäure). Danach wurden innerhalb von 90 Min. 818 g Epoxystearinsäuremethylester (4.89 Gew.% Epoxidsauerstoff) zugetropft. Die anfangs exotherme Reaktion war 3.5 h nach dem Zutropfen beendet (0.09 Gew.% Epoxidsauerstoff) . Die Kataly¬ satorsäure wurde mit 1.8 g Ethylendiamin + 4 PO neutrali¬ siert.

OHZ: 320, COZ = 6.4 SZ - 0.7 Farbe: Lovibond 5.1 gelb (5 1/4'' Küvette)

Beispiel 2:

Umsetzung von Epoxystearinsäuremethylester mit Trimethylol¬ propan (500 ppm Trifluormethansulfonsäure)

268 g Trimethylolpropan wurden unter Rühren auf 90 °C erhitzt und mit 0.5 g Trifluormethansulfonsäure versetzt. Danach wurden innerhalb von 90 Min. 818 g Epoxystearinsäuremethyl¬ ester (4.89 Gew.% Epoxidsauerstoff) zugetropft. Die anfangs exotherme Reaktion war 1 h nach dem Zutropfen beendet (0.03 Gew.% Epoxidsauerstoff) . Die Katalysatorsäure wurde mit 1.8 g Ethylendiamin + 4 PO neutralisiert.

OHZ: 320, COZ = 7.6 SZ = 1.2 Farbe: Lovibond 5.1 gelb (5 1/4" Küvette)

Der direkte Vergleich der beiden Katalyssatoren zeigt deut¬ lich die Vorteile der Trifluormethansulfonsäure hinsichtlich kürzerer Reaktionszeit, Farbe und Ketonzahl.

Eine höhere Menge an Trifluormethansulfonsäure verkürzt die Reaktionszeit, die Ketonzahl steigt aber etwas an.

Beispiel 3:

Umsetzung von Epoxystearinsäuremethylester mit 1,4-Butandiol

(20 ppm Trifluormethansulfonsäure)

450 g 1,4-Butandiol wurden unter Rühren auf 90 °C erhitzt und mit 0.25 g einer 10%igen wäßrigen Lösung von Trifluormethansulfonsäure versetzt. Danach wurden innerhalb von 75 Min. 818 g Epoxystearinsäuremethylester (4.89 Gew.% Epoxidsauerstoff) zugetropft. Die anfangs exotherme Reaktion war 30 Min. nach dem Zutropfen beendet (0.07 Gew.% Epoxidsauerstoff) . Die Katalysatorsäure wurde mit 0.5 g Ethylendiamin + 4 PO neutralisiert und das überschüssige 1,4-Butandiol im Vakuum (bis p ca. 0.5 mbar) abdestilliert.

OHZ: 236, COZ = 1.8, SZ = 0.6 Farbe: Lovibond 10 gelb, 1 rot (5 1/4" Küvette)

Vergleichsbeispiel 2:

Umsetzung von Epoxystearinsäuremethylester mit 1,4-Butandiol

(400 ppm Schwefelsäure)

901 g 1,4-Butandiol wurden unter Rühren auf 100 °C erhitzt und mit 1.0 g konz. Schwefelsäure versetzt. Danach wurden

innerhalb von 75 Min. 636 g Epoxystearinsäuremethylester (4.89 Gew.% Epoxidsauerstoff) zugetropft. Die anfangs exo¬ therme Reaktion war 30 Min. nach dem Zutropfen beendet (0.09 Gew.% Epoxidsauerstoff) . Die Katalysatorsäure wurde mit 3.0 g Ethylendiamin + 4 PO neutralisiert und das überschüssige 1,4-Butandiol im Vakuum (bis p ca. 0.5 mbar) abdestilliert.

OHZ: 238, COZ ■ 3.0 SZ = 1.2 Farbe: Lovibond 20 gelb, 2.3 rot (5 1/4" Küvette)

Beispiel 4: Umsetzung von Sojaδlepoxid mit Methanol (15 ppm Trifluormethansulfonsäure)

346 g Methanol wurden unter Rühren auf 60 °C erhitzt und mit 0.2 g einer 10%igen wäßrigen Lösung von Trifluormethansulfonsäure versetzt. Danach wurden innerhalb von 52 Min. 1000 g Sojaölepoxid (6.46 Gew.% Epoxidsauerstoff) zugetropft. Die anfangs exotherme Reaktion war 5 h nach dem Zutropfen beendet (0.03 Gew.% Epoxidsauerstoff) . Die Kataly¬ satorsäure wurde mit 0.5 g Diethylethanolamin neutralisiert und das überschüssige Methanol im Vakuum (bis p ca. 10 mbar) abdestilliert.

OHZ: 172, SZ = 0.4 Farbe: Lovibond 9 gelb, 0.9 rot (5 1/4" Küvette)

Vergleichsbeispiel 3:

Umsetzung von Sojaölepoxid mit Methanol

(3000 ppm Schwefelsäure)

346 g Methanol wurden unter Rühren auf 60 °C erhitzt und mit 4.2 g konz. Schwefelsäure versetzt. Danach wurden innerhalb von 35 Min. 1000 g Sojaölepoxid (6.46 Gew.% Epoxidsauerstoff) zugetropft. Die anfangs exotherme Reaktion war 5,7 h nach dem Zutropfen beendet (0.1 Gew.% Epoxidsauerstoff) . Die Kataly¬ satorsäure wurde mit 8.4 g Diethylethanolamin neutralisiert und das überschüssige Methanol im Vakuum (bis p ca. 10 mbar) abdestilliert.

OHZ: 180 Farbe: Lovibond 30 gelb, 6 rot (5 1/4" Küvette)

Vergleichsbeispiel 4:

Umsetzung von Epoxystearinsäuremethylester mit Trimethylol¬ propan (30 ppm PerChlorsäure)

268 g Trimethylolpropan wurden unter Rühren auf 90 °C erhitzt und mit 0.33 g einer 10%igen wäßrigen Lösung von Perchlor¬ säure versetzt. Danach wurden innerhalb von 80 Min. 818 g Epoxystearinsäuremethylester (4.89 Gew.% Epoxidsauerstoff) zugetropft. Nach dem Zutropfen wurde ein Epoxidwert von 1.59%, nach 5 h ein Wert von 0.85% erhalten. Weiteres Erhit¬ zen (5h auf 100°C) lieferte einen Epoxidwert von 0.56%.

Das Vergleichsbeispiel zeigt, daß Perchloressigsäure, eine andere extrem starke Säure, bei gleicher Einsatzkonzentration

nicht so effektiv wie die erfindungsgemäße Trifluormethansulfonsäure ist.

Vergleichsbeispiel 5:

Umsetzung von Epoxystearinsäuremethylester mit Trimethylol¬ propan ( 30 ppm Trifluormethansulfonsäuremethylester)

Das Vergleichsbeispiel 5 wurde wiederholt. Als Katalysator wurden 0,33 g einer 10 % igen Lösung von Trifluormethansulfonsäuremethylester in Di-n-octylether verwenbdet.

Nach 5 h bei einer Temperatur von 90 °C wurde ein Epoxidwert von 2,95 % Epoxidsauerstoff gefunden.

Beispiel 5:

Umsetzung eines cx-Epoxids mit Acrylsäure

82,5 g eines o-Epoxids mit einem Gehalt an Epoxidsauerstoff von 7,76 Gew.% (0,4 mol) wurden mit 58 g Acrylsäure (0,8 mol) und 100 ppm Hydrochinon vermischt. In einen Teil des Ansatzes wurden 100 ppm Trifluormethansulfonsäure gegeben und beide Mischungen bei Raumtemperatur gelagert.

Lager- Epoxid-Gehalt zeit

Bsp.5 Vergleich

[h] [%] [%]

0 4,60 4,60 15 3,58 3,76 29 0,41 1,02 33 0,16 0,90