PROCEDIMIENTO PARA LA ALCOXILACION DE MONOOLES EN PRESENCIA DE MATERIALES ESTRUCTURALES METALOORGANICOS.

Un procedimiento para la alcoxilación de un monool con al menos un agente alcoxilante hasta un alcohol polioxialquilénico,

en el qué el alcohol polioxialquilénico comprende de una a cinco unidades alcoxi y en el que se emplea un catalizador que comprende un material estructural metaloorgánico de iones metálicos y ligandos orgánicos unidos coordinadamente al menos bidentados

Procedimiento para la alcoxilación de monooles en presencia de materiales estructurales metaloorgánicos.

La presente invención se refiere a un procedimiento para la alcoxilación de monooles en presencia de sistemas catalíticos que comprenden un material estructural metaloorgánico poroso de iones metálicos y un ligando orgánico unido coordinadamente que es al menos bidentado. La invención abarca además el uso de alcoholes polioxialquilénicos obtenidos en el procedimiento de acuerdo con la presente invención como tensioactivos y aceites de flotación.

Los alcoholes polioxialquilénicos pueden prepararse, p. ej., por medio de poliadición catalizada por bases o ácidos de óxidos alcalinos a compuestos orgánicos polifuncionales (iniciadores). Iniciadores adecuados son, p. ej., agua, alcoholes, ácidos o aminas o mezclas de los mismos, qué se seleccionan de acuerdo con el alcohol que ha de prepararse. La desventaja de los métodos de preparación conocidos es que son necesarias varias etapas de purificación elaboradas para separar el residuo de catalizador del producto de reacción. Por otra parte, los procedimientos conocidos en la técnica dan como resultado una mezcla de diversos productos de alcoxilación, que varían de alcoholes mono- a poli-alcoxilados.

US-A 2003/078311 se refiere a un procedimiento para la alcoxilación de compuestos orgánicos usando materiales estructurales metaloorgánicos para dar polioles. EP-A 402 051 describe la etoxilación de alcoholes.

Un objetivo de la invención es proporcionar un procedimiento para la preparación de alcoholes polioxialquilénicos a partir de monooles que no muestre las desventajas de los procedimientos conocidos en la técnica. En particular, los alcoholes polioxialquilénicos así obtenidos tienen un bajo contenido de impurezas, sin requerir etapas de purificación elaboradas de los materiales de partida y/o los productos intermedios. Por otra parte, el procedimiento no debe requerir etapas de purificación elaboradas para separar el catalizador del producto o los productos de reacción. En particular, el procedimiento debe dar productos de alcoxilación definidos con un intervalo de alcoxilación definido.

Estos objetivos se resuelven mediante un procedimiento para la alcoxilación de un monool con al menos un agente alcoxilante hasta un alcohol polioxialquilénico, en el que el alcohol polioxialquilénico comprende de una a cinco unidades alcoxi y en el que se emplea un catalizador que comprende un material estructural metaloorgánico de iones metálicos y ligandos orgánicos unidos coordinadamente al menos bidentados.

La presente invención se extiende a la alcoxilación de monooles que se hacen reaccionar con un agente alcoxilante, en general un óxido de alquileno. Ejemplos de monooles que conducen por sí mismos a una alcoxilación de acuerdo con la presente invención son conocidos por el experto en la técnica. Ejemplos incluyen monooles de grupos alquilo lineales y ramificados que tienen de 1 a 30, preferiblemente de 1 a 20, en particular de 1 a 15 átomos de carbono, grupos alquilo que pueden tener uno o más sustituyentes arilo, de grupos aromáticos homo- y poli-nucleares que tienen de 4 a 30, preferiblemente de 4 a 20, en particular de 1 a 10 átomos de carbono, grupos aromáticos que pueden tener uno o más sustituyentes alquilo, y de grupos alquenilo lineales y ramificados que tienen de 2 a 30, preferiblemente de 2 a 20, en particular de 2 a 15 átomos de carbono y grupos alquenilo que pueden tener uno o más sustituyentes arilo. Los grupos alquilo, alquenilo y arilo pueden contener uno o más heteroátomos en su esqueleto carbonado, y todos los grupos mencionados pueden tener uno o más sustituyentes distintos de los nombrados. Ejemplos de heteroátomos incluyen N, O y S. Ejemplos de sustituyentes incluyen haluros y pseudohaluros. Los alcoholes preferidos deben ser líquidos a temperatura ambiente.

Ejemplos de alcoholes preferidos incluyen propilheptanol, tridecanol H y tridecanol N.

El agente alcoxilante se selecciona en general de epóxidos que tienen de dos a 30 átomos de carbono y mezclas de dos o más de los mismos. Preferiblemente, se emplea un óxido de alquileno lineal o ramificado, cíclico o no cíclico, que tiene de dos a 24 átomos de C que tiene opcionalmente uno o más sustituyentes del grupo que consiste en grupos aromáticos, haluros, grupos hidroxilo, grupos sililo, grupos éter acíclico y amonio.

Para el grupo preferido de óxidos de alquileno, se citan los siguientes a modo de ejemplo: óxido de etileno, 1,2-epoxipropano, 1,2-epoxi-2-metilpropano, 1,2-epoxibutano, 2,3-epoxibutano, 1,2-epoxi-3-metilbutano, 1,2-epoxipentano, 1,2-epoxi-3-metilpentano, 1,2-epoxihexano, 1,2-epoxiheptano, 1,2-epoxioctano, 1,2-epoxinonano, 1,2-epoxidecano, 1,2-epoxiundecano, 1,2-epoxidodecano, 1,2-epoxiciclopentano, 1,2-epoxiciclohexano, (2,3-epoxipropil)benceno, viniloxirano, 3-fenoxi-1,2-epoxipropano, éter 2,3-epoximetílico, éter 2,3-epoxiletílico, 2,3-epoxil-isopropil-éter, 2,3-epoxil-1-propanol, estearato de (3,4-epoxibutilo), acetato de 4,5-epoxipentilo, metacrilato de 2,3-epoxipropano, acrilato de 2,3-epoxipropano, butirato de glicidilo, glicidato de metilo, 2,3-epoxibutanoato de etilo, 1,2-epóxido de 4-(trimetilsilil)butano, 1,2-epóxido de 4-(trietilsilil)butano, óxido de 3-(perfluorometil)propano, óxido de 3-(perfluoroetil)propano, óxido de 3-(perfluorobutil)propano, 4-(2,3-epoxipropil)morfolina, 1-(oxirano-2-ilmetil)pirrolidin-2-ona, óxido de estireno, viniloxirano, óxidos de 1,2-alquileno alifáticos que tienen de 5 a 24 átomos de C, óxido de ciclopentano, óxido de ciclohexano, monóxido de ciclododecatriano-(1,5,9) y mezclas de dos o más de los compuestos citados.

Particularmente preferidos en el contexto de la presente invención son óxido de etileno, óxido de propileno, 1,2-epoxibutano, 2,3-epoxibutano, 1,2-epoxi-2-metilpropano, óxido de estireno, viniloxirano y cualesquiera mezclas de dos o más de los compuestos citados. Los epóxidos más preferidos son óxido de etileno, óxido de propileno y mezclas de óxido de etileno con óxido de propileno.

El procedimiento para preparar un epóxido mediante epoxidación se describe posteriormente en la presente memoria con detalle a modo de ejemplo, haciendo referencia al óxido de propileno.

El óxido de propileno puede obtenerse haciendo reaccionar propileno con oxígeno; hidrógeno y oxígeno; peróxido de hidrógeno; hidroperóxidos orgánicos; o halohidrinas, preferiblemente haciendo reaccionar propileno con peróxido de hidrógeno, más preferiblemente haciendo reaccionar propileno con peróxido de hidrógeno en presencia de un catalizador que comprende un material zeolítico, particularmente haciendo reaccionar propileno con peróxido de hidrógeno en presencia de un catalizador que comprende un material zeolítico que contiene titanio que tiene estructura CS-1.

Es particularmente adecuado usar peróxido de hidrógeno para la epoxidación.

La epoxidación se conoce en principio de, p. ej., DE 100 55 652.3 y solicitudes de patente adicionales del presente solicitante, tales como DE 100 32 885.7, DE 100 32 8849, DE 100 15 246.5, DE 199 36 547.4, DE 199 26 725.1, DE 198 47 629.9, DE 198 35 907.1, DE 197 23 950.1.

El agente alcoxilante obtenido en la etapa de epoxidación puede usarse directamente sin tratamiento adicional. Sin embargo, también es posible dentro de la presente invención que el agente alcoxilante se trate de antemano, p. ej. se purifique. Como método de purificación, puede hacerse mención a una destilación fina. Procedimientos adecuados se describen, p. ej., en EP-B 0 557 116.

De acuerdo con la presente invención, la alcoxilación se lleva a cabo en presencia de un sistema catalítico que comprende el llamado material estructural metaloorgánico.

Los materiales estructurales metaloorgánicos son conocidos como tales. Se describen, por ejemplo, en US 5.648.508, EPA- 0 709 253, M. O'Keeffe et ál., J. Sol. State Chm., 152 (2000) p. 3-20, H. Li et ál., Nature 402 (1999) p. 276 seg., M. Eddaoudi et ál., Topics in Catalysis 9 (1999) p. 105-111, B. Chen. Et ál., Science 291 (2001) p. 1021-23. Un modo económico para la preparación de dichos materiales se divulga en DE 101 11 230.0. La preparación de MoFs isorreticulares se divulga en WO 02/088148.

Los materiales estructurales metaloorgánicos, según se usan en la presente invención, comprenden poros, particularmente micro- y/o meso-poros. Los microporos se definen como poros que tienen un diámetro en el intervalo de por encima de 2 nm a 50 nm, respectivamente,...

1. Un procedimiento para la alcoxilación de un monool con al menos un agente alcoxilante hasta un alcohol polioxialquilénico, en el qué el alcohol polioxialquilénico comprende de una a cinco unidades alcoxi y en el que se emplea un catalizador que comprende un material estructural metaloorgánico de iones metálicos y ligandos orgánicos unidos coordinadamente al menos bidentados.

2. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el ion metálico se selecciona entre iones de elementos de los grupos Ia, IIa, IIIa, IVa a VIIIa y Ib a VIb de la tabla periódica de los elementos.

3. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, en el que el ligando orgánico bidentado se selecciona entre ácidos policarboxílicos aromáticos mono- y poli-nucleares sustituidos y no sustituidos y ácidos policarboxílicos mono- y poli-nucleares aromáticos sustituidos y no sustituidos que comprenden al menos un heteroátomo.

4. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 3, en el que el ligando es ácido tereftálico o un derivado del mismo.

5. El procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que el material estructural metaloorgánico exhibe una superficie específica, según se determina a través de adsorción, de > 20 m²/g.

6. El procedimiento de acuerdo, con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que el agente de alcoxilación se selecciona entre epóxidos mono- y multi-funcionales que tienen de 2 a 30 átomos de carbono y mezclas de dos o más de los mismos.

7. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 6, en el que el epóxido se selecciona de óxido de etileno, óxido de propileno, óxidos de butilenos y mezclas de los mismos.