Ésteres glicidílicos de ácido alcanoico de C10 y su uso.

Éster glicidílico de ácido 2-propilheptanoico, éster glicidílico de ácido 4-metil-2-propilhexanoico o su mezcla(denominados abreviadamente como ésteres glicidílicos).

Ésteres glicidílicos de ácido alcanoico de C10 y su uso

Descripción

La presente invención hace referencia a ésteres glicidílicos de ácido 2-propilheptanoico, 4-metil-2-propilhexanoico o 5 su mezcla (denominados de manera abreviada como ésteres glicidílicos) .

Debido a sus propiedades físicas y químicas los ésteres glicidílicos tienen múltiples posibilidades de uso. Se usan, por ejemplo, como diluyentes reactivos para poliacrilatos, poliésteres o sistemas epóxicos; son adecuados como auxiliares de dispersión, por ejemplo para pigmentos o se emplean como productos intermedios en síntesis, principalmente para la modificación de oligómeros y polímeros. Principalmente se conocen ésteres glicidílicos de

ácido alcanoico de C10, por ejemplo ésteres glicidílicos del ácido versático, tal como pueden conseguirse bajo el nombre comercial Cadura® E 10 de Shell o ésteres glicidílicos del ácido neodecanoico como pueden obtenerse bajo la denominación Gly dexx® de Exxon.

Agnieszka Bukowska et al., J. Chem.Technol Biotechnol 74 ; 1145-1148 (1999) describen la preparación de ésteres glicidílicos mediante la reacción de los ácidos carboxílicos correspondientes con epiclorhidrina en presencia de sales

de cromo (II) y cierre de anillo subsiguiente para formar el éster glicidílico usando acetonitrilo y carbonato de potasio. El producto se purifica mediante destilación.

La US 6433217 revela la preparación de ésteres glicidílicos ramificados en el átomo de C alfa, principalmente ésteres del ácido versático, mediante reacción del ácido carboxílico con epiclorhidrina en presencia de un catalizador, una adición subsiguiente de un hidróxido de metal alcalino y procesamiento por destilación.

En el mercado son conocidos los usos de los ésteres glicidílicos como diluyentes reactivos o agentes de dispersión, por ejemplo para pigmentos o para la modificación de polímeros mediante reacción análoga a la polimérica. EP 1042 402 describe, por ejemplo, un uso en composiciones de recubrimiento.

Existe una demanda de ésteres glicidílicos alternativos con propiedades de aplicación industrial tan buenas como sea posible y una preparación lo más sencilla y más económica posible.

Por consiguiente se han hallado los arriba definidos ésteres glicidílicos y su uso. También ha sido hallado un método para su preparación.

Los ésteres glicidílicos y su preparación

Los ésteres glicidílicos de la invención son ésteres glicidílicos del ácido 2-propilheptanoico de la fórmula

o ésteres glicidílicos del ácido 4-metil-2-propilhexanoico de la fórmula

o una mezcla de los mismos.

Los ésteres glicidílicos de la invención son líquidos a 1 bar, 21 °C.

Ésteres glicidílicos del ácido 2-propilheptanoico, ésteres glicidílicos del ácido 4-metil-2-propilhexanoico o una mezcla

de los dos se obtienen fácilmente mediante dimerización de pentenos y oxidación subsiguiente, tal como se describe en DE-A 102 39 134. En la dimerización del penteno generalmente se produce una mezcla de 2-propilhepteno y 4metil-2-propilhexeno. La mezcla puede procesarse y los compuestos puros pueden oxidarse para producir ácidos carboxílicos y seguir usándose.

En general no existe ninguna necesidad de esto porque ambos ácidos carboxílicos y ambos ésteres glicidílicos 40 derivados de los mismos son adecuados para los otros usos en el contexto de esta invención. Por lo tanto, preferentemente la mezcla se oxida para producir la mezcla de ácidos carboxílicos sin separar los alquenos. En la dimerización y subsiguiente oxidación pueden producirse otros productos secundarios, por ejemplo ésteres de ácido fórmico, como el éster 1-propil-hexílico de ácido fórmico o éster 3-metil-1-propil-pentílico de ácido fórmico, mezclas de nonanol o 6-metil-octan-4-ol y ácido fórmico; no es necesaria una separación de estos subproductos antes de la preparación y utilización de los ésteres glicidílicos.

La cantidad de esos subproductos es sin embargo preferiblemente menor a 20 partes en peso, principalmente menor a 10 partes en peso, particularmente preferible menor a 5 partes en peso en 100 partes en peso de ácido 2propilheptanoico, ácido 4-metil-2-propilhexanoico o su suma en peso.

Particularmente preferible los ésteres glicidílicos de la invención son una mezcla de éster glicidílico de ácido 2propilheptanoico y de ácido 4-metil-2-propilhexanoico.

Particularmente preferible, la fracción de ambos compuestos aquí es de 1 a 99 % en peso de ésteres glicidílicos de ácido 2-propilheptanoico 1 a 99 % en peso de ésteres glicidílicos de ácido 4-Metil-2-propilhexanoico, en cuyo caso el dato porcentual se refiere a la suma de ambos. Particularmente preferible, la mezcla consiste de 10 a 90, principalmente 20 a 80 % en peso de ésteres glicidílicos de ácido 2-propilheptanoico y 10 a 90, principalmente 20 a 80 % en peso de ésteres glicidílicos de ácido 4-metil-2-propilhexanoico.

Como método para la preparación de los ésteres glicidílicos de la invención se consideran, por ejemplo, los siguientes métodos:

El método descrito en DE-A 2107084 de transesterificación de ésteres metílicos de ácido carboxílico con acetato o propionato de glicidilo con metilato de sodio o hidróxido de amonio como catalizadores; el acetato de metilo producido se retira por destilación.

Una reacción de ácido carboxílico con una mezcla en ebullición de epiclorhidrina (exceso molar de 2, 5 veces) y carbonato de sodio (0, 5 mol respecto del ácido) . Según DE-A 2446944. En el separador de agua se separa agua de reacción y epiclorhidrina. La epiclorhidrina se recicla. Cuando toda el agua se haya retirado, se efectúa la adición de cloruro de trietilbencilamonio, después se revuelve a 110-115°C y después de la filtración (NaCl) se procesa por medio de la destilación.

Otros método es la esterificación de ácidos carboxílicos con glicidol con carbodiimidas (por ejemplo DCC) como agentes de acilación y piridinas (por ejemplo DMAP) como catalizadores según EP-A 0697018. Se retira urea por medio de filtración, el catalizador se retira con un intercambiador de iones ácido. Con ácido acético al 50 % se destruye la carbodiimida residual. El solvente se retira al vacío. El producto crudo se recoge en solvente orgánico y la urea residual se cristaliza enfriando. El solvente se retira destilando a presión reducida. El producto permanece como residuo.

Según US 5036154, la reacción se efectúa mediante una epoxidación, catalizada con volframato de sodio, de ésteres de alilo con H2O2 al 70 %. Se trata de una reacción en 2 fases (agua/tolueno) con cloruro de trioctilamonio como catalizador de transferencia de fase (PTC) .

EP 1115714 describe la reacción de ácido neodecanoico con epiclorhidrina en un exceso molar de cerca de 4 veces en presencia de isopropanol (alcohol miscible con agua) , agua y NaOH.

Se cargan ácido neodecanoico, epiclorhidrina y el solvente, luego se dosifica a 56°C NaOH al 50%. La temperatura se eleva a 84°C, luego se enfría a 50°C. Después de separar la fase inferior se dosifica NaOH al 24 % a 50°C. Después de 40 minutos se efectúa la separación de fases. La fase orgánica se concentra hasta las condiciones finales de 100 mbar, 110°C. Se retira el exceso de epiclorhidrina mediante destilación con vapor de agua. Luego se adiciona NaOH al 50% a 55°C. Después del tiempo de reacción se lleva a cabo una extracción doble con agua, se arrastra la fase orgánica con vapor y se seca al vacío (120°C, 40 mbar) .

Según WO 00/44836, de 1 mol de ácido 2-etilhexanoico y 2 mol de NaOH se prepara la sal de Na del ácido en tolueno. El agua que se genera se destila de manera azeotrópica con ayuda del tolueno. A 50°C se adicionan lentamente 3 mol de epiclorhidrina. La mezcla se calienta hasta el reflujo. Después de finalizar la reacción se destila la epiclorhidrina. El producto se destila a presión reducida.

Un método preferido para preparar los ésteres glicidílicos de la invención se caracteriza por los siguientes pasos del proceso a) hasta c) :

a) se hacen reaccionar ácido 2-propilheptanoico, ácido 4-metil-2-propilhexanoico o sus mezclas con epiclorhidrina en presencia de una sal de... [Seguir leyendo]

1. Éster glicidílico de ácido 2-propilheptanoico, éster glicidílico de ácido 4-metil-2-propilhexanoico o su mezcla (denominados abreviadamente como ésteres glicidílicos) .

2. Éster glicidílico según la reivindicación 1, caracterizado porque se trata de una mezcla que se compone de 1 a 99 % en peso de éster glicidílico de ácido 2-propilheptanoico y 1 a 99 % en peso de éster glicidílico de ácido 4-metil-2propilhexanoico, respecto de la suma del peso de éster glicidílico de ácido 2-propilheptanoico y éster glicidílico de ácido 4-metil-2-propilhexanoico.

3. Método para la preparación del éster glicidílico de la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque

a) se hace reaccionar ácido 2-propilheptanoico, ácido 4-metil-2-propilhexanoico o su mezclas con epiclorhidrina en presencia de una sal de cromo b) el compuesto de hidroxilo obtenido se hace reaccionar en presencia de un hidróxido de metal alcalino o alcalino

térreo para producir ésteres glicidílicos y c) la mezcla obtenida opcionalmente se procesa mediante extracción.

4. Uso de los ésteres glicidílicos de la reivindicación 1º2como diluyente reactivo.

5. Uso de los ésteres glicidílicos de la reivindicación 1º2como diluyente reactivo para composiciones que contienen compuestos epóxicos.

6. Composiciones líquidas a 21 °C, 1 bar, capaces de curar, que contienen un éster glicidílico según la reivindicación 1º2.

7. Composiciones según la reivindicación 6 que contiene al menos 0, 1 % en peso del éster glicidílico, respecto de todos los componentes de la composición con excepción de agua y solventes orgánicos.

8. Uso de los ésteres glicidílicos de la reivindicación 1º2como agente dispersante o auxiliar de emulsión.

9. Uso de los ésteres glicidílicos de la reivindicación 1º2como agente dispersante para pigmentos.

10. Preparaciones de pigmentos que contienen 0, 05 a 20 partes en peso del éster glicidílico según la reivindicación 1 o 2, respecto de 100 partes en peso de pigmento.

11. Uso de los ésteres glicidílicos según la reivindicación 1 o 2 para modificar polímeros que pueden obtenerse por polimerización de radicales libres, por ejemplo poliacrilatos, policondensados, por ejemplo poliésteres, o poliaductos, por ejemplo poliuretanos.

12. Polímeros que pueden obtenerse mediante polimerización por radicales libres, por ejemplo poliacrilatos, policondensados, por ejemplo poliésteres, o poliaductos, por ejemplo poliuretanos, que están modificados con un éster glicidílico según la reivindicación 1 o 2.