WPŁYW KATALIZATORÓW PRZENIESIENIA FAZOWEGO NA ETERYFIKACJĘ SORBITU CHLORKIEM ALLILU.

Wielofunkcyjne związki allilowe(etery allilowe alkoholi wielowodorotlenowych) są ważnym półproduktem w przemyśle tworzyw sztucznych. W Polsce nie wytwarza się tych eterów, a na świecie otrzymuje się z alkoholu allilowego.

Zastanawiano się nad wpływem katalizatorów z grupy czwartorzędowych soli amoniowych i związków powierzchniowo czynnych. Przeprowadzano reakcje z chlorkiem allilu w środowisku zasadowym wodnego roztworu wodorotlenku sodu. W obecności odpowiedniego katalizatora przeniesienia fazowego wg schematu:

gdzie:

R- grupa węglowodorowa alkoholu

X- np. Cl ^-, Br ^-, HSO ^-₄

Y- Cl ^-, Br ^-

R₄'N ⁺X ^- amoniowa sól czwartorzędowa

Podczas tej reakcji otrzymano pożądane produkty oraz produkty reakcji ubocznej.

Celem badań było sprawdzenie aktywności wybranych katalizatorów na selektywność alllilowania alkoholu(sorbitu). Chciano eteryfikację przeprowadzić w kierunku powstawania eteru penteallilowego sorbitu(EPAS), oraz eteru heksaalliwego sorbitu(EHAS), wybór padł na te związku ze względu na zastosowanie w praktyce(EPAS- zawiera grupę hydroksylową i allilową, jest półproduktem do otrzymywania polimerów liniowych i cyklicznych i w procesie estryfikacji; EHAS- posiadając sześć grup allilowych jest monomerem sieciującym w syntezie polimerów i kopolimerów).

Do badań zastosowano:

D(-)sorbit

Chlorek allilu

KATALIZATORY:

Wodorosiarczan(IV) tetrabutyloamoniowy(WSTBA)

Bromek tetrabutyloamoniowy(BTBA)

Bromek tetraetyloamoniowy(BTEA)

Chlorek tetraetyloamoniowy(CTEA)

Chlorek benzylotrimetyloamoniowy(CBTMA)

Bromek tetrametyloamoniowy(BTMA)

SPOSÓB PROWADZENIA PROCESU ETERYFIKACJI:

Proces prowadzony był w sposób okresowy w termostatowym reaktorze szklanym zaopatrzonym w mieszadło, chłodnicę zwrotną, termometr, wkraplacz do dozowania roztworu chlorku allilu rozpuszczonego w toluenie. Do reaktora wprowadzona została określona ilość sorbitu i 50% roztwór wodorotlenku sodu. Całość ogrzewa się intensywnie mieszając do temperatury 50⁰C przez 1h. Następnie przez 1h oziębiano otrzymaną mieszaninę do 55⁰C i dodawano określoną ilość katalizatora. Przez następną godzinę wkraplano odpowiednie ilości chlorku allilu rozpuszczonego w toluenie(toluen miał za zadanie obniżać prężność pary chlorku allilu i do wyekstrahowania produktów, po upływie przewidzianego czasu na proces reaktor oziębiano i oddzielano warstwę wodną od organicznej.

OMÓWIENIE WYNIKÓW:

Proces prowadzono od 1do 24 godzin jako miarę aktywności danego katalizatora mierzona przy pomocy stopnia konwersji(stopnia przereagowania) chlorku allilu:

gdzie:

n_o- pierwotna ilość substratu

n_chwil- ilość substratu w danej chwili

Z przeprowadzonych rozważań wywnioskowano, że najbardziej aktywne katalizatory:

• o dużych(długie) symetrycznych podstawnikach alkilowych (dla tego samego anionu)

• rodzaju anionu ( objętość anionu przy azocie- HSO₄ ^->Br ^->Cl ^-)

Zauważono, że stopień konwersji dla WSTBA wynosi 61,4% przy stałym stosunku molowym katalizatora do sorbitu.

Badanie selektywności przeprowadzono dla katalizatora o największej aktywność. Pomiar polegał na analizie chromatograficznej mieszaniny poreakcyjne przy różnych stosunkach molowych. Z przeprowadzonych pomiarów wynikało, że przy zwiększaniu ilości katalizatora selektywność tworzenia EHAS rośnie niemal liniowo, natomiast dla EPAS osiąga maksimum przy stosunku 0,2molaWSTBA na 1mol sorbitu co wskazuje na niecelowość dodawania większej ilości katalizatora.

WNIOSKI:

Z przeprowadzonych badań wnioskujemy, że katalizator przeniesienia fazowego w reakcji eteryfikacji sorbitu powinien charakteryzować się symetrycznymi i długimi podstawnikami alkilowymi.

---