Brevet FR2011758A1 — publié le 19700306

La réaction des oléfines sur l'oxyde de carbone et ; l'hydrogène en présence de catalyseurs, employée industriellement sous le nom d'oxosynthèse ou d'hydroformylation, conduit à la formation d'aldéhydesqui contiennent un atome de carbone 5 de plus que les oléfines de départ. Une portion appréciable des aldéhydes ainsi obtenus est transformée en alcools, soit directement, soit aprèe alÊblisation préalable. Ces alcools, en particulier ceux qui contiennent 6 à 16 atomes de carbone, conviennent très bien à la fabrication d'esters par traitement 10 par des diacides aliphatiques ou aromatiques ou par leurs anhydrides, tels que l'anhydride phtalique ou l'anhydride maléique. Ces esters sont largement utilisés comme plastifiants pour diverses matières plastiques. Une condition essentielle de l'utilisation pour la 15 fabrication de plastifiants est que les alcools présentent un degré élevé de pureté. De petites quantités d'impuretés suffisent à donner des produits colorés qui abaissent d'unë manière décisive la qualité des plastifiants. Ces impuretés, qui existent déjà dans le produit de la première réaction, sont 20 des aldéhydes ayant le même nombre d'atomes de carbone que les alcools et surtout des produits de condensation des aldéhydes de départ ou des aldéhydes non saturés formés par aldolisation suivie de déshydratation. Il s'agit principalement d'esters à point d'ébullition élevé, d'acétals et d'aldéhydes de départ 25 qui n'ont été que partiellement hydrogénés, qui se mélangent aux alcools bruts et sont facilement décomposés par la chaleur, pendant la distillation, en composés plus volatils, tels que des aldéhydes ou des éthers non saturés. Ces impuretés sont impossibles à éliminer des alcools, même par distillation répétée. JO On connaît déjà une série de procédés pour la préparation d'alcools de grande pureté destinés à la fabrication d'esters plastifiants. D'après la DAS allemande n° 1 094 251, on traite de préférence dans ce but des alcools provenant de 1'oxosynthèse et contenant 4 à 15 atomes de carbone par un borohydrure de 35 métal alcalin ou alcalino-terreux. D'après le brevet américain n° 3 065 258, on effectue la purification à l'aide-d'hydrures d'aluminium et de métal alcalin; d'après le brevet britannique n° 874 583? on utilise des acides de Lewis pour préparer des alcods 69 20154 2 M 2011758 purs.La CAS allemande n° 1 164 410 décrit un procédé de fabrication d'esters d'acides dicarboxyliques convenant comme plastifiants pour résines synthétiques, dans lequel l'estéri-fication doit être faite en présence d'un mélange stabilisant 5 formé de borohydrure de métal alcalin et d'un éther du glycol, _ D'après le brevet allemand n° 1 135 457» certains hydrures de bore, surtout mélangés au formamide, empêchent la coloration des esters plastifiants au cours de leur fabrication, D'après le brevet américain n° 2 903 477, on obtient le même résultat 10 en effectuant la réaction d'estérification en présence d'ions ammonium. Le brevet américain n° 3 232 998 décrit enfin un mode opératoire de purification du 2-éthylhexanol qui consiste à traiter l'alcool par des polyols. Un inconvénient majeur de ces procédés connus est que 15 la purification doit toujours être faite en présence d$ produits auxiliaires, qui- donnent lieu à des réactions secondaires du fait de leurs propriétés chimiques et par suite entraînent un abaissement des rendements en"produits utiles, ou qui imposent des traitements supplémentaires du fait de 20 leurs propriétés physiques. En outre, ces procédés de purification ne conduisent pas toujours au résultat voulu. Il fallait donc mettre au point un procédé d'usage général permettant d'obtenir par oxosynthèse des alcools de grande pureté, .nécessaires à la fabrication de plastifiants. 25 La demanderesse a découvert de façon surprenante, selon 1'invention, que 1'on peut préparer des alcools pour plastifiants de grande pureté en distillant d'abord sous 1 à 100 mm de mercure les aldéhydes saturés obtenus par oxosynthèse ou les aldéhydes non saturés formés à partir de ceux-ci par 30 aldolisation suivie de déshydratation, puis en les hydrogénant et en les fractionnant d'une manière connue. Les aldéhydes utilisés selon l'invention, préparés par hydroformylation,s'obtiennent à partir du produit brut de 1'oxosynthèse par séparation des métaux employés comme 35 catalyseurs et des constituants lourds. On peut employer avec le même succès des aldéhydes non saturés en suivant le mode opératoire décrit. Ces composés sont des produits de transformation de la condensation aldolique; on opère dans des 69 20154 3 2011758 conditions de réaction telles que les aldols ne forment pas de produits intermédiaires isolables, mais que les produits de déshydratation se forment directement* Suivant une mise en oeuvre préférée du procédé de 5 1"inventions on part du mélange de butyraldéhyde et d'isobutyral-déhyde formé par oxosynthèse à partir du propylène pour fabriquer le P-éthyl-4-méthylpentanol, éventuellement mélangé au 2-éthyl-hexanol. ' La distillation peut être effectuée en continu ou en 10 discontinu dans les appareils habituellement utilisés dans ■ l'industrie, éventuellement dans une atmosphère de gaz protecteur. On a avantage à opérer avec des colonnes, qui peuvent être des colonnes à remplissage, des colonnes à plateauxperforés ou des colonnes à plateaux à cloches. Le taux de reflux à utiliser 15 dépend de la nature de la colonne: il va de 1/1 à 1/5 environ. La pression à utiliser peut varier dans les limites du mode opératoire de l'invention, et dépend surtout du point d'ébul-lition des réactifs. On obtient des résultats particulièrement favorables quand on distille sous des pressions de 1 à 7° mm 20 de mercure. La transformation des aldéhydes saturés ou non saturés en alcools saturés se fait d'une manière connue, par exemple par hydrogénation en un ou plusieurs stades en présence de catalyseurs d'hydrogénation. Par simple distillation, sans addition 25 de produits auxiliaires, on obtient les alcools très purs, que l'on peut transformer en esters d'acides dicarboxyliques en les faisant réagir sur des acides dicarboxyliques par des procédés également connus. Le procédé de l'invention permet d'obtenir d'une manière 30 particulièrement simple des alcools de grande pureté, qui conviennent très bien à la fabrication d'esters utilisables comme plastifiants. Le procédé se distingue par sa grande économie et son rendement élevé. L'exemple suivant illustre l'invention sans toutefois 35 en limiter la portée. Exemple Pour évaluer la pureté et la tendance a la coloration des alcools, on prépare dans des conditions normalisées les BAD ORÎGINAL 69 20154 4 2011758 diesters phtaliques correspondants, dont on compare la couleur à celle de solutions normalisées de sels de platine et de cobalt selon la norme allemande DIN 53.409. On indique les résultats sous forme d'indice de Hazen . 5 Pour préparer les esters, on chauffe au reflux avec barbotage d'aia/60 g d'alcool avec 20 g d'anhydride phtalique sublimé dans 120 en? de toluène pendant trois heures, en présence de traces d'acide sulfurique. Le tableau qui suit indique les résultats des essais 10 sur des alcools en Gg. On a préparé les alfcools à partir d'un mélange de butyraldéhyde et d'isobutyraldéhyde(obtenu par hydro-formylation du propylène. Le mélange d'aldéhydes est soumis à une condensation aMolique. Les produits d'aldolisation sont traités comme suit : 15 a) On traite une partie suivant le procédé de 1'invention, de la manière suivante : distillation soys 70 mm de mercure et séparation des fractions à point d'ébullitiôn élevé, hydrogénation du distillât obtenu et rectification du produit hydrogéné pour obtenir les alcools purs; 20 b) On hydrogène directement une partie sans séparation préalable des fractions à point d'ébullitiôn élevé par distillation, et on rectifie pf>ur obtenir les alcools purs. '• La colonne 2 du tableau indique les indices de coloration selon l'éciielle Hazen des esters provenant d'alcools 2 5 préparés selon a) (procédé de 11 invention). La colonne 3 indique les valeurs ecr-re spondant e s pour les esters provenant d'alcools préparés selon b), sans séparation préalable par distillation des impuretés à point d'ébullitiôn élevé du produit d'aldolisation o 3Q Indices de Hazen d'un mélange de diesters phtaliques du 2-éthylhexanol et du 2-éthyl-4-méthylpentano1„ Echantillon Alcool en Cq avec Alcool en Cn sans -séparation du résidu séparation du ré - avant hydrogénation sidu avant hydro- génation 1 10-15 125 2 10-20 140 3 10-30 125 4 30 250 69 20154 5 2011758 REVENDICATIONS 1. Procédé de préparation d'alcools de pureté élevée pour plastifiants, caractérisé en ce qu'on distille des aldéhydes saturés obtenus paroxosynthèse ou des aldéhydes 5. non saturés formés à partir de ceux-ci par condensation aldo- lique suivie de déshydratation, sous une pression de 1 à 100 mm de mercure, • pour séparer les produits de condensation à point d'ébullitiôn élevé, puis on hydrogène et on fractionne les produits de distillation d'une manière connue. 10 2. Procédé suivant la revendication 1» caractérisé en ce qu'on utilise le mélange de butyraldéhyde et d'isobutyraldéhyde obtenu par oxosynthèse à partir du propylène pour la fabrication du 2-éthyl-4-méthylpentanols éventuellement en mélange avec du 2-éthylhexanol.