Brevet FR2457849A1 — publié le 19801226

On peut fabriquer des diphénols, tels que des diphénylol-- propanes, en faisant réagir initialement un phénol et une alkylcétone telle que l'acétone, en présence d'un acide minéral, par exemple l'acide chlorhydrique comme l'indique l'article "Purification Key Step in Making Bisphénol-A", European Chemical News, pages 38 - 40 16 juillet 1965. Cet article décrit également une étape ultérieure d'élimination de l'acide et une étape d'élimination du phénol. Au cours de l'isolation du diphénylol-propane, une étape de distillation est nécessaire pour effectuer la séparation des matériaux volatils. On récupère le bisphénol final par cristallisation. L'expérience a montré que, au cours de la fabrication ou de l'isolation des bisphénols à l'état fondu, ou dans des conditions de distillation, il apparait souvent une rupture du bisphénol conduisant à la production du phénol et d'autres sous-produits de décomposition. Comme ltindique le brevet britannique nO 890.432, on peut utiliser divers composés inorganiques ou organiques, tels que des phosphates alcalino-terreux secondaires ou tertiaires, de l'oxalate stanneux, de l'oxyde stanneux, du dioxyde d'étain, l'acide téréphtalique, l'acide isophtalique, l'acide oxalique, etc., le dioxyde de bore, le trioxyde d'antimoine etc., comme agents complexants pqur réagir avec les impuretés afin de réduire l'effet de ces impuretés sur la décomposition des bisphénols dans des conditions de fusion ou de distillation. Il est particulièrement indiqué que l'acide phtalique, du fait de sa tendance à se transformer en anhydride aux températures élevées, n'est pas efficace comme agent de stabilisation des bisphénols.Le brevet japonais SHO-45-22539 indique que l'on peut ajouter un ester d'acide dicarboxylique aliphatique au mélange de distillation de bisphénol-A pour diminuer la décomposition et la coloration non souhaitable du bisphénol-A. plus,la Cieman- de de brevetjaponais SHO-48-97854 indique que l'on peut obtenir du diphénylol-propane de haute pureté en chauffant le produit de réaction brut avec des matériaux tels que des propylène-glycols, des résines époxy et des huiles de soja époxydées. La présente invention est basée sur la découverte, que contrairement à ce qu'indique le brevet britannique nO 890432, l'anhydride phtalique et certains dérivés de l'anhydride phtalique peuvent être utilisés comme stabilisants de bisphénol, tandis que l'on distille ce bisphénol, ou tandis que ce bisphénol est sous la forme d'une masse fondue si l'anhydride phtalique est utilisée en une quanti efficace. La présente invention fournit donc un procédé stabilisation de bis pendant sa fabrication incluant la distillation de la masse fondu du produit de réaction d'un phénol, d'un composé carbonylé choisi parmi les aldéhydes et les cétones, et d'un acide minéral, disti) lation qui, normalement conduit à la rupture jusqu'à un degré not du bisphénol résultant, et un accroissement de la formation de phénol et de phénol substitué comme sous-produits de décompositior ce procédé se caractérisant par la distillation du produit de rec tion bisphénol en présence d'une quantité efficace en poids par rapport à celui-ci d'un anhydride organique choisi parmi I'anhydj phtalique et les dérivés de l'anhydride phtalique, stabilisant ainsi le produit de réaction bisphénol contre la décomposition dc des conditions de fusion et de distillation en effectuant une réduction de la vitesse de formation de phénol et de phénol substitué comme produit de décomposition. Les bisphénols que l'on peut stabiliser dans la mise en oeuG de la présente invention comprennent les bisphénols de formule où R-R3 sont choisis parmi l'hydrogène et les radicaux alkyles dt C 8) identiques ou différents, tels que les radicaux méthyle éthyle, propyle, butyle, etc., Q est choisi parmi le radical cyclopentyl-l,l, cyclohexyl-1,1, et 'CyHLy- , et y est un entiez y 2y égal à 1 à 5 inclus. En plus du bisphénol-A, d'autres bisphénols recouverts par la formule (1) sont indiqués par exemple par Herman Schnell, Interscience Publishers, John Wiley and Sons, NeG York (1965) page 69 de l'ouvrage Chemistry and Physics of Polyca bonates. Outre l'anhydride phtalique, d'autres anhydrides organiques que l'on peut utiliser, sont par exemple, l'anhydride tétrahydrophtalique et les anhydrides phtaliques substitués représentés pau la formule où R4 est choisi parmi les radicaux alkyles C(1-8)' les radicaux aromatiques C(613) ou les radicaux aralkyles C(14 15) et X est choisi parmi O et S. Cette classe de composés peut être aisément synthétisée par des procédés décrits par F.J. Williams et al, J. Org Chem. 45 3425 (1977). On peut également utiliser comme stabilisant des dianhydrides organiques tels que le bis|(dibarboxy-2,3 phenoxy)- phényl 1-2,2 propane. La figure représente un diagramme schématique classique montrant les différentes étapes utilisées dans la fabrication de bisphénol. On a représenté, par exemple, un étage de réacteur, une étage d'élimination d'acide, un étage d'élimination du phénol et un étage de distillation du bisphénol. Plus particulièrement, on a représenté en 10 un réacteur dans lequel le mélange de composé carbonyle par exemple un aldéhyde, tel que le formaldéhyde, l'acétaldéhyde, le butyraldéhyde, etc., ou une cétone, telle que l'acétone, la méthyléthylcétone, la diéthylcétone, la cyclohexanone, etc., et du phénol ou du phénol alkyleC (1-8) ou dialkyle substitué, peut être chauffé en présence d'un acide minéral tel que l'acide chlorhydrique. L'élimination de l'eau et de l'acide minéral peut s'effectuer en 20 en utilisant une colonne de distillation. Le résidu est ensuite introduit dans une colonne de distillation en 30 pour effectuer l'élimination du phénol et le résidu résultant est ensuite introduit dans la colonne de distillation du bisphénol en 40, suivi par le convoyage du bisphénol distillé résultant vers un cristalliseur de bisphénol. Dans la mise en oeuvre de l'invention , on distille le bisphénol en présence d'une quantité efficace d'anhydride phtalique ou de dérivés d'anhydride phtalique, désignés ci-après comme "stabilisants" à une température comprise entre 230 et 2900C. On peut introduire le stabilisant dans le produit de réaction du bisphénol à l'étage du réacteur sous forme d'un solide au d'une masse fondue, ou on peut l'introduire à une étape ultérieure sous forme d'une masse fondue. De préférence, on introduit le stabilisant avant la distillation du bisphénol et après la colonne d'élimination du phénol. La stabilisation effective du bisphénol sous des condit de fusion de distillation peut s'effectuer si l'on introduit 1e stabilisant sous forme d'un courant à une vitesse telle que l'c obtient pendant la distillation du bisphénol, une fusion de bis nol ayant une concentration de 100 ppm à 20.000 ppm de stabilise et de préférence de 1.000 ppm à 2.000 ppm.En plus, de confirme une amélioration dans le rendement en bisphénol et une réductic du niveau de sous-produits phénoliques, on a également trouvé c le stabilisant était efficace pour réduire le niveau d'isomères substitués, tel que l'isopropénylphényle, le dimère correspondi l'o,p-bisphénol, etc. Dans les exemples qui suivent, toutes les parties sont exE en poids. EXEMPLE 1 On effectue une réaction en ayitant un mélange de 10 pe d'acétone et 80 parties de phénol à 500C sous une pression de 1,05 kg/cm2 de chlorure d'hydrogène anhydre. On poursuit la rée jusqu'à ce que l'on trouve le mélange' exempt d'acétone, basé sr l'analyse périodique d'une solution de titrage du mélange. A lc fin de la réaction de condensation, on distille alors le mélanc pour effectuer l'élimination de l'acide en excès et de l'eau. C distille alors le résidu résultant sous pression réduite pour e fectuer l'élimination du phénol. On purifie encore par distill suivie d'une cristallisation, le bisphénol-A brut résultant. On a testé divers matériaux comme stabilisants potentiels le bisphénol-A ci-dessus. On a utilisé chacun des matériaux ave bisphénol-A en une quantité suffisante pour produire des mélang ayant 12 en poids de stabilisant. On a testé chacun des mélange de bisphénol-A réalisé-s dans le même réacteur en acier inoxydab 304 et chauffé sous des conditions d'étanchéité pendant 1 heure 2900C. On a obtenu divers produits de décomposition tels que du phénol,de llisopropényl phénol, que l'on a analysés par chromat graphie en phase liquide à haute pression.On a mesuré l'effica du stabilisant en terme de pour ceint en poids de phénol engendr On a obtenu les résultats suivants Stabilisant Phénol (% (% en poids) Aucun 3,7 Anhydride phtalique 1,4 Anhydride tétrahydrophtalique 1,6 Dianhydride bis(dicarboxy-2,3 phénoxy)-1,4 benzène 1,6 Borate de zinc 1,9 Acide phtalique 2,0 Acide borique 2,2 Copolymère de polyméthylvinyl éther anhydride maléique 2,8 Acide oxalique 2,0 Poudre d'étain 2,5 Oxalate de diéthyle 2,5 Acide adipique 2,8 Acide isophtalique 2,8 Les résultats ci-dessus montrent que les anhydrides organiques, et en particulier l'anhydride phtalique et ses dérivés sont des stabilisants efficaces pour des bisphénols dans des conditions de fusion ou de distillation. EXEMPLE 2 On a ajouté une masse fondue d'anhydride phtalique à un courant de fabrication de bisphénol-A s'écoulant de façon continue du fond de la colonne d'élimination du phénol et avant son entrée dans la colonne de distillation du bisphénol-A. Le débit en partie par heure de masse fondue d'anhydride phtalique introduite dans le courant de bisphénol-A est réglé pour fournir une concentration en régime permanent d'environ 1000 ppm d'anhydride phtalique basée sur le poids de lamassefondue dans la colonne de distillation.On a trouvé qu'il y a une moyenne d'environ 38 parties par heure de phénol engendrées pendant la distillation de la masse fondue de bisphénol-A contenant l'anhydride phtalique, comparée à une moyenne d'environ 87 parties par heure de phénol engendrées pour le même poids de bisphénol-A essentiellement exempt d'anhydride phtalique, En outre, on a également trouvé une moyenne d'environ 13 parties par heure d'isopropyl phénol engendrées pendant la période de régime permanent en anhydride phtalique, comparée à une moyenne de 35 parties par heure engendrée à partir de bisphénol-A dans des conditions de distillation exemptes d'anhydride phtalique. Les résultats ci-dessus établissent que les stabilisants à ba d'anhydride phtalique de la présente invention sont capables d'a: liorer nettement la stabilité du bisphénol-A dans des conditions distillation continue en présence d'une quantité effective de st bilisant comparée à la distillation continue de bisphénol-A exem de stabilisant. REVENDICATION 1. Procédé de stabilisation d'un bisphênol contre la décomposition tandis que ce bisphénol est à l'état fondu ou qu'il est en train d'être distillé, procédé caractérisé en ce qu'il consiste à chauffer le bisphénol en présence d'une quantité efficace d'un stabilisant choisi dans le groupe comprenant l'anhydride phtalique ou un dérivé de l'anhydride phtalique. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le bisphénol a pour formule où R-R3 sont choisis parmi l'hydrogène et les radicaux alkyles de C (1-8) identiques ou différents, Q est choisi parmi le radical cyclopentyl-l,l, cyclohexyl-l,l et -CyH2y, et y est un entier égal à 1 à 5 inclus. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que le bisphénol est le bisphénol-A. 4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le stabilisant est l'anhydride phtalique. 5. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le stabilisant est présent d raison de 100 ppm à 2000 pain par rapport au poids de bisphénol fondu. 6. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le stabilisant est l'anhydride tétrahydrophtalique. 7. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le stabilisant est le dianhydride de bis (dicarboxy-2,3 phénoxy)-4 phényl -2,2 propane. 8. Procédé de stabilisation d'un bisphénol pendant sa fabrication comprenant la distillation de la masse fondue du produit de réaction d'un phénol et d'un composé carbonylé choisi parmi un aldéhyde et une cétone en présence d'un acide minéral qui normalement résulte en la rupture du produit de réaction bisphénol résultant jusqu a un degré important et à un accroissement de la formation de ce phénol et de phénol substitué comme sous-produide de décomposition conduisant à la diminution du rendement en bisphénol, procédé caractérisé en ce qu'il comprénd la distillation du produit de réaction bisphénol en présence d'une quantité efficace d'un an dride organique choisi parmi l'anhydride phtalique ou les dérb de l'anhydride phtalique, grâce à quoi le produit de réaction bisphénol est stabilisé contre la décomposition dans des condi de fusion ou distillation.