<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE ep-patent-document SYSTEM "OpenDataPatent_cz.dtd">
<ep-patent-document lang="en" file="OpendataIPOCZ_PT_DIFF_PV2023-201.xml" country="CZ" doc-number="2023-201" kind="A3">
  <bibliographic-data country="CZ">
    <publication-reference>
      <document-id>
        <country>CZ</country>
        <doc-number>2023-201</doc-number>
        <kind>A3</kind>
        <date>2024-07-03</date>
      </document-id>
    </publication-reference>
    <classifications-ipcr>
      <classification-ipcr sequence="1">
        <section>C</section>
        <class>07</class>
        <subclass>D</subclass>
        <main-group>317</main-group>
        <subgroup>12</subgroup>
        <ipc-version-indicator>
          <date>20060101</date>
        </ipc-version-indicator>
        <classification-level>A</classification-level>
        <symbol-position>F</symbol-position>
        <classification-value>I</classification-value>
        <action-date>
          <date>20231106</date>
        </action-date>
        <classification-status>B</classification-status>
        <classification-data-source>H</classification-data-source>
        <generating-office>
          <country>CZ</country>
        </generating-office>
      </classification-ipcr>
      <classification-ipcr sequence="2">
        <section>C</section>
        <class>07</class>
        <subclass>D</subclass>
        <main-group>317</main-group>
        <subgroup>20</subgroup>
        <ipc-version-indicator>
          <date>20060101</date>
        </ipc-version-indicator>
        <classification-level>A</classification-level>
        <symbol-position>L</symbol-position>
        <classification-value>I</classification-value>
        <action-date>
          <date>20231106</date>
        </action-date>
        <classification-status>B</classification-status>
        <classification-data-source>H</classification-data-source>
        <generating-office>
          <country>CZ</country>
        </generating-office>
      </classification-ipcr>
    </classifications-ipcr>
    <classifications-cpc>
      <classification-cpc sequence="1">
        <cpc-version-indicator>
          <date>20130101</date>
        </cpc-version-indicator>
        <section>C</section>
        <class>07</class>
        <subclass>D</subclass>
        <main-group>317</main-group>
        <subgroup>12</subgroup>
        <symbol-position>F</symbol-position>
        <classification-value>I</classification-value>
        <action-date>
          <date>20231106</date>
        </action-date>
        <generating-office>
          <country>CZ</country>
        </generating-office>
        <classification-status>B</classification-status>
        <classification-data-source>H</classification-data-source>
      </classification-cpc>
      <classification-cpc sequence="2">
        <cpc-version-indicator>
          <date>20130101</date>
        </cpc-version-indicator>
        <section>C</section>
        <class>07</class>
        <subclass>D</subclass>
        <main-group>317</main-group>
        <subgroup>20</subgroup>
        <symbol-position>L</symbol-position>
        <classification-value>I</classification-value>
        <action-date>
          <date>20231106</date>
        </action-date>
        <generating-office>
          <country>CZ</country>
        </generating-office>
        <classification-status>B</classification-status>
        <classification-data-source>H</classification-data-source>
      </classification-cpc>
    </classifications-cpc>
    <application-reference>
      <document-id>
        <country>CZ</country>
        <doc-number>2023-201</doc-number>
        <date>2023-05-18</date>
      </document-id>
    </application-reference>
    <language-of-filing>cs</language-of-filing>
    <language-of-publication>cs</language-of-publication>
    <priority-claims>
      <priority-claim sequence="1" kind="international">
        <country>PL</country>
        <doc-number>P.443230</doc-number>
        <date>2022-12-22</date>
      </priority-claim>
    </priority-claims>
    <invention-title lang="CS">Způsob syntézy derivátů 1,3-dioxolanů pomocí povrchově modifikovaných uhlíkatých materiálů</invention-title>
    <invention-title lang="EN">A method of synthesis of 1,3-dioxolane derivatives using surface modified carbonaceous materials</invention-title>
  </bibliographic-data>
  <abstract lang="CS">
    <p num="1">Předmětem vynálezu jsou dva způsoby syntézy 1,3-dioxolanových derivátů obecného vzorce 1, kde substituenty R<sup>1</sup> , R<sup>2</sup>, R<sup>3</sup>, R<sup>4</sup> jsou atom vodíku, methylová, ethylová nebo hydroxyalkylová skupina, pomocí uhlíkatých materiálů jako katalyzátoru.<br/>
První způsob syntézy zahrnuje zavedení heterogenního katalyzátoru, polyalkoholu a ketonu nebo aldehydu do vsádkového reaktoru, přičemž poměr hmotnosti katalyzátoru na jednotku objemu reakční směsi je v rozmezí od 4,0 mg/ml do 17,0 mg/ml a poměr polyalkoholu ke ketonu nebo aldehydu v reakční směsi je ekvimolární nebo lépe s nadbytkem ketonu nebo aldehydu.<br/>
Druhý způsob syntézy spočívá v zavedení stejného poměru surovin do nádoby průtokového reaktoru (1), přičemž reakční směs poté prochází postupně první trubicí obsahující lože heterogenního katalyzátoru a druhou trubicí naplněnou molekulovými síty.<br/>
Jako katalyzátor se používá porézní uhlík se skupinami -COOH,-OH, -COONH<sub>4</sub> a/nebo -NO<sub>2</sub>. Polyolem je propylenglykol, etylenglykon nebo glycerol. Ketonem je aceton, 2-butanon, 3-pentanon a aldehydem je acetaldehyd.</p>
  </abstract>
  <description id="desc" lang="cs">
    <p num="1">
      <b>Způsob syntézy derivátů 1,3-dioxolan</b>
      <b>ů</b>
      <b> pomocí povrchově modifikovaných uhlíkatých materiálů</b>
    </p>
    <p num="2"> </p>
    <p num="3"> </p>
    <p num="4">Oblast techniky </p>
    <p num="5"> </p>
    <p num="6">Předmětem vynálezu jsou způsoby syntézy derivátů 1,3-dioxolanů prostřednictvím uhlíkatých materiálů s funkčními skupinami: -COOH, -OH, -COONH4 a/nebo -NO2. </p>
    <p num="7"> </p>
    <p num="8"> </p>
    <p num="9">Dosavadní stav techniky </p>
    <p num="10"> </p>
    <p num="11">Porézní uhlíkaté materiály získaly díky svým vlastnostem v posledním desetiletí na významu a jejich výzkum je v popředí zájmu. Dnes se tyto materiály hojně využívají při úpravě vody, čištění plynů, pro skladování energie (superkondenzátory) nebo jako nosiče katalyzátorů [P. Veselá et al. Optimisation of thermoporometry measurements to evaluate mesoporous organic and carbon xero-, cryo- and aerogels, Thermochimica Acta. 621 (2015) 81-89]. Hlavními důvody jejich stále širšího využití jsou nízká cena, netoxicita, stabilita, prakticky neomezený zdroj jejich výroby a především možnost úpravy jejich porozity a modifikace povrchových vlastností. Různé adsorpční vlastnosti pórů (průměr mikropórů &lt; 2 nm, průměr mezopórů v rozmezí od 2-50 nm, průměr makropórů &gt; 50 nm) přináší nové možnosti jejich využití. Mikropóry jsou ideální pro adsorpci v kapalné i plynné fázi. Mezopóry jsou naopak vhodné pro aplikace v kapalné fázi (např. katalýza, separace) díky své velikosti, která umožňuje vysokou dostupnost aktivních míst a zajišťuje účinný přenos kapaliny difúzí. Na druhou stranu makroporozita materiálu přispívá k lepší difúzi reaktantů [RJ. White et al. Tuneable porous carbonaceous materials from renewable resources, Chem. Soc. Rev. 38 (2009) 3401-3418]. Hierarchická porozita uhlíkatých materiálů tedy umožňuje rychlý transport hmoty materiálem; částice mohou snadno účinně obsadit mezopóry a mikropóry skrze makroporézní systém. Katalytická aktivita těchto uhlíkatých materiálů se přisuzuje strukturním defektům (např. povrchovým oxidům, dopováním heteroatomy) a jedinečným elektronovým konfiguracím, které vedou k tvorbě specifických kyselých, bazických nebo redoxních míst [L.J. Konwar et al, SO3 H-Containing Functional Carbon Materials: Synthesis, Structure, and Acid Catalysis, Chem. Rev. 119 (2019) 11576-11630]. Pro efektivní využití uhlíkatých materiálů v katalytických aplikacích je nutná vhodná povrchová chemie (povrchové skupiny). </p>
    <p num="12"> </p>
    <p num="13">Obecně existují dva typy syntézy uspořádaných uhlíkatých materiálů: soft a hard templating (templátování). Metoda hard templating zahrnuje získání mezoporézních uhlíků ve dvou krocích. První z nich je založen na přípravě mezostrukturní matrice oxidu křemičitého, zatímco druhý je založen na plnění mezopórů oxidu křemičitého prekurzorem uhlíku a kovu nebo jeho oxidu. Poté následuje proces karbonizace a odstraňování oxidu křemičitého buď pomocí roztoku hydroxidu sodného, nebo kyseliny fluorovodíkové. Při využití metody soft templating jsou pak matricí triblokové kopolymery, u nichž je eliminován krok syntézy matrice oxidu křemičitého [J. Choma et al. Preparation and properties of ordered mesoporous carbons with metal nanoparticles and metal oxides, WAT Bulletin. 61 (2012), 2]. </p>
    <p num="14"> </p>
    <p num="15">Mezi porézní uhlíkaté materiály patří především aktivní uhlí, dále molekulová uhlíkatá síta, aktivovaná uhlíkatá vlákna, uhlíkaté membrány a uhlíkaté nanotrubičky [L. Czepirski, Porous carbon materials in energy storage systems, Gospodarka surowcami mineralnymi, Vol. 23, Speciál issue 3 (2007), 75-84]. Aktivní uhlí se vyznačují vysokou porozitou. Povrch těchto materiálů je komplikovaný zejména díky přítomnosti nepravidelně uspořádaných mikropórů, makropórů a mezopórů. Porozita aktivních uhlí není přirozenou vlastností těchto materiálů, získává se při jejich syntéze v procesu známém jako aktivace. Výsledkem je systém mikropórů [J. Ryczkowski, Adsorbenty a katalyzátory: vybrané technologie a životní prostředí, Rzeszów: University of Rzeszów, 2012]. </p>
    <p num="16"> </p>
    <p num="17">Využití mezoporézních uhlíkatých materiálů v katalýze je dáno jejich stabilitou, tepelnou odolností, velkým specifickým povrchem a snadnou modifikací. Ve většině případů se mezoporézní uhlíkaté materiály používají jako nosiče kovových nanočástic, ale existují i příklady jejich použití jako katalyzátorů, i když pouze v kyselé katalýze. Příkladem je uhlík CMK-5, který byl funkcionalizován sulfonovými skupinami. Syntetizovaný CMK-5/SO3H byl použit při katalýze esterifikační reakce kyseliny octové s ethanolem na ethylacetát s výtěžkem 80 % (6 hodin při 70 °C). Uhlíkatý katalyzátor syntetizovaný podle autorů byl stabilnější a odolnější vůči hydrolýze ve srovnání s analogickým katalyzátorem syntetizovaným na bázi uspořádaného mezoporézního oxidu křemičitého [X. Wang et al, Sulfonated Ordered Mesoporous Carbon as a Stable and Highly Active Protonic Acid Catalyst, Chem. Mater., 19 (2007) 2395]. </p>
    <p num="18"> </p>
    <p num="19">Modifikace povrchu aktivního uhlí sulfonovými skupinami (-SO3H) a použití syntetizovaných materiálů mimo jiné v acetalizačních reakcích, jsou popsány také v [F.C. Ballotin et al., Amphiphilic acid carbon catalysts produced by bio-oil sulfonation for solvent-free glycerol ketalization, 274 (2020) 117799], Autoři syntetizovali solketal z glycerolu a acetonu v molárním poměru 1:10. při 25-55 °C po dobu 2 hodin s konverzí na solketal 93-98 %. </p>
    <p num="20"> </p>
    <p num="21">Katalytická aktivita aktivního uhlí modifikovaného sloučeninami dusíku a manganu byla rovněž testována při selektivní redukci NO amoniakem (složení směsi: 800 ppm NO, 800 ppm NH3 , 3 % O2 , He). Studie byla provedena při třech různých teplotách (1073 K, 573 K a 413 K) při průtoku plynu 100 ml/min a hmotnosti katalyzátoru 400 mg. Výsledky experimentu ukazují, že nosiče, stejně jako katalyzátory modifikované manganem mají lepší katalytické vlastnosti při 413 K (konverze NO přibližně 94 %) než nemodifikované aktivní uhlí (konverze NO přibližně 6 %). [T. Grzybek et al. Study of activated carbon modified with nitrogen and manganese compounds in the reaction of nitric oxide reduction with ammonia. Mineral Resources Management, Vol. 23, Special Issue 3 (2007), 133-142]. </p>
    <p num="22"> </p>
    <p num="23">Mezoporézní uhlíkaté materiály jsou zajímavé pro své využití při oxidativní dehydrogenaci alkanů (ODH) při výrobě olefinů. Původně byly slibnými katalyzátory pro tento proces uhlíkaté materiály s mikroporézní strukturou (aktivní uhlí), a to především díky jejich značnému specifickému povrchu a také díky jejich šetrnosti k životnímu prostředí. Byly však testovány i jiné materiály než běžné aktivní uhlí - příkladem jsou nanovlákna aktivního uhlí jako katalyzátor oxidativní dehydrogenace ethylbenzenu na styren. Katalytická aktivita těchto nanomateriálů byla závislá na průměru pórů materiálu. V pórech o průměru menším než 1,2 nm se usazoval uhlík, což vedlo k deaktivaci katalyzátoru. Dalším příkladem využití nanomateriálů ve stejné reakci byl experiment s využitím tzv. uhlíkatých „nanoonions”, které se vyznačují vícevrstvou strukturou. Výsledky této studie ukázaly, že tento uhlíkatý materiál má vyšší katalytickou aktivitu než jiné materiály, jako jsou uhlíkatá nanovlákna nebo grafit, což je pravděpodobně způsobeno výhodným rozložením kyslíkatých funkčních skupin na povrchu tohoto materiálu [S. Jarczewski, P. Kuśtrowski, Mesoporous carbon materials as promising catalysts for the oxidative dehydrogenation of alkanes, Chemist, Vol. 70, 6 (2016), 298-309]. </p>
    <p num="24"> </p>
    <p num="25">Je popsána syntéza nových cyklických acetalů založená na klasické organické syntéze za použití spolurozpouštědel (toluen nebo benzen) a kyselého katalyzátoru (kyselina p- toluensulfonová nebo p-pyridin p-toluensulfonát) a použití Dean-Starkova přístroje pro azeotropické odstranění vody. Reakce probíhala 4 až 5 hodin při teplotě varu reakční směsi. Následně reagovaly acetalové (E)-3,3,7-trimethyl-4-okten-l-al deriváty s 1,2-dioly, kdy byly cyklické acetaly získány ve výtěžku 80-87 % [R. Obara et al. New cyclic acetals and a method for producing new cyclic acetals, PL181907]. </p>
    <p num="26"> </p>
    <p num="27">Podobné řešení je popsáno v jiném polském patentu, který popisuje reakci acetalizace citralu s glykoly prováděnou ve středně polárních rozpouštědlech (chloroform nebo toluen) za vzniku azeotropů s vodou v přítomnosti anorganických solí (NH4Cl nebo FeSO4. 6H2O) aplikovaných v množství 0,1-2 hm. % vzhledem k hmotnosti citralu. Reakce probíhala při bodu varu reakční směsi po dobu 4 hodin nebo do oddělení vodné vrstvy s výtěžkem 82-90 % [J. Kula et al. Method of producing cyclic citral acetals by acetalisation of citral with glycols, PL174514]. </p>
    <p num="28"> </p>
    <p num="29">Je rovněž popsáno použití nanočástic Re, Ru, Rh, Ir, Os, a/nebo Mo nanesených na oxidu křemičitém (připraveným sol-gelovou metodou) syntetizovaných Stöberovou metodou v acetalizacčních reakcích: glycerolu, propylen glykolu. ethylenglykolu a/nebo 1,5-pentandiolu v přítomnosti acetonu, 2-butanonu a/nebo 3-butanonu. Reakce probíhaly při teplotě 25-55 °C bez rozpouštědla s desetinásobným molárním přebytkem ketonu po dobu 0,5-20 hodin a poskytly konverzi na odpovídající cyklické acetaly v rozmezí 53,1-94 % [M. Kapkowski et al. Sposób otrzymywania cyklicznych acetali lub ich mieszanin oraz ich zastosowanie jako dodatków do paliw, <b>PL238647] </b>a [M. Kapkowski a kol. Sposób otrzymywania cyklicznych acetali w reakcji alkoholi z ketonami, <b>PL229330].</b>
    </p>
    <p num="30"> </p>
    <p num="31">Známá je také syntéza cyklických acetalů nebo ketalů reakcí s polyolem a přebytkem aldehydu nebo ketonu s 1 až 6 atomy uhlíku v přítomnosti kyselého katalyzátoru (kyselina p-toluensulfonová), v němž je část aldehydu nebo ketonu nahrazena novým aldehydem nebo ketonem s obsahem vody menším nebo rovným 1 %. Reakce probíhala v systémech, kde propylen, ethylenglykol, glycerol a/nebo trimethylpropan reagoval s příslušnými aldehydy nebo ketony s bodem varu pod 110 °C po dobu 8-12 hodin při molárním poměru polyolu k aldehydu/ketonu 1:4, reakční směs byla zahřívána pod zpětným chladičem po dobu 30 min s výtěžkem 97 – 99,5 <i>%</i>
      <i> </i>[B. Bruchmann et al, Preparation of cyclic acetals or ketals, <b>US5917059A].</b>
    </p>
    <p num="32"> </p>
    <p num="33">Byl také popsán proces kontinuální syntézy cyklických acetalů nebo ketalů na bázi kyselých iontoměničových pryskyřic (Amberlyst 15 DRY) při molárním poměru polyolu k aldehydu/ketonu 1 až 3. Reakce probíhala při teplotě 22-45 °C po dobu 63-193 hodin a bylo dosaženo výtěžků syntézy 94 - 97,7 % [D. Latham a kol., Production of cyclic acetals or ketals using solid acid catalyst, <b>US8829206B2].</b>
    </p>
    <p num="34"> </p>
    <p num="35">V literatuře se objevují zprávy o přípravě [2,2-dimethyl-1,3-dioxolan-4-yl]methanolu z glycerinu a acetonu s 95% výtěžkem. Z publikace N. W. Fadnavis et al, Synthesis, 4 (2009) 0557- 0560 je známa metoda, při níž se glycerol zahříval dvě hodiny pod zpětným chladičem s kyselinou 12-molybdofosforečnou v toluenu, druhý krok zahrnoval přídavek acetonu a šestihodinové zahřívání směsi pod zpětným chladičem za přítomnosti molekulových sít. </p>
    <p num="36"> </p>
    <p num="37">Podobných výsledků (89% výtěžek solketalu) bylo dosaženo zahříváním směsi glycerolu a acetonu v kyselině p-toluensulfonové na molekulových sítech A4 po dobu 2 hodin [D.Y. He et al, Synthetic Communications, 22 (1992) 2653-2658]. </p>
    <p num="38"> </p>
    <p num="39">Jiný způsob provedení reakce byl popsán pro katalyzátor amberlyst-35. Reakce probíhala v dichlormethanu v teplotním rozmezí 38,1 - 40,0 °C po dobu 8 h, přičemž byl získán [2,2- dimethyl-1, 3-dioxolan-4-yl]methanol s 88% výtěžkem a malým množstvím druhého šestičlenného acetalu jako vedlejšího produktu [J. Deutsch et al, J. Catal. 245 (2007) 428-435]. Reakce s heterogenním katalyzátorem byla rovněž provedena při 70 °C s katalyzátorem ZrO2-SiO2 se selektivitou 89,7 % za účelem získání [2,2-dimethyl-1,3-dioxolan-4-yl]methanolu s 90.9% konverzí glycerolu. Výtěžek získání solketalu touto metodou je přibližně 81 % [C. Fan et al, Heterocycles, 85 (2012) 2977-2986]. </p>
    <p num="40"> </p>
    <p num="41">Příprava dalších cyklických ketalů v reakcích diolů a acetonu / 2-butanonu / 3-pentanonu byla založena na použití podobných roztoků. </p>
    <p num="42"> </p>
    <p num="43">Známá je například reakce ethylenglykolu s 2-butanonem katalyzovaná komplexem mědi [CuI4CuII(mtpo)4(H2O)2Cl2]n. Reakce probíhala v toluenu při teplotě 110 °C po dobu 24 h a výsledkem byl 2-ethyl-2-methyl-1,3-dioxolan s výtěžkem přibližně 97 % [Z.P. Han et al, Inorganic Chemistry Communications, 22 (2012) 73-76]. </p>
    <p num="44"> </p>
    <p num="45">V jiném provedení byl použit hybridní materiál z polyakrylonitrilového vlákna se značným stupněm kyselosti, reakce probíhala pod zpětným chladičem, jako rozpouštědlo byl použit cyklohexan a byl získán 2-ethyl-2-methyl-1,3-dioxolan s výtěžkem přibližně 96 <i>%</i> [L. Shao et al, Monatshefte fur Chemie, 143 (2012) 1199-1203]. </p>
    <p num="46"> </p>
    <p num="47">Podobných výsledků (přibližně 95% výtěžek 2-ethyl-2-methyl-1,3-dioxolanu) bylo dosaženo na katalyzátoru MNPsSi-PPh3-SO3H při reakci v cyklohexanu po dobu 2 h při 80,8 °C [P. Wang et al, Catalysis Letters, 135 (2010) 159-164]. </p>
    <p num="48"> </p>
    <p num="49">Původně byl 2-ethyl-2,4-dimethyl-1,3-dioxolan získán reakcí 1,2 propandiolu s 2-butanonem v přítomnosti benzenu s kyselinou p-toluensulfonovou jako katalyzátorem [R. Salmi, Chemische Berichte, 72 (1939) 600-602]. </p>
    <p num="50"> </p>
    <p num="51">Byla také popsána reakce 1,2-propandiolu s 2-butanonem, při níž byl získán 2-ethyl-2,4-dimethyl-1,3-dioxolan s výtěžkem 72,7 % v přítomnosti dimethyl-formylmorfolinsulfátu v dichlormethanu po dobu 24 hodin při pokojové teplotě [W. Kantlehner et al, Liebigs Annalen der Chemie, 2 (1980) 246-252]. Je rovněž popsán způsob výroby 2-ethyl-2,4-dimethyl-1,3-dioxolanu pomocí katalyzátoru amberlyst A15 za přítomnosti molekulových sít 4A. Reakce probíhala 24 hodin při pokojové teplotě za použití tetrahydrofuranu jako rozpouštědla. Cyklický acetal byl získán s výtěžností přibližně 48 % [J. C. Meslard, Bulletin de la Societe Chimique de France, 1 (1985) 84-89]. </p>
    <p num="52"> </p>
    <p num="53">V literatuře se rovněž objevují informace o nízkoteplotním (21 °C) procesu výroby 2-ethyl-2,4-dimethyl-1,3-dioxolanu pomocí kyseliny dichloroctové, kdy během 12 hodin byl získán výtěžek 79 % [J. Gelas et al, Canadian Journal of Chemistry, 61(1983) 1487-1493]. </p>
    <p num="54"> </p>
    <p num="55">Je rovněž popsána reakce 1,3-propandiolu s 2-butanonem prováděná při pokojové teplotě po dobu 24 hodin v tetrahydrofuranu na katalyzátoru amberlyst A15 za přítomnosti molekulových sít 4A. Výtěžek 2-ethyl-2-methyl-1,3-dioxanu byl přibližně 32 % [J. C. Meslard. Bulletin de la Societe Chimique de France, 1 (1985) 84-89]. </p>
    <p num="56"> </p>
    <p num="57">Nevýhodou výše uvedených metod přípravy cyklických ketalu nebo acetalů přímou reakcí diolu a acetonu / 2-butanonu / 3-pentanonu / acetaldehydu je nutnost použití silných kyselin, bezvodé reakční prostředí, v závislosti na systému také velký rozptyl reakčních výtěžků (32-95 %) a neselektivita získaných produktů. Kromě toho je v závislosti na reakci nutné provádět syntézu 1,3-dioxolanů při vysokých teplotách (20-100 °C) nebo po relativně dlouhou dobu (1,5-8 hodin). Popsané roztoky vyžadují přídavek silných anorganických kyselin. Dosud popsaná řešení navíc vyžadují použití dalších organických rozpouštědel, ochranné atmosféry nebo iniciátorů reakce. V mnoha případech je proces získání 1,3-dioxolanu časově náročný a nejsou k dispozici žádné informace o možnosti opětovného použití katalyzátoru v následných reakcích. </p>
    <p num="58"> </p>
    <p num="59">Syntéza uhlíků byla již dříve popsána v jedné z původních publikací autorů tohoto vynálezu [P. Bulavová et al, Facile synthesis ofsoft-templated carbon monoliths with hierarchical porosity for fast adsorption from liquid media, Microporous Mesoporous Mater., 272 (2018) 155-165]. Výhoda těchto vyvinutých materiálů, oproti materiálům popsaným v literatuře, je v hierarchické porozitě, která umožňuje lepší difúzi reaktantů a rychlejší a účinnější syntézu cyklických ketalů/acetalů. Uhlíky povrchově modifikované skupinami -NO2 jsou navíc reaktivnější díky vyšší elektronegativitě dusíku a kyslíku, a tudíž větší dostupnosti volných elektronových párů v acetalizačních reakcích. Uhlíkaté materiály povrchově modifikované skupinami: -COOH, -OH, -NO2 nebo -COONH4 se vyznačují vynikající stabilitou a mohou účinně pracovat v průtokových reaktorech po dobu přibližně 90 hodin, což zajišťuje konverzi na odpovídající 1,3-dioxolanové deriváty na stabilní úrovni &gt; 90 %. </p>
    <p num="60"> </p>
    <p num="61"> </p>
    <p num="62">Podstata vynálezu </p>
    <p num="63"> </p>
    <p num="64">Cílem tvůrců tohoto vynálezu bylo vyvinout účinnější a energeticky méně náročné způsoby syntézy 1,3-dioxolanových derivátů prostřednictvím katalyzátoru na bázi uhlíkatých materiálů s vybranými kyselými skupinami. </p>
    <p num="65"> </p>
    <p num="66">Podstatou vynálezu je způsob syntézy derivátů 1,3-dioxolanových derivátů se strukturou uvedenou v Obecném vzorci 1, v němž jednotlivé substituenty R1, R2, R3, R4 označují nezávisle na pořadí atom vodíku (-H), methylovou (-CH3). ethylovou (-CH2CH3) nebo hydroxyalkylovou (-CH2OH) skupinu, pomocí uhlíkatých materiálů. Podstata vynálezu spočívá v zavedení heterogenního katalyzátoru, polyalkoholu a buď ketonu nebo aldehydu do vsádkového reaktoru, přičemž se množství složek volí tak, aby hmotnostní poměr katalyzátoru na jednotku objemu reakční směsi byl v rozmezí od 4.0 mg/ml do 17,0 mg/ml, nejlépe 5 mg/ml. Současně poměr polyalkoholu ku ketonu nebo aldehydu v reakční směsi je ekvimolární, nebo lépe s 8-10násobným přebytkem ketonu nebo aldehydu. Současně platí, že: </p>
    <p num="67"> </p>
    <p num="68">- jako katalyzátor se používá porézní uhlík se skupinami -COOH, a/nebo -OH, nebo -COONH4, nebo -NO2, </p>
    <p num="69"> </p>
    <p num="70">- jako polyol se používá: propylenglykol, etylenglykol, glycerin, </p>
    <p num="71"> </p>
    <p num="72">- jako ketony se používají: aceton. 2-butanon nebo 3-pentanon. </p>
    <p num="73"> </p>
    <p num="74">- jako aldehyd se používá: acetaldehyd. </p>
    <p num="75"> </p>
    <p num="76">Reaktor se uzavře a katalyzátor se suspenduje v reakční směsi ultrazvukem, reakční směs se udržuje při teplotě v rozmezí 25 až 105 °C (nejlépe 55 °C) po dobu 1 až 100 minut (nejlépe 70 minut), následně se oddělí katalyzátor (nejlépe dekantací a odstředěním). Ze vzniklé reakční směsi se známou metodou oddělí hlavní produkty ve formě 1,3-dioxolanových derivátů, tj. cyklických ketalů nebo acetalů, od vedlejších produktů představujících meziprodukty vzniklé štěpením cyklu. </p>
    <p num="77"> </p>
    <p num="78">Ve fázi, kdy je reakční směs udržována při teplotě od 25 do 105 °C. se po uplynutí nejméně 20 <i>%</i> reakční doby (nejpozději však po uplynutí 80 % reakční doby) do reakční směsi přidají molekulová síta. Množství složek se zvolí tak, aby hmotnostní poměr molekulových sít na jednotku objemu reakční směsi byl v rozmezí od 0,02 g/ml do 0,40 g/ml, nejlépe 0,2 g/ml. Molekulová síta pohlcují vodu z reakce a zvyšují účinnost reakce. </p>
    <p num="79"> </p>
    <p num="80">Přednostně se používá polyalkohol s obsahem vody nižším než 50,0 % objemových, nejlépe 0,5-3,0 % objemových. </p>
    <p num="81"> </p>
    <p num="82">Přednostně se používá keton s obsahem vody nižším než 50,0 % objemových, nejlépe 0,3-1,0 % objemových. </p>
    <p num="83"> </p>
    <p num="84">Přednostně se použije aldehyd s obsahem vody nižším než 50,0 % objemových, nejlépe 0,5-1,0 % objemových. </p>
    <p num="85"> </p>
    <p num="86">Nadbytek vody v substrátu není prospěšný a platí, že čím méně vody je v substrátu, tím lépe. </p>
    <p num="87"> </p>
    <p num="88">Přednostně se katalyzátor používá ve formě granulí nebo prášku. </p>
    <p num="89"> </p>
    <p num="90">Přednostně se jako katalyzátor používá amorfní uhlík (získaný pyrolýzou organických sloučenin) se skupinami -COOH, -OH, -COONH4, nebo -NO2. </p>
    <p num="91"> </p>
    <p num="92">Upřednostňovány jsou uhlíkaté nanotrubičky s -COOH, -OH, -COONH4, nebo -NO2. </p>
    <p num="93"> </p>
    <p num="94">Přednostně se jako molekulová síta používají hlinitokřemičitany. </p>
    <p num="95"> </p>
    <p num="96">Přednostně se jako molekulová síta používají molekulová síta 3A nebo 4A. </p>
    <p num="97"> </p>
    <p num="98">Přednostně se sonikace reakční směsi provádí ultrazvukem o frekvenci 25 až 50 kHz, nejlépe 35 kHz, po dobu 1 až 20 minut. </p>
    <p num="99"> </p>
    <p num="100">Ve fázi, kdy je reakční směs udržována při teplotě mezi 25 až 105 °C, se provádí míchání reaktantů při rychlosti 200 až 700 otáček za minutu (nejlépe 300 otáček za minutu) pomocí magnetického nebo mechanického míchadla. </p>
    <p num="101"> </p>
    <p num="102">Reakční směs se přednostně udržuje při teplotě mezi 25 a 105 °C prostřednictvím odporového ohřevu reaktoru. </p>
    <p num="103"> </p>
    <p num="104">Přednostně se hlavní produkty ve formě cyklických ketalů nebo acetalů oddělí od vedlejších produktů, kterými jsou meziprodukty vzniklé štěpením cyklu v reakční směsi, vysolováním organické vrstvy z vodné fáze a její destilací. </p>
    <p num="105"> </p>
    <p num="106">Po oddělení katalyzátoru od reakční směsi se produkt přednostně čistí za studená přes vrstvu silikagelu a/nebo aktivního uhlí. </p>
    <p num="107"> </p>
    <p num="108">Podstatou vynálezu je rovněž způsob syntézy 1,3-dioxolanových derivátů se strukturou uvedenou v Obecném vzorci 1, v němž jednotlivé substituenty R1. R2:, R3, R4 označují nezávisle na pořadí atom vodíku (-H), methylovou (-CH3), ethylovou (-CH2CH3) nebo hydroxyalkylovou (-CH2OH) skupinu, pomocí uhlíkatých materiálů. Syntéza zahrnuje zavedení polyalkoholu a ketonu nebo aldehydu do průtočné reaktorové nádoby pomocí přívodních hadic, kdy se množství složek volí tak. aby poměr polyalkoholu a ketonu nebo aldehydu v reakční směsi byl ekvimolární nebo lépe s přebytkem ketonu nebo aldehydu, nejlépe s 8 až 10-ti násobným přebytkem. Přičemž platí, že: </p>
    <p num="109"> </p>
    <p num="110">- jako polyol se používá: propylenglykol, etylenglykol, glycerin, </p>
    <p num="111"> </p>
    <p num="112">- jako ketony se používají: aceton, 2-butanon nebo 3-pentanon, </p>
    <p num="113"> </p>
    <p num="114">- jako aldehyd se používá: acetaldehyd. </p>
    <p num="115"> </p>
    <p num="116">Reakční směs pak cirkuluje pomocí čerpadla přes výstupní hadici z průtočné reaktorové nádoby a poté prochází jednotlivými elementy: </p>
    <p num="117"> </p>
    <p num="118">- nejprve přes první trubici obsahující lože heterogenního katalyzátoru tak, že poměr hmotnosti katalyzátoru k celkovému objemu reakční směsi je v rozmezí 4,0 mg/ml až 17,0 mg/ml (nejlépe 5 mg/ml), přičemž jako katalyzátor slouží porézní uhlík se skupinami -COOH, -OH, -COONH4 a/nebo -NO2. </p>
    <p num="119"> </p>
    <p num="120">- Poté druhou trubicí naplněnou molekulovými síty tak, aby hmotnostní poměr molekulových sít k celkovému objemu reakční směsi byl v rozmezí 0,02 g/ml až 0,40 g/ml (nejlépe 0,2 g/ml), přičemž reakce probíhá průtokově, kontinuálním procesem, kdy se reakční směs vrací zpětnou hadicí do reaktorové nádoby při průtoku reakční směsi 1 až 120 ml/min (nejlépe 80 ml/min) nepřetržitým vystavením reakční směsi teplotě 25 až 105 °C (nejlépe 55 °C) po dobu 1 až 100 minut (nejlépe 70 minut). Poté se reakční směs vypustí z reaktorové nádoby vypouštěcím ventilem a hlavní produkty ve formě 1,3-dioxolanových derivátů, tj. cyklických ketalů nebo acetalů, se oddělí od vedlejších produktů, které představují meziprodukty vzniklé štěpením cyklu. </p>
    <p num="121"> </p>
    <p num="122">Přednostně se používá polyalkohol s obsahem vody nižším než 50,0 % objemových, nejlépe však 0,5-3,0 % objemových. </p>
    <p num="123"> </p>
    <p num="124">Přednostně se používá keton s obsahem vody nižším než 50,0 % objemových, nejlépe 0,3-1,0 % objemových. </p>
    <p num="125"> </p>
    <p num="126">Přednostně se používá aldehyd s obsahem vody nižším než 50,0 % objemových, nejlépe 0,5-1,0 % objemových. </p>
    <p num="127"> </p>
    <p num="128">Nadbytek vody v substrátu není prospěšný a platí, že čím méně vody je v substrátu, tím lépe. </p>
    <p num="129"> </p>
    <p num="130">Přednostně se katalyzátor používá ve formě granulí nebo prášku. </p>
    <p num="131"> </p>
    <p num="132">Přednostně se jako katalyzátor používá amorfní uhlík získaný pyrolýzou organických sloučenin. Amorfní uhlík obsahuje povrchové skupiny -COOH, a/nebo -OH, nebo -COONH4, nebo -NO2. </p>
    <p num="133"> </p>
    <p num="134">Přednostně se jako molekulová síta používají hlinitokřemičitany. </p>
    <p num="135"> </p>
    <p num="136">Přednostně se jako molekulová síta používají molekulová síta 3A nebo 4A. </p>
    <p num="137"> </p>
    <p num="138">Ve fázi, kdy je reakční směs udržována při teplotě mezi 25 až 105 °C, se provádí míchání reaktantů při rychlosti 200 až 700 otáček za minutu (nejlépe 300 otáček za minutu) pomocí magnetického nebo mechanického míchadla. </p>
    <p num="139"> </p>
    <p num="140">Produkt se po oddělení od reakční směsi čistí ideálně za studená přes vrstvu silikagelu a/nebo aktivního uhlí. </p>
    <p num="141"> </p>
    <p num="142">Přednostně se hlavní produkty ve formě cyklických ketalů nebo acetalů oddělí od vedlejších produktů, kterými jsou meziprodukty vzniklé štěpením cyklu v reakční směsi, vysolováním organické vrstvy z vodné fáze a její destilací. </p>
    <p num="143"> </p>
    <p num="144">Mezi hlavní výhody vynálezu patří: </p>
    <p num="145"> </p>
    <p num="146">- umožnění syntézy 1,3-dioxolanových derivátů pomocí uhlíkatých materiálů ve formě prášku nebo granulí (aktivní uhlí, saze, uhlíkaté nanotrubičky, grafen), které umožňují snížit náklady na výrobu cyklických acetalů nebo ketalů přibližně o 15-25 % a bez vzniku nebezpečného odpadu; </p>
    <p num="147"> </p>
    <p num="148">- uhlíkaté materiály se skupinami -OH, -COOH, -NO2 nebo -COONH4 mají hierarchickou porozitu, která umožňuje rychlejší difúzi reaktantů a zároveň rychlejší dosažení rovnovážného stavu (kratší reakční časy): </p>
    <p num="149"> </p>
    <p num="150">- postupy, kterými lze syntézu 1,3-dioxolanových derivátů provádět ve vsádkových i kontinuálních procesech, umožňují snadnou separaci syntetizovaných cyklických acetalů nebo ketalů z reakční směsi; </p>
    <p num="151"> </p>
    <p num="152">- eliminuje nutnost přidávání organických/anorganických kyselin, jak je tomu u známých metod, a tím zlepšuje ekonomickou a ekologickou hodnotu syntézy cyklických acetalů nebo ketalů; </p>
    <p num="153"> </p>
    <p num="154">- syntéza podle tohoto vynálezu umožňuje syntézu různých derivátů 1,3-dioxolanů se selektivitou v rozmezí 40-100 %; </p>
    <p num="155"> </p>
    <p num="156">- nízká teplota prováděného procesu (25-105 °C); </p>
    <p num="157"> </p>
    <p num="158">- není potřeba dalších dodatečných rozpouštědel a ochranné atmosféry (dusík nebo argon); </p>
    <p num="159"> </p>
    <p num="160">- čistota syntetizovaných 1,3-dioxolanových derivátů je v porovnání s klasickými metodami mnohem vyšší díky vysokým adsorpčním vlastnostem uhlíků se skupinami -OH, -COOH, -NO2 nebo -COONH4, které zachytávají nečistoty a/nebo vedlejší produkty; </p>
    <p num="161"> </p>
    <p num="162">- snadná, levná a nízkoemisní likvidace použitého katalyzátoru s možností opětovného využití energie. </p>
    <p num="163"> </p>
    <p num="164">Způsoby syntézy 1,3-dioxolanových derivátů, které tvoří podstatu vynálezu, jsou podrobněji vysvětleny v příkladech 1-9, zatímco na Obr. 1 je schematicky znázorněna metoda syntézy 1,3-dioxolanových derivátů prováděná pomocí průtokového reaktoru v kontinuálním procesu. Obecný vzorec 1 popisuje všechny možné deriváty 1,3-dioxolanů syntetizované podle vynálezu, kde jednotlivé substituenty R1 , R2, R3 , R 4 označují nezávisle na pořadí atom vodíku (-H), methylovou (-CH3), ethylovou (-CH2 CH3) nebo hydroxyalkylovou (-CH2 OH) skupinu. </p>
    <p num="165"> </p>
    <p num="166"> </p>
    <p num="167">Příklady uskutečnění vynálezu </p>
    <p num="168"> </p>
    <p num="169">Příklad 1 </p>
    <p num="170"> </p>
    <p num="171">
      <b>Syntéza 2-ethyl-2-methyl-</b>
      <b>1</b>
      <b>,3-dioxolanu - </b>EMD <b>(Schéma 1) s uhlíkatým práškem povrchově modifikovaným skupinami </b>-OH <b>a/nebo </b>-COOH (Coxo<b>).</b>
    </p>
    <p num="172"> </p>
    <p num="173">
      <img id="i0001" he="77" wi="321" img-content="drawing" img-format="jpg" orientation="portrait" file="img0001"/>
      <br/>
      <br/>Schéma 1 </p>
    <p num="174"> </p>
    <p num="175">Do skleněné lahvičky o objemu 25 ml bylo zavedeno 50 mg katalyzátoru ve formě uhlíkatého prášku (získaného pyrolýzou organických sloučenin) povrchově modifikovaném skupinami -OH a/nebo -COOH (Coxo). 0,28 ml ethylenglykolu o čistotě 99 % (5 mmol) a 4,49 ml 2-butanonu o čistotě 99,7 % (50 mmol). Po smíchání obou reaktantů byl molární poměr glykolu a 2-butanonu 1:10. Lahvička byla opatřena magnetickým míchadlem, uzavřena uzávěrem se šeptem a poté byla na 15 minut umístěna do ultrazvukové lázně, kde byla sonikována při 35 kHz. Po uplynutí doby potřebné k suspenzi katalyzátoru v reakční směsi byla lahvička umístěna do vodní lázně s magnetickým míchadlem, kde reakce probíhala při teplotě 55 °C po dobu 1 hodiny, přičemž byly reaktanty míchány rychlostí 200 otáček za minutu. Suspenze byla odstředěna, a reakční směs byla dekantací oddělena od katalyzátoru. Katalyzátor byl promyt vodou (4x 4 cm3), odstředěn, dekantován a poté vysušen při 150 °C do konstantní hmotnosti. </p>
    <p num="176"> </p>
    <p num="177">Složení postreakční směsi bylo analyzováno pomocí 1H NMR spektroskopie v D2O, přičemž pro katalyzátor Coxo byla zjištěna 66,9 % konverze ethylenglykolu se 100% selektivitou syntézy EMD. Po dokončení reakce byla reakční směs stabilizována pryskyřicí Amberlite IRA96 a derivát 1,3-dioxolanu byl oddělen vysolením z vodné fáze a destilací acetonových zbytků z organické vrstvy za sníženého tlaku. Produkt byl vysušen pomocí granulí bezvodého CaCl2. </p>
    <p num="178"> </p>
    <p num="179">
      <b>Příklad 2</b>
    </p>
    <p num="180"> </p>
    <p num="181">
      <b>Syntéza 2,2-diethyl-4-methv</b>
      <b>l</b>
      <b>-</b>
      <b>1</b>
      <b>,3-dioxolanu - DEMD (Schéma 2) s uhlíkatým práškem povrchově modifikovaným skupinami -OH a/nebo -COOH (C</b>
      <b>oxo</b>
      <b>).</b>
    </p>
    <p num="182"> </p>
    <p num="183">
      <img id="i0002" he="90" wi="361" img-content="drawing" img-format="jpg" orientation="portrait" file="img0002"/>
      <br/>
      <br/>Schéma 2 </p>
    <p num="184"> </p>
    <p num="185">Do skleněné lahvičky o objemu 25 ml bylo zavedeno 70 mg uhlíkatého práškového katalyzátoru (získaného pyrolýzou organických sloučenin) povrchově modifikovaném skupinami -OH a/nebo -COOH (Coxo), 0,37 ml propylenglykolu o čistotě 99% (5 mmol) a 3,78 ml 3-pentanonu o čistotě 98,0% (35 mmol). Po smíchání obou reaktantů byl molární poměr glykolu a 3-pentanonu 1:7. Lahvička byla opatřena magnetickým míchadlem, uzavřena uzávěrem se šeptem, a poté byla na 5 minut umístěna do ultrazvukové lázně, kde byla sonikována při 40 kHz. Po uplynutí doby potřebné k suspenzi katalyzátoru v reakční směsi byla lahvička umístěna do vodní lázně s magnetickým míchadlem, kde reakce probíhá při teplotě 85 °C po dobu 30 minut, přičemž byly reaktanty míchány rychlostí 300 otáček za minutu. Suspenze byla odstředěna a reakční směs byla dekantací oddělena od katalyzátoru. Katalyzátor byl promyt vodou (4x 4 cm3), odstředěn, dekantován a poté vysušen při 120 °C do konstantní hmotnosti. </p>
    <p num="186"> </p>
    <p num="187">Složení reakční směsi bylo analyzováno pomocí 1H NMR spektroskopie v D2O, přičemž pro katalyzátor Coxo byla zjištěna 11,5% konverze propylenglykolu se 100% selektivitou syntézy DEMD. Po dokončení reakce byla reakční směs stabilizována pryskyřicí Amberlite IRA96 a derivát 1,3-dioxolanu byl oddělen vysolením z vodné fáze a destilací acetonových zbytků z organické vrstvy za sníženého tlaku. Produkt byl vysušen pomocí granulí bezvodého CaCl2. </p>
    <p num="188"> </p>
    <p num="189">
      <b>Příklad 3</b>
    </p>
    <p num="190"> </p>
    <p num="191">
      <b>Syntéza (2,2-dimethyl-</b>
      <b>1</b>
      <b>,3-dioxolan-4</b>
      <b>-</b>
      <b>yl)methanolu - DDM (Schéma 3) s uhlíkatým práškem povrchově modifikovaným skupinami -OH a/nebo -COOH (C</b>
      <b>oxo</b>
      <b>).</b>
    </p>
    <p num="192"> </p>
    <p num="193">
      <img id="i0003" he="89" wi="352" img-content="drawing" img-format="jpg" orientation="portrait" file="img0003"/>
      <br/>
      <br/>Schéma 3 </p>
    <p num="194"> </p>
    <p num="195">Do skleněné lahvičky o objemu 25 ml bylo zavedeno 30 mg katalyzátoru ve formě uhlíkatého prášku (získaného pyrolýzou organických sloučenin) povrchově modifikovaného skupinami -OH a/nebo -COOH (Coxo), 0,37 ml 99,5% čistého glycerolu (5 mmol) a 1,866 ml 99,0% čistého acetonu (25 mmol). Po smíchání obou reaktantů byl molární poměr glycerolu a acetonu 1:5. Lahvička byla opatřena magnetickým míchadlem, uzavřena uzávěrem se šeptem a poté byla na 5 minut umístěna do ultrazvukové lázně, kde byla sonikována při 30 kHz. Po uplynutí doby potřebné k suspenzi katalyzátoru v reakční směsi byla lahvička umístěna do vodní lázně s magnetickým míchadlem, kde reakce probíhá při teplotě 45 °C po dobu 10 minut, přičemž byly reaktanty míchány rychlostí 500 otáček za minutu. Suspenze byla odstředěna a reakční směs byla dekantací oddělena od katalyzátoru. Katalyzátor byl promyt vodou (4x 4 cm3), odstředěň, dekantován a poté vysušen při 170 °C do konstantní hmotnosti. </p>
    <p num="196"> </p>
    <p num="197">Složení reakční směsi bylo analyzováno pomocí 1H NMR spektroskopie v D2O, přičemž pro katalyzátor Coxo byla zjištěna 31,8 % konverze glycerolu se selektivitou syntézy DDM 85,8 %. Po dokončení reakce byla reakční směs stabilizována pryskyřicí Amberlite IRA96 a derivát 1,3-dioxolanu byl oddělen vysolením z vodné fáze a destilací acetonových zbytků z organické vrstvy za sníženého tlaku. Produkt byl vysušen pomocí granulí bezvodého CaCl2. </p>
    <p num="198"> </p>
    <p num="199">
      <b>Příklad 4</b>
    </p>
    <p num="200"> </p>
    <p num="201">
      <b>Syntéza 2,2,4-trimethyl-</b>
      <b>1</b>
      <b>,3-dioxolanu</b>
      <b> </b>
      <b>-</b>
      <b> </b>
      <b>TMD (Schéma 4) s práškem z uhlíkatých nanotrubiček s povrchem modifikovaným skupinami -COONH</b>4<b> (</b>
      <b>C</b>
      <b>oxo</b>
      <b>-NH</b>4<b>).</b>
    </p>
    <p num="202"> </p>
    <p num="203">
      <img id="i0004" he="86" wi="367" img-content="drawing" img-format="jpg" orientation="portrait" file="img0004"/>
      <br/>
      <br/>Schéma 4 </p>
    <p num="204"> </p>
    <p num="205">Do skleněné lahvičky o objemu 25 ml bylo zavedeno 20 mg práškového katalyzátoru ve formě povrchově modifikovaných uhlíkatých nanotrubiček se skupinou -COONH4 (Coxo-NH4), 0,37 ml 99% čistého propylenglykolu (5 mmol) a 3,73 ml 99,0% čistého acetonu (50 mmol). Po smíchání obou reaktantů byl molární poměr glykolu a acetonu 1:10. Lahvička byla opatřena magnetickým míchadlem, uzavřena uzávěrem se septem a poté byla na 7 minut umístěna do ultrazvukové lázně, kde byla sonikována při 40 kHz. Po uplynutí doby potřebné k suspenzi katalyzátoru v reakční směsi byla lahvička umístěna do vodní lázně s magnetickým míchadlem, kde reakce probíhá při teplotě 55 °C po dobu 90 minut, přičemž byly reaktanty míchány rychlostí 600 otáček za minutu. Suspenze byla odstředěna a reakční směs byla dekantací oddělena od katalyzátoru. Katalyzátor byl promyt vodou (4x 4 cm3), odstředěn, dekantován a poté vysušen při 105 °C do konstantní hmotnosti. </p>
    <p num="206"> </p>
    <p num="207">Složení reakční směsi bylo analyzováno pomocí 1H NMR spektroskopie v D2O, přičemž pro katalyzátor Coxo-NH4 byla zjištěna 43,7% konverze propylenglykolu se selektivitou syntézy TMD 98,9 %. Po dokončení reakce byla reakční směs stabilizována pryskyřicí Amberlite IRA96 a derivát 1,3-dioxolanu byl oddělen vysolením z vodné fáze a destilací acetonových zbytků z organické vrstvy za sníženého tlaku. Produkt byl vysušen pomocí granulí bezvodého CaCl2. </p>
    <p num="208"> </p>
    <p num="209">
      <b>Příklad 5</b>
    </p>
    <p num="210"> </p>
    <p num="211">
      <b>Syntéza 2,4-dimethyl-</b>
      <b>1</b>
      <b>,3-dioxolanu - 24DMD (Schéma 5) s práškovými uhlíkatými nanotrubičkami </b>
      <b>s </b>
      <b>povrchem modifikovaným skupinami </b>
      <b>-COONH</b>
      <b>4</b>
      <b> (C</b>
      <b>oxo</b>
      <b>-NH</b>
      <b>4</b>
      <b>).</b>
    </p>
    <p num="212"> </p>
    <p num="213">
      <img id="i0005" he="96" wi="350" img-content="drawing" img-format="jpg" orientation="portrait" file="img0005"/>
      <br/>
      <br/>
      <b>Schéma 5</b>
    </p>
    <p num="214"> </p>
    <p num="215">Do skleněné lahvičky o objemu 25 ml bylo zavedeno 40 mg práškového katalyzátoru ve formě povrchově modifikovaných uhlíkatých nanotrubiček se skupinami -COONH4 (coxo-NH4), 2,239 ml 99% čistého propylenglykolu (0,3 mol) a 6,72 ml 99,5% čistého acetaldehydu (1,20 mol). Po smíchání obou reaktantů byl molární poměr propylenglykolu a acetaldehydu 1:4. Lahvička byla opatřena magnetickým míchadlem, uzavřena uzávěrem se septem, a poté byla na 5 minut umístěna do ultrazvukové lázně, kde byla sonikována při 35 kHz. Po uplynutí doby potřebné k suspenzi katalyzátoru v reakční směsi byla lahvička umístěna do vodní lázně na magnetickém míchadle, kde reakce probíhá při teplotě 33 °C po dobu 40 minut, přičemž byly reaktanty míchány rychlostí 350 otáček za minutu. Suspenze byla odstředěna a reakční směs byla dekantací oddělena od katalyzátoru. Katalyzátor byl promyt vodou (4x 4 cm3), odstředěn, dekantován a poté vysušen při 50 °C do konstantní hmotnosti. </p>
    <p num="216"> </p>
    <p num="217">Složení reakční směsi bylo analyzováno pomocí 1H NMR spektroskopie v D2O, přičemž pro katalyzátor Coxo-NR4 byla zjištěna 13,2% konverze propylenglykolu se 100% selektivitou syntézy 24DMD. Po dokončení reakce byla reakční směs stabilizována pryskyřicí Amberlite IRA96 a derivát 1,3-dioxolanu byl oddělen vysolením z vodné fáze a destilací acetonových zbytků z organické vrstvy za sníženého tlaku. Produkt byl vysušen pomocí granulí bezvodého CaCl2. </p>
    <p num="218"> </p>
    <p num="219">
      <b>Příklad 6</b>
    </p>
    <p num="220"> </p>
    <p num="221">
      <b>Syntéza 2,2-diethyl-</b>
      <b>1</b>
      <b>,3-dioxolanu - 22ED (Schéma 6) s povrchově modifikovaným uhlíkatým práškem se skupinami </b>
      <b>-NO</b>
      <b>2</b>
      <b> (C</b>
      <b>n</b>
      <b>itro</b>
      <b>).</b>
    </p>
    <p num="222"> </p>
    <p num="223">
      <img id="i0006" he="97" wi="380" img-content="drawing" img-format="jpg" orientation="portrait" file="img0006"/>
      <br/>
      <br/>
      <b>Schéma 6</b>
    </p>
    <p num="224"> </p>
    <p num="225">Do skleněné lahvičky o objemu 25 ml bylo vloženo 50 mg uhlíkatého práškového katalyzátoru (získaného pyrolýzou organických sloučenin) povrchově modifikovaným -NO2 skupinami (Cnitro), 0,28 ml ethylenglykolu o čistotě 99% (5 mmol) a 5,39 ml 3-pentanonu o čistotě 98,0 <i>%</i> (50 mmol). Po smíchání obou reaktantů byl molární poměr ethylenglykolu a 3-pentanonu 1:10. Lahvička byla opatřena magnetickým míchadlem, uzavřena uzávěrem se septem, a poté byla na 5 minut umístěna do ultrazvukové lázně, kde byla sonikována při 45 kHz. Po uplynutí doby potřebné k suspenzi katalyzátoru v reakční směsi byla lahvička umístěna do vodní lázně s magnetickým míchadlem. kde reakce probíhá při teplotě 55 °C po dobu 30 minut, přičemž byly reaktanty míchány rychlostí 400 otáček za minutu. Suspenze byla odstředěna a reakční směs byla dekantací oddělena od katalyzátoru. Katalyzátor byl promyt vodou (4x 4 cm3), odstředěn, dekantován a poté vysušen při 35 °C do konstantní hmotnosti. </p>
    <p num="226"> </p>
    <p num="227">Složení postreakční směsi bylo analyzováno pomocí 1H NMR spektroskopie v D2O, přičemž pro katalyzátor (Cnitro) byla zjištěna konverze 61,1 % ethylenglykolu se selektivitou syntézy 22ED 100 %. Po dokončení reakce byla reakční směs stabilizována pryskyřicí Amberlite IRA96 a derivát 1,3-dioxolanu byl oddělen vysolením z vodné fáze a destilací acetonových zbytků z organické vrstvy za sníženého tlaku. Produkt byl vysušen pomocí granulí bezvodého CaCl2. </p>
    <p num="228"> </p>
    <p num="229">Příklad 7 </p>
    <p num="230"> </p>
    <p num="231">
      <b>Syntéza 2-ethy</b>
      <b>l</b>
      <b>-2,4-dimethy</b>
      <b>l</b>
      <b>-</b>
      <b>1</b>
      <b>,3-dioxo</b>
      <b>l</b>
      <b>anu - 2E24DMD (Schéma 7) s povrchově modifikovaným uhlíkatým práškem se skupinami </b>
      <b>-NO</b>
      <b>2</b>
      <b> (C</b>
      <b>nitro</b>
      <b>).</b>
    </p>
    <p num="232"> </p>
    <p num="233">
      <img id="i0007" he="98" wi="364" img-content="drawing" img-format="jpg" orientation="portrait" file="img0007"/>
      <br/>
      <br/>Schéma 7 </p>
    <p num="234"> </p>
    <p num="235">Do skleněné lahvičky o objemu 25 ml bylo vloženo 50 mg uhlíkatého práškového katalyzátoru (získaného pyrolýzou organických sloučenin) povrchově modifikovaném -NO2 skupinami (Cnitro), 0,37 ml propylenglykolu o čistotě 99% (5 mmol) a 4,49 ml 2-butanonu o čistotě 99,7 <i>%</i> (50 mmol). Po smíchání obou reaktantů byl molární poměr propylenglykolu a 2-butanonu 1:10. Lahvička byla opatřena magnetickým míchadlem, uzavřena uzávěrem se septem, a poté byla na 20 minut umístěna do ultrazvukové lázně, kde byla sonikována při 35 kHz. Po uplynutí doby potřebné k suspenzi katalyzátoru v reakční směsi byla lahvička umístěna do vodní lázně s magnetickým míchadlem, kde reakce probíhá při teplotě 55 °C po dobu 60 minut, přičemž se reaktanty míchaly rychlostí 450 otáček za minutu. Suspenze byla odstředěna a reakční směs byla dekantací oddělena od katalyzátoru. Katalyzátor byl promyt vodou (4x 4 cm3), odstředěn, dekantován a poté vysušen při 35 °C do konstantní hmotnosti. </p>
    <p num="236"> </p>
    <p num="237">Složení reakční směsi bylo analyzováno pomocí 1H NMR spektroskopie v D2O. přičemž pro katalyzátor Cnitro byla zjištěna 85,1 % konverze propylenglykolu se selektivitou syntézy 2E24DMD 100 %. Po dokončení reakce byla reakční směs stabilizována pryskyřicí Amberlite IRA96 a derivát 1,3-dioxolanu byl oddělen vysolením z vodné fáze a destilací acetonových zbytků z organické vrstvy za sníženého tlaku. Produkt byl vysušen pomocí granulí bezvodého CaCl2. </p>
    <p num="238"> </p>
    <p num="239">
      <b>Příklad 8</b>
    </p>
    <p num="240"> </p>
    <p num="241">
      <b>Syntéza (2,2-dimethyl-</b>
      <b>1</b>
      <b>,3-dioxolan-4-yl)niethanolu - DDM (Schéma 8) s povrchově modifikovanými uhlíkatými granulemi se skupinami </b>
      <b>-NO</b>
      <b>2</b>
      <b> (C</b>
      <b>nitro</b>
      <b>).</b>
    </p>
    <p num="242"> </p>
    <p num="243">
      <img id="i0008" he="86" wi="365" img-content="drawing" img-format="jpg" orientation="portrait" file="img0008"/>
      <br/>
      <br/>
      <b>Schéma 8</b>
    </p>
    <p num="244"> </p>
    <p num="245">Do 100 ml baňky s kulatým dnem bylo zavedeno 250 mg katalyzátoru ve formě uhlíkatých pelet (granulí, monolitických kusů) získaných pyrolýzou organických sloučenin povrchově modifikovaných skupinami -NO2 (Cnitro), 24,82 ml 99 % čistého glycerolu (0,337 mol) a 25,18 ml 99 % čistého acetonu (0,337 mol). Po smíchání obou reaktantů byl molární poměr glycerolu a acetonu 1:1. Baňka s kulatým dnem byla opatřena zpětným chladičem a magnetickým míchadlem. poté byla na 4 minuty umístěna do ultrazvukové lázně, kde byla sonikována při 40 kHz. Po uplynutí doby potřebné k suspenzi katalyzátoru v reakční směsi byla baňka s kulatým dnem umístěna do vodní lázně s magnetickým míchadlem, kde reakce probíhala při 45 °C po dobu 70 minut, přičemž byly reaktanty míchány rychlostí 500 otáček za minutu. Po 30 minutách byl do baňky s kulatým dnem umístěn koš s molekulovými síty 3A (10 g) a reakce probíhala dalších 40 minut. Suspenze byla odstředěna a reakční směs byla dekantací oddělena od katalyzátoru. Katalyzátor byl promyt vodou (4x 40 cm3), odstředěn, dekantován a poté vysušen při 155 °C do konstantní hmotnosti. </p>
    <p num="246"> </p>
    <p num="247">Složení reakční směsi bylo analyzováno pomocí 1H NMR spektroskopie v D2O přičemž pro katalyzátor Cnitro při první aplikaci byla zjištěna 44,4% konverze glycerolu se selektivitou syntézy DDM 80,2 %. Po dokončení reakce byla reakční směs přelita přes vrstvu 10 g silikagelu (Fluka Analitical - 60Å; 230-400 mesh) a 5 g aktivního uhlí (Chempur - Norit SX 2) za účelem odstranění jejího žlutého zbarvení. Reakční směs byla poté stabilizována pomocí Amberlitu IR120-Na+ a derivát 1,3-dioxolanu byl oddělen vysolením z vodné fáze a destilací acetonových zbytků z organické vrstvy za sníženého tlaku. Produkt byl vysušen pomocí granulí bezvodého MgSO4. </p>
    <p num="248"> </p>
    <p num="249">
      <b>Příklad 9</b>
    </p>
    <p num="250"> </p>
    <p num="251">
      <b>Kontinuální syntéza 2,2-dimethyl-</b>
      <b>1</b>
      <b>,3-dioxolanu - 22DMD (Schéma 9) s uhlíkatými granulemi povrchově modifikovanými skupinami -OH a/nebo -COOH (C</b>
      <b>oxo</b>
      <b>) (Obr. 1).</b>
    </p>
    <p num="252"> </p>
    <p num="253">
      <img id="i0009" he="93" wi="382" img-content="drawing" img-format="jpg" orientation="portrait" file="img0009"/>
      <br/>
      <br/>
      <b>Schéma 9</b>
    </p>
    <p num="254"> </p>
    <p num="255">Reaktor pro kontinuální syntézu <b>1</b>,3-dioxolanů <b>(Obr. 1) </b>je sestaven z reakční nádoby <b>(1) </b>opatřené zpětným chladičem s magnetickým nebo mechanickým mícháním a teplotně řízeným ohřevem. Reaktorová nádoba (1) obsahuje hadice (2) přivádějící reaktanty a hadici (3) vedoucí reakční směs ke katalyzátoru (6) a adsorbentu (7), které jsou umístěny v samostatných U-trubicích zapojených postupně za sebou. Cirkulace reakční směsi z reaktorové nádoby (1) je zajišťována peristaltickým čerpadlem (4) a poté je reakční směs vedena do U-trubic s ložem (vrstvou) katalyzátoru (6), resp. vrstvou adsorbentu (7) umístěných v termostatické lázni (5) a poté se reakční směs vrací hadicí (8) do reaktorové nádoby (1). Po dokončení reakce se reakční směs vypustí z reaktorové nádoby (1) vypouštěcím ventilem (9) umístěným na dně reaktorové nádoby (1). </p>
    <p num="256"> </p>
    <p num="257">Do reaktorové nádoby o objemu 1000 ml bylo zavedeno 43 ml 99% čistého ethylenglykolu (0,763 mol) a 457 ml 99% čistého acetonu (6,11 mol). Po smíchání obou reaktantů byl molární poměr glykolu a acetonu 1:8. Reaktorová nádoba se zpětným chladičem a magnetickým míchadlem byla spojena ve smyčce polypropylenovými hadicemi s peristaltickým čerpadlem (R Doser Milestone 6), dvěma termostatovanými U-trubicemi a opět s reaktorovou nádobou tak, aby reakční směs mohla volně proudit a plynule se vracet do reaktorové nádoby. Do první U-trubice bylo umístěno 2500 mg katalyzátoru ve formě uhlíkatých granulí povrchově modifikovaných skupinami -OH a/nebo -COOH (Coxo) a do druhé U-trubice bylo umístěno 16 g molekulových sít 4A. Poté reakce po uzavření reaktorové nádoby probíhala v průtočném systému, přičemž se reakční směs průběžně vracela do reaktorové nádoby při průtoku reakční směsi 80 ml/min. Reaktorová nádoba a obě U-trubice byly termostatovány ve vodní lázni při teplotě 60 °C. Reakce probíhala 100 minut a reaktanty se v reaktorové nádobě míchaly při 700 otáčkách za minutu. Na konci reakce byla reaktorová nádoba vyprázdněna přes vypouštěcí ventil. </p>
    <p num="258"> </p>
    <p num="259">Složení reakční směsi bylo analyzováno pomocí 1H NMR spektroskopie v D2O. přičemž pro katalyzátor Coxo byla zjištěna 61% konverze ethylenglykolu se selektivitou syntézy DMD 96,7 %. Po dokončení reakce byla reakční směs za studená prolita přes vrstvu 10 g silikagelu (Fluka Analitical - 60Å; 230-400 mesh) a 5 g aktivního uhlí (Chempur - Norit SX 2) za účelem odstranění jejího žlutého zbarvení. Reakční směs byla poté stabilizována pomocí Amberlitu IR120-Na+ a derivát 1,3-dioxolanu byl oddělen vysolením z vodné fáze a destilací acetonových zbytku z organické vrstvy za sníženého tlaku. Produkt byl vysušen pomocí granulí bezvodého MgSO4. </p>
    <p num="260"> </p>
    <p num="261"> </p>
    <p num="262">Průmyslová využitelnost </p>
    <p num="263"> </p>
    <p num="264">Postupy podle vynálezu lze s výhodou použít pro syntézu 1,3-dioxolanových derivátů (schémata 1-9), přičemž se použijí uhlíkaté materiály se skupinami -COOH, -OH, -NO2, nebo -COONH4 v reakci příslušných polyalkoholú s ketony nebo aldehydy v periodickém nebo kontinuálním procesu. </p>
    <description-of-drawings>
      <p num="1">    1 - reaktorová nádoba pro reakční smčs s chladičem, magnetickým nebo mechanickým mícháním a termostatem s nastavitelnout teplotou
  <br/>    2 - hadice přivádějící reaktanty do reaktorové nádoby
  <br/>    3 - hadice odvádějící reakční směs na lože katalyzátoru a adsorbentu
  <br/>    4 - čerpadlo
  <br/>    5 - termostatická lázeň pro lože katalyzátoru a adsorbentu
  <br/>    6 - katalytické lože (Cnitro nebo Coxo nebo Coxo-NH4)
  <br/>    7 - adsorpční lože (molekulární síta)
  <br/>    8 - hadice vracející reaktanty a reakční produkty do reaktorové nádoby
  <br/>    9 - vypouštěcí ventil reaktorové nádoby pro vypouštění reakční směsi.
  <br/>
        <br/>
      </p>
    </description-of-drawings>
  </description>
  <claims id="claim">
    <claim num="1">
      <claim-text>Metoda syntézy 1,3-dioxolanových derivátů se strukturou uvedenou v Obecném vzorci 1, kde jednotlivé substituenty R
   <sup>1</sup>, R
   <sup>2</sup>, R
   <sup>3</sup>, R
   <sup>4</sup> nezávisle na pořadí označují atom vodíku (-H), methylovou (-CH
   <sub>3</sub>), ethylovou (-CH
   <sub>2</sub>CH
   <sub>3</sub>), nebo hydroxyalkylovou (-CH
   <sub>2</sub>OH) skupinu, pomocí uhlíkatých materiálů, 
   <b>vyznačující </b>
        <b>se</b>
        <b>tím</b>, že se do vsádkového reaktoru zavede heterogenní uhlíkatý katalyzátor, polyalkohol a buď keton, nebo aldehyd, přičemž množství složek je takové, že poměr hmotnosti katalyzátoru na jednotku objemu reakční směsi je v rozmezí od 4,0 mg/ml do 17,0 mg/ml (nejlépe 5 mg/ml), a molární poměr polyalkoholu ke ketonu nebo aldehydu v reakční směsi je roven jedné nebo lépe s nadbytkem ketonu nebo aldehydu, nejlépe s 8-10-ti násobným nadbytkem, přičemž:
   <br/>- jako katalyzátor je použita alotropická modifikace uhlíku se skupinami -COOH, -OH, -COONH
   <sub>4</sub> a/nebo -NO
   <sub>2</sub>,
   <br/>- jako polyalkohol se použije polyol vybraný ze skupiny: propylenglykol, etylenglykol, glycerol,
   <br/>- jako keton se použije aceton, 2-butanon nebo 3-pentanon,
   <br/>- jako aldehyd se použije: acetaldehyd.
   <br/>Reaktor se uzavře a katalyzátor se suspenduje v reakční směsi, přičemž se reakční směs sonikuje. V dalším kroku se reakční směs udržuje při teplotě v rozmezí 25-105 °C (nejlépe 55 °C) po dobu 1-100 minut (nejlépe po dobu 70 minut). Poté následuje separace katalyzátoru, nejlépe dekantací a odstředěním, a ze vzniklé reakční směsi se známou metodou oddělí hlavní produkty ve formě 1,3-dioxolanových derivátů, tj. cyklických ketalů nebo acetalů, od vedlejších produktů představujících meziprodukty vzniklé štěpením cyklu.
  </claim-text>
    </claim>
    <claim num="2">
      <claim-text>Metoda podle bodu 1, 
   <b>vyznačující </b>
        <b>se</b>
        <b>tím, </b>že v kroku zahřátí reakční směsi na teplotu 25-105 °C se po nejméně 20 % reakční doby, avšak nejpozději po 80 % reakční doby. do reakční směsi zavedou molekulová síta, přičemž množství složek se volí tak, aby hmotnostní poměr molekulových sít na jednotku objemu reakční směsi byl v rozmezí 0,02-0,40 g/ml (nejlépe 0,2 g/ml).
  </claim-text>
    </claim>
    <claim num="3">
      <claim-text>Metoda podle bodu 1, 
   <b>vyznačující </b>
        <b>se</b>
        <b>tím</b>, že je použit polyalkohol s obsahem vody nižším než 50,0 % objemových, nejlépe 0,5-3,0 % objemových.
  </claim-text>
    </claim>
    <claim num="4">
      <claim-text>Metoda podle bodu 1, 
   <b>vyznačující </b>
        <b>se</b>
        <b>tím</b>, že se používá keton s obsahem vody nižším než 50,0 % objemových, nejlépe 0,3-1,0 % objemových.
  </claim-text>
    </claim>
    <claim num="5">
      <claim-text>Metoda podle bodu 1, 
   <b>vyznačující </b>
        <b>se</b>
        <b>tím</b>, že je použit aldehyd s obsahem vody nižším než 50 % objemových, nejlépe 0,5-1,0 % objemových.
  </claim-text>
    </claim>
    <claim num="6">
      <claim-text>Metoda podle bodu 1,
   <b> vyznačující se tím</b>, že katalyzátor se používá ve formě granulí nebo prášku.
  </claim-text>
    </claim>
    <claim num="7">
      <claim-text>Metoda podle bodu 1, 
   <b>vyznačující </b>
        <b>se</b>
        <b>tím</b>, že jako katalyzátor se používá amorfní uhlík získaný pyrolýzou organických sloučenin se skupinami -COOH, -OH, -COONH
   <sub>4</sub>, a/nebo -NO
   <sub>2</sub>.
  </claim-text>
    </claim>
    <claim num="8">
      <claim-text>Metoda podle bodu 1, 
   <b>vyznačující se tím</b>, že jako katalyzátory se používají uhlíkaté nanotrubičky se skupinami -COOH, -OH, -COONH
   <sub>4</sub>, a/nebo -NO
   <sub>2</sub>.
  </claim-text>
    </claim>
    <claim num="9">
      <claim-text>Metoda podle bodu 1,
   <b> vyznačující se tím</b>, že jako molekulová síta se používají hlinitokřemičitany.
  </claim-text>
    </claim>
    <claim num="10">
      <claim-text>Metoda podle bodu 1, 
   <b>vyznačující </b>
        <b>se</b>
        <b>tím</b>, že jako molekulová síta se používají molekulová síta 3A nebo 4A.
  </claim-text>
    </claim>
    <claim num="11">
      <claim-text>Metoda podle bodu 1,
   <b> vyznačující se tím</b>, že sonikace reakční směsi se provádí pomocí ultrazvuku o frekvenci 25 až 50 kHz, nejlépe 35 kHz, po dobu 1-20 minut.
  </claim-text>
    </claim>
    <claim num="12">
      <claim-text>Metoda podle bodu 1, 
   <b>vyznačující se tím</b>, že v kroku, v němž je reakční směs vystavena teplotě mezi 25-105 °C, se provádí míchání reaktantů rychlostí mezi 200-700 otáček za minutu, přednostně rychlostí 300 otáček za minutu, nejlépe pomocí magnetického nebo mechanického míchadla.
  </claim-text>
    </claim>
    <claim num="13">
      <claim-text>Metoda podle bodu 1,
   <b> vyznačující se tím</b>, že reakční směs je vystavena teplotě v rozmezí 25- 105 °C odporovým ohřevem reaktoru.
  </claim-text>
    </claim>
    <claim num="14">
      <claim-text>Metoda podle bodu 1, 
   <b>vyznačující </b>
        <b>se</b>
        <b>tím</b>, že hlavní produkty ve formě cyklických ketalů nebo acetalů se oddělí od vedlejších produktů, kterými jsou meziprodukty vzniklé štěpením cyklu v reakční směsi, vysolováním organické vrstvy z vodné fáze a její destilací.
  </claim-text>
    </claim>
    <claim num="15">
      <claim-text>Metoda podle bodu 1, 
   <b>vyznačující se tím</b>, že po oddělení katalyzátoru od reakční směsi se produkt čistí za studená přes vrstvu silikagelu a/nebo aktivního uhlí.
  </claim-text>
    </claim>
    <claim num="16">
      <claim-text>Metoda syntézy 1,3-dioxolanových derivátů se strukturou uvedenou v Obecném vzorci 1, kde jednotlivé substituenty R
   <sup>1</sup>, R
   <sup>2</sup>, R
   <sup>3</sup>, R
   <sup>4</sup> nezávisle na pořadí označují atom vodíku (-H), methylovou (-CH
   <sub>3</sub>), ethylovou (-CH
   <sub>2</sub>CH
   <sub>3</sub>), nebo hydroxyalkylovou (-CH
   <sub>2</sub>OH) skupinu, pomocí uhlíkatých materiálů, a to tak, že do nádoby (1) průtokového reaktoru (2) se zavede polyalkohol a keton nebo aldehyd, přičemž se množství složek zvolí tak, aby poměr polyalkoholu ke ketonu nebo aldehydu v reakční směsi byl ekvimolární, nebo nejlépe s přebytkem ketonu, nebo aldehydu, nejlépe s 8-10-ti násobným, přičemž:
   <br/>- jako polyalkohol se použije polyol ze skupiny: propylenglykol, ethylenglykol, glycerin,
   <br/>- jako keton se použije aceton, 2-butanon, nebo 3-pentanon,
   <br/>- jako aldehyd se použije: acetaldehyd
   <br/>Poté je reakční směs pomocí čerpadla (4) cirkulována výstupní hadicí (3) z průtočné reaktorové nádoby (1) a poté prochází jednotlivými elementy:
   <br/>- nejprve přes první trubici obsahující lože heterogenního katalyzátoru (6) tak, aby poměr hmotnosti katalyzátoru k celkové objemové jednotce reakční směsi byl v rozmezí 4,0 mg/ml až 17,0 mg/ml (nejlépe 5 mg/ml). přičemž jako katalyzátor se použije alotropická modifikace uhlíku se skupinami -COOH, -OH, -COONH
   <sub>4</sub> a/nebo -NO
   <sub>2</sub>.
   <br/>- poté druhou trubicí naplněnou molekulovými síty (7) tak, aby hmotnostní poměr molekulových sít v celkové objemové jednotce reakční směsi byl v rozmezí 0,02-0,40 g/ml (nejlépe 0,2 g/ml), reakce probíhá kontinuálně, přičemž se reakční směs vrací zpětnou hadicí (8) do reaktorové nádoby (1) při průtoku reakční směsi 1-120 ml/min (nejlépe 80 ml/min). Reakční směs se nepřetržitě udržuje při teplotě 25-105 °C (nejlépe 55 °C) po dobu 1-100 minut (nejlépe 70 minut), poté se vypouští z reaktorové nádoby (1) vypouštěcím ventilem (9) a známou metodou se získají hlavní produkty ve formě 1,3-dioxolanových derivátů, tj. cyklické ketaly nebo acetaly.
  </claim-text>
    </claim>
    <claim num="17">
      <claim-text>Metoda podle bodu 16, 
   <b>vyznačující </b>
        <b>se</b>
        <b>tím</b>, že je použit polyalkohol s obsahem vody nižším než 50,0 % objemových, nejlépe 0,5-3,0 % objemových.
  </claim-text>
    </claim>
    <claim num="18">
      <claim-text>Metoda podle bodu 16, 
   <b>vyznačující </b>
        <b>se</b>
        <b>tím</b>, že se použije keton s obsahem vody nižším než 50,0 % objemových, nejlépe 0,3-1,0 % objemových.
  </claim-text>
    </claim>
    <claim num="19">
      <claim-text>Metoda podle bodu 16, 
   <b>vyznačující </b>
        <b>se</b>
        <b>tím</b>, že se použije aldehyd s obsahem vody nižším než 50,0 % objemových, nejlépe 0,5-1,0 % objemových.
  </claim-text>
    </claim>
    <claim num="20">
      <claim-text>Metoda podle bodu 16, 
   <b>vyznačující </b>
        <b>se</b>
        <b>tím</b>, že se katalyzátor používá ve formě granulí nebo prášku.
  </claim-text>
    </claim>
    <claim num="21">
      <claim-text>Metoda podle bodu 16, 
   <b>vyznačující </b>
        <b>se</b>
        <b>tím</b>, že se jako katalyzátor používá amorfní uhlík získaný pyrolýzou organických sloučenin se skupinami -COOH, -OH, -COONH
   <sub>4</sub> a/nebo - NO
   <sub>2</sub>.
  </claim-text>
    </claim>
    <claim num="22">
      <claim-text>Metoda podle bodu 16, 
   <b>vyznačující </b>
        <b>se</b>
        <b>tím</b>, že hlinitokřemičitany se používají jako molekulová síta.
  </claim-text>
    </claim>
    <claim num="23">
      <claim-text>Metoda podle bodu 16, 
   <b>vyznačující </b>
        <b>se</b>
        <b>tím</b>, že jako molekulová síta se používají molekulová síta 3A nebo 4A.
  </claim-text>
    </claim>
    <claim num="24">
      <claim-text>Metoda podle bodu 16, 
   <b>vyznačující </b>
        <b>se </b>
        <b>tím</b>,
   <b> </b>že v kroku, v němž je reakční směs vystavena teplotě od 25 -105 °C. se provádí míchání reagujících látek rychlostí od 200-700 otáček za minutu, přednostně rychlostí 300 otáček za minutu, nejlépe pomocí magnetického nebo mechanického míchadla.
  </claim-text>
    </claim>
    <claim num="25">
      <claim-text>Metoda podle bodu 16, 
   <b>vyznačující </b>
        <b>se </b>
        <b>tím</b>, že po oddělení produktu od reakční směsi se produkt čistí za studená přes vrstvu silikagelu a/nebo aktivního uhlí.
  </claim-text>
    </claim>
    <claim num="26">
      <claim-text>Metoda podle bodu 16, 
   <b>vyznačující </b>
        <b>se</b>
        <b>tím</b>, že hlavní produkty ve formě cyklických ketalů nebo acetalů se oddělí od vedlejších produktů, kterými jsou meziprodukty vzniklé štěpením cyklu v reakční směsi, vysolováním organické vrstvy z vodné fáze a její destilací.
  </claim-text>
    </claim>
  </claims>
  <drawings id="draw">
    <figure num="1">
      <img file="2385234img0001.jpg" img-content="drawing" img-format="jpg" wi="184" he="250"/>
    </figure>
    <figure num="2">
      <img file="2385234img0002.jpg" img-content="drawing" img-format="jpg" wi="500" he="275"/>
    </figure>
  </drawings>
</ep-patent-document>
