TW200811097A - Process for the manufacture of diesters - Google Patents
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Description
200811097 九、發明說明: 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種由醯亞胺或二腈化合物製造二酯類之 方法。 更特定言之係關於一種採用二腈化合物之氣相水解而由 二腈化合物製造二酯化合物之方法。 更特定g之係關於一種由諸如曱基戊二腈之支鏈二腈化 口物或在藉由使丁二烯氫氰化製造己二腈之方法中以副產 物形式獲得之支鏈二腈化合物製造二酯類的方法。 【先前技術】 以二酯類為主之氧化溶劑愈來愈多地用作其他對環境更 具侵蝕性之烴、氯化或氧化溶劑之替代物。 其係因為由己二酸、戊二酸與丁二酸之混合物獲得之二 醋溶劑’諸如彼等以Rhodia Solv RDPE之已知名稱出售之 二酯溶劑展現具有極有利毒物學概況之優點且可生物降解 及易於回收。亦於未公開之法國專利申請案第〇6〇2〇11號 中提出由支鏈化合物且更特定言之由甲基戊二腈、乙基丁 二腈及己二腈之混合物獲得之二酯化合物。 在此專利中,描述一種由在無機酸存在下使二腈化合物 與醇反應,隨後水解組成之製造方法。此方法係以pinner 反應之名稱而為人所知。 然而,在此方法中係以副產物形式獲得銨鹽。 【發明内容】 本發明之一目標為提供一種由二腈化合物製造二酯類之 122595.doc 200811097 方法,該方法不展現先前技術方法之缺點且尤其不產生大 量可能對環境有害之廢液及副產物。 為此目的,本發明之標的為一種如下製造二酯化合物之 方法·使以下通式⑴之醯亞胺化物:
其中為包含2至12個碳原子之直鏈或支鏈二價烴基,與 以下通式(II)醇之間發生反應: R2-〇H (II) 其中R2為包含1至20個碳原子,可包含雜原子之直鏈或支 鏈、脂族、環脂族、芳族或芳烧基烴基。 根據本發明之一較佳實施例’式⑴之醯亞胺化合物係藉 由使以下通式(III)之二腈化合物環化水解而獲得: 曰 NC-Rj-CN (III) 其中R!具有以上所指示之含義。 此環化水解反應係在固體催化劑存在下以氣相進行 根據本發明之第二實施例,本發明方法係以採用包八 腈化合物或式(m)化合物、水及式(11)醇之反應混二 固體催化劑之單一階段進行。 122595.doc 200811097 在該實施例中’二腈化合物之環化水解反應及醯亞胺之 酉曰化反應係在反應器中發生。 使反應介質在汽化後與催化劑接觸。 在此第二貫施例中,有利地使用水及醇之量以使得可能 使醇分子數與水分子數之莫耳比化比使由二腈形成之醯亞 月女轉化為二酷類之醇之化學計量分子數與使二腈化合物水 解為醯亞胺化合物所必需之水之化學計量分子數的化學計 量比RSt〇iCh大至少10%。 進行一腈化合物之環化水解之水之化學計量分子數等於 1 〇 獲得二酯所必需之醇之化學計量分子數亦等於2。 因此’比率Rstoich等於1 〇 比率R大於1.1且有利地小於2〇且較佳小於或等於1〇。 環化水解反應有利地在低於50(rc,較佳在25〇t與45〇 C之間之溫度下進行。 此外,水與腈化合物之莫耳比係在丨與⑺之間且較佳在2 與5之間。 在不存在醇之情況下(第一實施例)或在醇存在下(第二實 施例)進行之環化水解反應係在呈固定床形式或流體化^ 形式使得可能使用固體催化劑之反應器類型中連續或逐批 實施。該反應可在大氣壓或在壓力下,例如在可在高達Μ 巴範圍内之壓力下進行。 ^ 冷凝後藉由分離及純化有機化合物之標準技術(諸如基 餾或液體/液體萃取)自反應介質中萃取二酯化合物。…、 122595.doc 200811097 同樣’在本發明之第一眚姑; 合物满… ^ 、 ,可將藉由水解二腈化 °彳又侍之^亞胺化合物有利地_由;^ β ώ φ八4 ❿猎由軚準技術自反應介質 中刀離且純化。然而亦可能 R解L奴後獲得之反應介質 '、'、=離或純化直接用作在與醇反應之階段中之反應物。 -水解反應所使用之固體催化劑係選自由下列各物組 成之群·諸如氧化結或氧化 t 、、 • ^ 、之孟屬氧化物、雜多酸、 pentasil型及八面沸石型沸、 2 土、金屬鱗酸鹽、二負 石夕/氧化铭混合物及其類似物。 因此’適用於本發明之袁^ + 性所另tφ "尤/、為頁矽酸鹽,其根據其 陡貝及其物理化學特性分組,在 蛇紋岩、蒙脫石或微晶1石 中可^及高嶺土、 飞倣日日阿領石、伊利石或雲 綠泥石或蛭石、綠坡緯石力盔% 母、々'石 、 坡、、婁石或海泡石、混合層黏土、水鋁英 石或絲狀鋁英石及高氧化鋁黏土。 、 具有含有可膨脹網路之層狀結構。其展現於組 薄片之間吸收各種溶劑,尤其水之獨特特徵,該特 專片之間评電結合之弱化而膨脹。此等黏 " 屬於蒙脫石組(或亦為微晶高嶺石組)且其中—歧 屬於經石組。 ’、二 其結構係由包含三層之”基本”薄月組成: 四面體層,其中在四面娜你要士 】早心〇4 3+ 面肢位置中矽之部分可經其他陽離子 (诸如A13或視情況之Fe3+ 子 J置換及在此等兩層四面體之 間,在金屬陽離子(諸如A13+、Fe、Mg2 + )所在之中心〆 之-氧八面體層。此八面體層係由源自前述四面體之= 之乳之緊雄堆豐組成。此等氧之緊密六角 122595.doc 200811097 形網路包含6個八面體腔。 當金屬陽離子佔據此等腔中之4個時(例如在鋁之情況 下,3個腔中之2個),則稱該層為雙八面體;當其佔據所 有腔時(例如在鎂之情況下,3個腔中之3個),則稱該層為 三八面體。 θ ' xt黏土之基本薄片帶有由所存在之如下可交換陽離子 補償之負電荷··鹼金屬陽離子,諸如Li+、Na+或K+ ;鹼土 金屬陽離子,諸如MS2+或及視情況之水合氫離子 H3°豕脫石於薄片上具有低於彼等蛭石類型之黏土之電 何始度的電荷密度:大約每單位晶胞〇·66個電荷,相對於 虫至石之母單位晶胞1至1 4個電荷。 補償陽離子在蒙脫石中基本上為鈉及鈣且在蛭石中基本 上為鎮及妈。自電荷密度之觀點來看,蒙脫石及經石二 石之間之中間物,另一方面為中性薄片與 :古電二中間物’其特徵為-般由Κ+離子補償之薄片上 之问電何岔度(大約每單位晶胞2)。 虫至石之層間陽離子可相當容易地藉由離子交換 銨離子或鹼土金屬離子或稀土金屬離子之1他陽 離子置換。 卞之具他% 黏土之膨脹特性視多種因素而定,包括 、 陽離子之性質。 何达度及補償 因此,電荷密度低於虫至石之蒙脫 彼等膨滕特性的膨服特性且因此構成高見:者優於後者之 類。重複距離或基本間 _ ^利的固體種 本間距表不將位於兩個相鄰薄片中之兩 122595.doc 10 200811097 個結晶學上相同之單元隔開之最短距離。因此,蒙脫石 基本間距可藉由膨脹達到大約1 mT1至2 nm以上範圍内 值。 在蒙脫石型之”膨脹”千枚岩樣矽酸鹽中,可提及以卞 式之主要固體: (Min+)x/n(M2)2VI(M3)4IVO10(OH)2, 其中1^!為層間陽離子, M2為八面體位置中之金屬, M3為四面體位置中之金屬, x為由陽離子提供之電荷數 雙八面體蒙脫石 微晶高嶺石(H,Na,Caw2)x(MgxAl2.x)VISi4IVO10(〇H)2 貝付石(H,Na,Ca1/2)x Al2VI(AlxSi4_x)IV〇10(〇H)2 綠脫石(H,Na,Cai/2.")x(Fe,A1)2vI(AlxSi4 x)IV〇i〇(〇H)2 三八面體蒙脫石 鋰皂石 Nax(LixMg3_x)VISi4iv〇i〇(〇H)2 皂石 NaxMg3VI(AlxSi4oc)IV〇1G(〇H)2 矽鎂石 Na2xMg3_xViSi4lv〇10(OH)2 間間 而可 的 通 於蒙脫石中吸附水或極性有機溶劑至飽和後,層 (兩薄層之間)最大。其可達到將近丨nm之值。
因此此等固體因JL潘力主I U /、,日在比表面及其潛在酸度較高 有利於催化作用。 根據本發明之一較佳形式 點土為蒙脫石。更佳地, 122595.doc •11- 200811097 土為微晶兩嶺石。 不幸地是,一些黏土具有於加熱至100°c時喪失其膨脹 性質且因此無法保持由於其膨脹產生之比表面增加的缺 點。對於蒙脫石尤為如此。 先刚技術中已描述各種於蒙脫石之薄片之間引入柱或橋 以獲得經受熱處理後保持較高層間間距之橋接蒙脫石的: 法。
Lahav,Shami及 ShabtaiKClays and Clay Minerals,第% 卷(第2號),第107-115頁(1978)中及法國專利2 394 324中 已4田述#在於引入由金屬氮氧化物,尤其氣氧化紹之募 聚物組成之橋的方法。由經混合之矽之氫氧化物及硼之氫 氧化物的寡聚物組成之橋的形成係描述於專利US 4 248 739 :。專利EP 〇 073 718中主張使用銘之氯氧化物、絡之氮 氧化物!口之氫氧化物及鈦之氮氧化物及其類似物藉由透 析橋接蒙脫石之技術。 此等方法之原則在於使黏土接觸包含或多或少寡聚化之 經基,型離子實體之溶液(在銘之情況下)。此操作一般在 相對較低濃度之溶液中,在低於8代之溫度下且若可能則 在:存在因金屬氫氧化物開始沈殿而形成之混濁之情況下 、仃盃屬離子及黏土之濃度必須優化以便固體柱充分形 ,土之孔隙率不因插入過於大量之金屬氧化物而大幅 虽直接使用極稀之溶液或較佳地藉由與錄鹽交換而以質 置換層間驗金屬或驗土金屬離子,隨後於3〇〇與·。C之 122595.doc 200811097 ’橋接蒙脫石獲得高酸度’儘管總體上低於彼等 * σ㈢ϋ Υ或絲光沸石型沸石之酸度。 =本發明之特定㈣形式,除黏土料,該催化劑亦 可U —或多種通常稱作摻雜劑之其他金屬化合物,諸如 2鈦、銷、鎢、鐵或鋅化合物。在此等推雜劑中,據切 或鐵及/或鈦化合物為最有利的。此等摻雜劑以: 里知黏土之重量計通常佔0°/。至1 G%且較佳0%至5%。 應瞭解,術語”金屬化合物”意謂金屬元素及金屬離子或 包含金屬元素之任何組合。 一 另一類本發明之較佳催化劑係由藉由使至少一種選自由 下列各物組成之群之至少一種元素之單純或混合無機氧化 物成形而獲得之顆粒催化劑組成:矽、鋁、鈦、錯、釩、 銳 '钽H、鐵或稀土金屬。此等氧化物可以非晶开 或晶體形式存在。 根據本發明’顆粒催化劑包含至少一種以對應於直徑大 於500 Α之孔隙之大於或等於5 ml/1〇〇 g之孔隙體積為特徵 的巨觀多孔性。 此巨觀多孔性係有利地在藉由下述技術或諸如添加孔隙 成形劑而使顆粒成形之過程中形成。 μ 該催化劑可以各種形式採用,諸如珠粒、碾碎材料、呈 中空或實心圓柱形顆粒形式之擠出物、蜂巢或丸粒,成形 視情況可能使用黏合劑來進行。 催化劑首先可呈由油滴成形操作(或滴注凝聚)產生之無 機氧化物珠粒形式。此類型珠粒可例如由如於專利 122595.doc 200811097 0 〇15 801或ΕΚο _ 539中關於氧化⑽朱粒形成所述之 類似方法製備。尤其可根據專利EP-A_〇 〇97 539中所述之 方去,稭由在滴落無機氧化物之水性懸浮液或分散液時凝 聚來控制孔隙率。 珠粒亦可由於粒化機或旋轉鼓中聚結之方法獲得。 催化劑亦可呈無機氧化物之擠出物之形式。後者可藉由 捏合且接著擠壓以無機氧化物為主之材料而獲得。此等擠 出物之孔隙率可藉由選擇所採用之氧化物且由製備此氧化 物之條件或於擠壓前捏合此氧化物之條件來控制。因此可 將無機氧化物於捏合期間與孔隙成形劑混合。舉例而言, 擠出物可由於專利US 3 856 708中所述之方法製備。 類似地,孔隙率經控制之珠粒可藉由添加孔隙成形劑且 於旋轉盤或粒化機上聚結或藉由油滴法而獲得。 根據本發明之另一特徵,催化劑顆粒展現大於1〇 m2/g之 比表面及等於或大於10 ml/1〇〇 g之孔隙體積,對應於直徑 大於5〇〇 A之孔隙之孔隙體積大於或等於10 ml/1〇〇 g。 根據本發明之另一特徵,催化劑顆粒展現大於50 m2/g之 比表面。 有利地’其展現大於或等於15 mi/1〇〇 g之總孔隙體積, 其中對應於直徑大於200 A之孔隙之孔隙體積大於或等於 15 ml/l〇〇 g,較佳大於或等於2〇 ml/100 g。 此寻顆粒催化劑亦可包含至少一種選自由下列各物組成 之清單之元素:矽、鈦、锆、釩、鈮、鈕、鎢、鉬、鐵及 稀土金屬,或至少一種選自由屬於元素週期表(新表丨第工至 122595.doc 14 200811097 族7G素組成之群之至少一種元素(此清單亦包括稀土元 素)的氧化合物。在匕等元素或化合物係沈積或吸附於顆粒 催化劑。 在包含支撐元素之氧化合物之多孔顆粒催化劑之程序 中,此等元素係有利地選自由下列各物組成之清單:石夕、 鈦、锆、釩、鈮、钽、鎢、鉬、磷、硼、鐵、鹼金屬、鹼 土金屬及稀土金屬。該氧化合物有利地為上述—或多種元 素之早純或混合氧化物。 广在此實施例中,多孔催化劑較佳為氧化鋁。有利地,此 氧化紹展現上述比表面及孔分布特徵。 乂夕孔支撐物上所支撐之氧化合物之重量計,濃度有利 地在1刚PPm與3G%之間,表述為關於催化劑總重量之氧 化合物之元素重量。此濃度更佳在〇·5重量%與15重量%之 間。
當根據本發明多孔支撐物對應於氧化鋁時,後者一般係 猎由使三水鋁石、三水鋁礦、諾三水鋁石及其各種混合物 脫Jc而獲彳製備氧化鋁之各種方法係於Kirk_〇thmer encyclopaedia,第 2卷,第 291-297 頁中描述。 本發明方法中所制之氧化銘可藉由使細粉形式之水合 ^化鋁與熱氣流在40〇1與1000。〇:之間的溫度下接觸且接 著維持水合物與氣體之間之接觸歷時—秒達至⑺秒部分範 圍内之時期,且最後使經部分脫水之氧化銘與熱氣分離而 製備。可特別提及於美國專利US 2 915 365中所述之方 法〇 122595.doc 15 200811097 亦可旎在大於l〇(TC且較佳在15〇t>c與25〇它之間之溫度 :二視情況在酸存在下’於含水介質中高壓釜聚結以上所 獲得之氧化紹歷時較佳在小時之間之時期且接著將 其乾燥且煅燒。 。周即锻燒溫度以便獲得位於上述值區域内之比表面及孔 隙體積。 本發明之催化劑有利地具有大於5〇m2/g之比表面。 此外,其有利地展現直徑大於0·1 μπί之孔隙,由此等孔 隙提供之孔隙體積大於或等於5 ml/1〇〇 §,有利地大於或 等於 1 0 ml/1 〇〇 g。 在本發明之一較佳實施例中,此等催化劑亦包含直徑等 於或大於0.5 μιη之孔隙,對應之孔隙體積等於或大於5 ml/l〇〇 g,較佳大於或等於1〇 m1/1〇〇 g。 由直徑大於500 A,較佳大於^ μιη且有利地大於〇·5 μηι 之孔隙產生之此孔隙體積使得可能獲得如用於使胺基己 酉义之S曰或醯胺環化而產生内醯胺之反應之催化劑的具有高 循環時間之催化劑。因此該等催化劑可用於製備内醯胺之 工業方法中。 根據本發明,包含由多孔催化劑支撐之氧化合物之催化 劑一般係藉由以鹽或上述元素化合物之溶液浸潰催化劑, 尤其氧化I呂而獲得,且接著將其在等於或大於4〇〇°c之溫 度下乾燥且煅燒以視情況且有利地將該等化合物或鹽轉化 為氣化合物,較佳為氧化物。 使氧化物沈積於多孔催化劑之孔隙表面上。 122595.doc -16- 200811097 在另一貫施例Φ ^ 、 可將元素化合物於多孔催化劑成形之 卜、於成形製程期間添加至組成多孔催化劑之材料中。 :/又’貝催化劑較佳在諸如空氣之氧化氣氛下煅燒。 根據本發明$ χ ^ ^ I另—貫施例,催化劑可為以下通式之金屬 磷酸鹽: (P〇4)nHhM5 (Imp)p 其中: 以表示遥自元素週期表第2a、3b、4b、5b、6b、7b、 2b 3a、4&及5a族之二價、三價、四價或五價元素或 若干此等元素之混合物或M=〇, -Imp表不由與抗衡陰離子組合以提供電中性之鹼金屬 或奴土金屬或若干此等金屬之混合物組成的鹼性浸潰化合 物, - η表示1、2或3, - 上表示〇、1或2, -Ρ表示〇與1/3之間之數且對應於浸潰材料Imp與被浸潰 材料(P〇4)nHhM之莫耳比。 在元素週期表第 2a、3b、4b、5b、6b、7b、8、2b、 3a、4a及5a族金屬中,可特別提及鈹、鎂、詞、銘、鋇、 鋁、硼、鎵、銦、紀、諸如鑭、鈽、镨、鈥、釤、銪、 釓、铽、鏑、鈥、铒、鍤、镱及錙之鑭系元素、鍅、欽、 釩、鈮、鐵、鍺、錫或鉍。 在綱系元素填酸鹽中,可能區分集合輕稀土金屬(亦稱 122595.doc 200811097 作鈽稀土金屬’包括:鑭、飾、鳍、鈒、彭及銪)之正磷 酸鹽之第-家族。此等正碟酸鹽具有二態性。當將其在 600至800 °C之溫度下加埶時 Γ刀…、专具展現六面體結構且朝向單斜 結構改變。 鋼系元素石粦酸鹽之第二家族集合此、试及銷之正碟酸 鹽。此等正磷酸鹽展現與鈽稀土金屬正磷酸鹽相同之結 構,但在高温(大約1700。〇下額外展現二次結構之第三結 晶相。 鑭系元素磷酸鹽之第三家族集合重稀土金屬(亦稱作釔 稀土金屬,包括釔、鈥、铒、铥、镱及镥)之正磷酸鹽。 此等化合物以二次形式單獨結晶。 在各種前述稀土金屬正磷酸鹽家族中,較佳借助於鈽稀 土金屬正磷酸鹽。 可使用為上述若干金屬磷酸鹽之混合物或上述若干金屬 之混合磷酸鹽或亦為包含一或多種上述金屬及一或多種其 他金屬(諸如鹼金屬或鹼土金屬)之混合磷酸鹽的上式之金 屬磷酸鹽。 參與浸潰化合物Imp之式中之抗衡陰離子為鹼性離子。 尤其可使用氫氧根、磷酸根、磷酸氫根、磷酸二氫根、氯 離子、氟離子、硝酸根、苯甲酸根或草酸根離子,而不限 於此清單。 莫耳比p較佳在〇.〇2與0.2之間。 若提及製備破酸鹽之通用技術(諸如特別描述於pascal p. Nouveau traite de chimie mineraleM [New Treatise on 122595.doc -18- 200811097
Inorganic Chemistry],第又卷(1956),第 821-823 頁及
Gmelins Handbuch der anorganischen ChemieM [Handbook of Inorganic Chemistry](第 8版),第 16卷(C),第 202-206 頁 (1965)中者)’可月b區分兩種主要的獲得鱗酸鹽的途徑。一 種為以填酸氫銨或碟酸沈澱可溶之金屬鹽(氯化物,硝酸 鹽)。另一種為一般在溫和條件下以磷酸溶解金屬之氧化 物或碳酸鹽(其為不溶的),隨後沈澱。 可將根據所述該等途徑中之一種獲得之沈澱磷酸鹽乾 無’以有機鹼(諸如氨)或無機鹼(諸如鹼金屬氫氧化物)處 理且經受煅燒,此等三個操作可能以所示之次序或以不同 次序進行。 上式(其中符號p大於0)之金屬磷酸鹽可藉由較佳以Imp 於揮發性溶劑(諸如水)中之溶液或懸浮液浸潰根據上述技 術中之一種製備之化合物(P〇4)nHnM而製備。 結果隨著Imp溶解度之增加而改良且最近已製造出化合 物(P〇4)nHhM。 因此,製備此等磷酸鹽之有利方法在於: a) 合成化合物(P〇4)nHhM且接著較佳不將(p〇4)nHhM與 反應介質分離; b) 將浸潰材料Imp引入反應介質中; c) 將可能之殘餘液體自反應固體分離出; d) 乾燥且視情況煅燒。 此等催化劑之效能且尤其其對去活化之抗性可進一步藉 由煅燒來改良。煅燒溫度有利地在3 〇〇 〇c與丨〇〇〇它之間且 122595.doc . 10 200811097 ^在4:與_t之間爾之持續時間可在廣泛範圍 内受化。舉例而言,其—般在1小時與24小時之間。 在本發明方法中較佳㈣化财,更特定言之可提及碟 酸鑭、經锻燒⑽鑭、與錄、㈣卸衍生物組合之鱗酸 鋼、經锻燒碟酸錦、與錄、物或鉀化合物組合之鱗酸飾、 與絶、m鉀化合物組合之磷酸釤、伽Ig m戈 鉀化合物組合之魏㉜、經㈣錢鈮、與H戈卸化 合物組合之磷酸鈮、經锻燒磷酸氫鉛或與絶、麵或卸化合 物組合之碟酸氫錯。 可將上述正磷酸鹽用作與磷酸之混合物。 亦可早獨或以與上述正鱗酸鹽之混合物形式使用稀土金 屬,,尤其敎W酸鹽作為催㈣。該㈣化㈣描述於 歐洲專利EP1066255中。 本發明之較佳二腈化合物為藉由使丁二烯氫氰化獲得之 化合物且更特定言之亦為藉由使丁二稀雙纟氰化產生之支 鏈二腈化合4勿,諸如甲基戊二猜《乙基丁二腈。 有利地,本發明方法使用包含甲基戊二腈、乙基丁二腈 及己二腈之二腈化合物之混合物。 此混合物尤其於藉由使丁二烯雙氫氰化產生己二腈之過 中例如以条餾自於戊烯腈氫氰化後獲得之反應介質中分 離而獲得。 適用於本發明之醇為例如支鏈或非支鏈及環狀或非環狀 脂族醇,立—Γ A A M h /、可包含方族核且可包含!至20個碳原子。作為 車乂佺貝例可提及以下醇:甲醇、丙醇、異丙醇、苄醇、乙 122595.doc •20- 200811097 醇、正丁醇、異丁醇、戊醇、環 ^衣匕% 己醇、異辛醇或2 乙基己S享。 二S旨類可單獨使用或以與 溶液或乳液形式使用。詳 二酸之二酯類之混合物 以本發明方法獲得之組合物或 其他溶劑或與水之混合物形式以 言之,其可用作與上述直鏈 (RPDE)。 此等二酯化合物具有於許多領域 λ 、 卞夕唄A Τ用作溶劑之應用,該 等領域諸如油漆、清漆及油漆、塗覆表面或諸如電繞之任 何其他物品之工業,例如墨水工举、 土 > 呆 用於紡織品之潤滑 劑、用於鑄造核心及模之黏合劑及樹脂、清潔產物、化妝 調配物、用於實施特定化學反應、用於土壌及植物處理組 合物’且更-般而言在任何工業或家務中單獨或以調配物 形式用作清潔、酸浸或脫脂溶劑。 此等二酯化合物亦可用作用於一些塑膠之增塑劑或用於 製造聚合物之單體。 【實施方式】 本發明之其他優點或特徵將根據以下僅以說明方式給出 之實例而更詳細地描述及更好地說明。 以一個階段合成二酯類 使用注射驅動器以i ml/h之流速將包含水、甲醇之介質 及以重$計具有以下組成之二腈化合物的混合物引入於烘 箱(溫度為30(TC)中垂直置放且以! 1/h氮氣流清掃之 管中: > 86重量%甲基戊二腈 122595.doc -21 - 200811097 > π重量%乙基丁二腈 > 3重量%己二腈。 將4 ml催化劑置放於2層5 ml體積之玻璃粉末之間。於上層 玻璃上即刻進行注入且氮氣流攜產物通過催化劑床。在烘 岸目出口處’將氣體於置於冰浴中之管中冷凝且接著藉由氣 相層析分析。 所引入之介質具有以下莫耳組成: -1 mol二腈化合物 -2 mol水 -8 mol曱醇。 使用Pr0catalySe以名稱SCM 139 xl出售之巨孔氧化鋁作 為催化劑進行測試。二腈化合物之轉化度為25%。二g旨類 之產率為0.3%。發現反應介質包含對應於能夠轉化為二酯 類之中間產物之氰基酯。氰基酯之產率為2·4〇/〇。 使用2 mol正磷酸鑭與一莫耳正磷酸之混合物作為催化 劑進行第二測試。二腈化合物之轉化度為62%。二酯類之 產率為3%。發現反應介質包含對應於能夠轉化為二酯類 之中間產物之氰基酯。氰基酯之產率為2〇/〇。 使用(銳鈦礦)氧化欽作為催化劑進行第三測試。二腈化 a物之轉化率為7 8 %。一自旨類之產率為3 %。反應介質額外 包含15%氰基酯及20%醯亞胺之混合物。 以2階段合成二酯類 實例3 使用2個注射驅動器,於加熱至275r且以3丨化氮氣流清 122595.doc -22- 200811097 掃之由4 ml置於2層5 ml玻璃粉末之間之(銳鈦礦)氧化鈦組 成的催化固定床上共注入1 ml/h二腈混合物及1 ml/h水。 在反應器出口處,使氣體於置於冰浴中之接收器中冷凝。 反應6 h後,藉由氣相層析分析所獲得之產物。對於轉化 率為97%之二腈而言,則獲得94%之混合醯亞胺產率。 實例4 將1 g醯亞胺混合物及1 〇 ml甲醇引入反應器中且添加〇.2 g銳鈦礦氧化鈦。將反應混合物在250°C下在自生壓力下加 熱5小時。冷卻且過濾出催化劑後,藉由氣相層析分析介 質。對於轉化率為90%之醯亞胺而言,二曱酯之產率為 60% 〇 實例5 將1 gS篮亞胺混合物及10 ml ^丙醇引入反應器中且添加 〇·2 g銳鈦礦氧化鈦。將反應混合物在25〇。〇下在自生壓力 下加熱5小時。冷卻且過濾出催化劑後,藉由氣相層析分 析反應介質。對於轉化率為55%之醯亞胺而言,獲得4〇% 之二丙酯產率。 實例6 將1 g醯亞胺混合物及10 ml丨_丁醇引入反應器中且添加 0.2 g銳鈦礦氧化鈦。將反應混合物在25〇。〇下在自生壓力 下加熱5小時。冷卻且過濾出催化劑後,#由氣相層析分 析反應介質。對於轉化率為5〇%之醯亞胺而言,獲得“% 之^丁 S旨產率。 實例7 122595.doc •23- 200811097 將1 g醯亞胺混合物及10 ml異丁醇引入反應器中且添加 〇·2 g銳鈦礦氧化鈦。將反應混合物在25(rc下在自生壓力 下加熱5小時。冷卻且過濾出催化劑後,藉由氣相層析分 析反應介質。對於轉化率為52%之醯亞胺而言,獲得4〇0/〇 之二異丁酯產率。 氣相中之實例8 將由於8 ml甲醇中之溶液中丨g醯亞胺混合物組成之溶液 於加熱至275°C且以3 Ι/h氮氣流清掃之由4 ml置於2層5 ml 玻璃粉末之間的(銳鈦礦)氧化鈦組成之催化床上以5 流速注入。在反應器之出口處,將氣體於置於冰浴中之接 收器中冷破。反應6小時後,藉由GC分析所獲得之產物。 對於轉化率為62%之醯亞胺而言,獲得30%之二曱g旨產 率 〇 實例9 將由於8 ml 1-丙醇中之溶液中1 g醯亞胺混合物組成之 溶液於加熱至275 °C且以3 Ι/h氮氣流清掃之由4 ml置於2層 5 ml玻璃粉末之間的(銳鈦礦)氧化鈦組成之催化床上以5 ml/h流速注入。在反應器之出口處,將氣體於置於冰浴中 之接收器中冷凝。反應6小時後,藉由GC分析所獲得之產 物。對於轉化率為70%之醯亞胺而言,獲得45%之二戊酯 產率。 122595.doc -24-
Claims (1)
- 200811097 十、申請專利範圍: 1 · 一種製造二酯化合物之方法,其係藉由使以下通式⑴之 酿亞胺化合物: /〇 r< Η, /ΝΗ (I) 其中Ri表示包含2至12個碳原子之直鏈或支鏈二價烴 基’與以下通式(II)之醇之間發生反應而進行: r2-〇h (II) 其中I表示包含1至20個碳原子且可包含雜原子之直鏈 或支鏈、脂族、環脂族、芳族或芳烧基烴基。 月长項1之方法,其特徵在於該通式⑴之醯亞胺化合 物係藉由使以X通式(111)之二腈化合物水解而獲得: NC-R^CN (III) 〇 3 ·如明求項1或2之方法,其特徵在於該二腈化合物之水解 係在固體催化劑存在下於氣相中進行。 月长員3之方法’其特徵在於水解及使該醇與該酿亞 月女之間發生反應的兩個階段係在單一反應器中同時進 行。 5. 如請求工盲4夕士 、 万法’其特徵在於決定所用醇ROH及水之 里以便使醇分子數與水分子數之莫耳比R比用於使由 122595.doc 200811097 =腈形成之㈣亞胺轉化為二s旨類之 子數與使該二腈化人物介4 匕予什置分 的化風呷旦乂 解為醯亞胺化合物所必需之水 予汁…數之化學計量比u至少10%。 6 ·如清求項5之方法,1牲外 戈,、特敛在於該比率R係大於i丨,古刹 地小於20讀佳小於或等心。 .1有利 7·如請求項2至7中任一 ^ , 項之方法,其特徵在於該等- 合物組成之群。 乙基丁-腈、己二腈及其混 8 ·如请求項ί至7中任一項夕士 、 法,,、特徵在於該醇係選自 由下列各物組成之群··甲 丫 Θ子丙醇、異丙醇、爷醇、7 醇、正丁醇、異丁醇、戊 _ 叹®子、%己醇、己醇、異辛醇、 2-乙基己醇及其混合物。 、 9_如請求項2至8中任—項之方法,其特徵在於該水解反應 係^低於500 C,較佳在㈣與彳贼之間的溫度下進行。 I 0 ·如清求項2至9中任一 j盲夕士、4* 4+ 員之方法,其特徵在於該水與 化合物之該莫耳比将^ ’、 ” 1 0之間且較佳在2與5之間。 II ·如晴求項2至1 〇中任一頂 、之方法,其特徵在於該固體催 化劑係選自:諸如Λ儿, • 乳化銘之金屬氧化物、雜多酸、 pentasil型及八面沸石划、、故 ^ /弗石、黏土、金屬磷酸鹽、氧化 鈦一氧化矽/氧化鋁混合物及其類似物。 1 2 ·如請求項11之方法,1裤 4 ”特被在於该黏土係選自高嶺土、 虫匕紋石、蒙脫石或料曰古山 、 —U日日呵領石、伊利石或雲母、海綠 亲;匕石或虫至石、綠坡縷石或海泡石、混合層黏土、 水紹英石或絲狀銘英石及高氧化結黏土。 122595.doc 200811097 13. 如請求項12之方法’其特徵在於該黏土為微晶高嶺石。 14. 如請求項12及13中任一項之方法,其特徵在於該黏土為 橋接黏土。 15. 如明求項11之方法,其特徵在於該催化劑為藉由使選自 16. 由下列各物組成之群之至少—元素之至少_種單純或混 合無機氧化物成形而獲得之顆粒催化劑··矽、鋁、鈦、 鍅、釩、鈮、鈕、鎢、鉬、鐵及稀土金屬,且在於其包 含至少一種特徵在於對應於直徑大於500 A之孔隙之孔 隙體積係大於或等於5 ml/1〇〇 §的巨觀多孔性。 如%求項15之方法,其特徵在於該顆粒催化劑展現大於 10 m2Zg之比表面及大於或等於1〇 mi/i〇〇 g之總孔隙體 積’對應於直徑大於5〇〇 或等於 10 ml/10〇 g。 人之孔隙的該孔隙體積係大於 17·如請求項15或16之方法,其特徵在於該催化劑展現大於 5〇m/g之比表面。18·如請求項15至17中任-項之方法,其特徵在於該催化劑展 現大於或等於20 ml/100 g之總孔隙體積,其中對應於直經 大於70人之孔隙之孔隙體積係大於或等於2〇mi/i〇〇g。 其特徵在於該顆粒催 1 9.如請求項1 5至1 8中任一項之方法 化劑為氧化鋁。 20.如靖求項15至19中任一項之方法,其特徵在於該催化劑 包含至少一種選自由下列各物組成之清單之元素:石夕、 鈦、錯、鈒、鈮、组、鶴、銦、鐵及稀土金屬或至少— 種選自由屬於元素週期表(新表)第⑴“矣之元素組成之 122595.doc 200811097 ’該清單亦包括沈積或吸 形成之該顆粒催化劑上之 群之至少一種元素的氧化合物 附於由單純或混合無機氧化物 該等稀土金屬。 21. 如請求項11之方法 金屬鱗酸鹽: 其特徵在於該催化劑為以下通式之 其中: (P〇4)nHhly[,(imp)p ’ >> >> Μ表示選自元素週期表第mu 7b:8、2b、3a、4a及5a族之二價、三價、四價或五 價7^素或此等元素中若干者之混合物,或M=〇, Imp表示由與抗衡陰離子組合以提供電中性之鹼金 屬或驗土金屬或此等金屬中若干者之混合物組成之 驗性浸潰化合物, η表示1、2或3, h表示〇、1或2, 22. 23. 24. > P表示0與1/3之間之數且對應於該浸潰材料與該 被浸潰材料(P〇4)nHhM之莫耳比。 月求項11之方法,其特徵在於該催化劑為稀土金屬之 焦碌酸鹽。 如明求項11、21或22之方法,其特徵在於該催化劑為稀 土金屬之焦磷酸鹽與稀土金屬之正磷酸鹽之混合物。 如請求項11及21中任一項之方法,其特徵在於該催化劑 為稀土金屬之正磷酸鹽與磷酸之混合物。 122595.doc 200811097 七、指定代表圖: (一) 本案指定代表圖為:(無) (二) 本代表圖之元件符號簡單說明: 八、本案若有化學式時,請揭示最能顯示發明特的化學式: (無) 122595.doc
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