包括液液萃取步骤的用于由粗甘油生产二氧戊环化合物的方法
【专利摘要】本发明描述了一种用于生产具有式(I)的二氧戊环化合物的方法其中：R1和R2独立地代表氢或从1到10个碳原子的烷基链，R3和R4独立地代表氢、从1至5个碳原子的烷基链、或具有一个或多个羟基基团的从1至5个碳原子的烷基链，所述方法依次包括在粗甘油与醛或酮之间进行的反应步骤，以及使用对应于以下式II的用于进行萃取的酮类溶剂的液液萃取步骤A-CO-B其中A和B独立地是具有2至10个碳原子的烷基链、或苯基，A和B不包含羟基官能团。
【专利说明】包括液液萃取步骤的用于由粗甘油生产二氧戊环化合物的方法
[0001]本发明涉及一种用于生产二氧戊环化合物的方法，该方法包括在粗甘油与醛类或酮类之间进行反应的步骤，以及液液萃取步骤。
【背景技术】
[0002]耜.甘油[0003]粗甘油是获得生物柴油的方法、即植物性原料(如天然油或动物油脂)与低级醇类的酯交换的副产物。
[0004]这样的酯交换过程是最经常被用来例如在均相或非均相碱性催化剂存在的情况下使得植物油(例如椰子、大豆、蓖麻、向日葵、花生)和动物油脂能够用作燃料的方法。
[0005]人们从在碱性或酸性介质中的酯交换反应获得一种单醇酸酯以及甘油，该单醇酸酯是一种生物柴油燃料。
[0006]用于该反应的通式将是:
[0007]三酸甘油酯+3烷基醇一甘油+3脂肪酸烷基酯
[0008]在该酯交换反应中形成的单醇酸酯和甘油是实质上不互溶的并且在该反应结束时通过倾析分离。
[0009]非常普遍地，在获得生物柴油的方法中，用盐酸中和酯交换反应产物是在倾析出的甘油中溶解的氯化钠污染的来源。氯化钠的存在加速了不锈钢设备中的腐蚀。
[0010]这种原料甘油(酯交换反应的副产物)具有低纯度并且包含几种污染物当中的脂肪酸、脂肪酸盐、无机盐、无机酸、无机碱、水、低级醇、单-、双-和三酸甘油酯、脂肪酸与低级醇的酯、酯交换催化剂残余物等。为了使得能使用这种原料甘油，传统途径是通过几个纯化步骤除去其污染物，以获得一种通常被称为金色甘油(blond glycerin)的更纯的产物，然后将其再蒸馏，以达到高纯度。明显地，当与直接使用粗甘油相比时，这是一种时间长并且昂贵的方法。
[0011]二氧戊环和获得它的方法
[0012]在此处使用的意义上，二氧戊环类是一组包含1，3_ 二氧戊环的、已知用于几种应用(如药用活性物、化学中间体以及溶剂)的有机化合物。作为溶剂的特定用途是令人感兴趣的，因为在具有类似的性能的情况下它比传统溶剂的有害性更小。
[0013]通过使甘油与酮或醛进行反应来制备二氧戊环化合物是众所周知的，例如在以下出版物中:R.J.费森登和J.F.费森登，有机化学，第2版，524页，1982(R.J.Fessenden&J.F.Fessenden, Organic Chemistry, Second Edition, Page524, 1982)以及 T.W.格林，有机化学中的保护基团，约翰威立，1981 (T.ff.Greene, Protective Groups in OrganicChemistry, John ffiley&Sons, 1981)。在提及该反应时,没有提及粗甘油的使用以及污染物的影响。
【发明内容】
[0014]本发明涉及一种用于生产二氧戊环化合物的方法，该方法包括至少两个步骤，即:
[0015]A-在粗甘油与醛或酮之间进行反应；
[0016]B-使用一种进行萃取的酮类溶剂的液液萃取。
[0017]在粗甘油与醛或酮之间的反应导致在反应釜中形成至少两个层。顶部层(其中存在大部分所产生的二氧戊环)还包括醛或酮、水、甘油、以及典型最高达1.0%重量的氯化物含量。为了提高二氧戊环的纯度，特别是通过降低这种所不希望的氯化物含量，否则这些氯化物将促进在利用所产生的二氧戊环的进一步的操作中使用的任何设备中的腐蚀，本发明提出对所述顶部层使用萃取溶剂进行液液萃取。根据本发明，出人意料地发现在旨在降低氯化物含量的该液液萃取步骤中，某些酮溶剂比其他的有效得多。
[0018]例如对从该反应步骤获得的主要包含甘油、脂肪酸盐、氯化钠、以及水的一个或多个下部层进行处理以将甘油再循环到反应釜中或将其净化。对来自该反应步骤的那些下部层的处理不是本发明的必须部分。
[0019]更具体地，本发明涉及一种方法，该方法包括至少两个步骤，一个步骤是在粗甘油与醛或酮之间进行反应，旨在获得与以下式(I)相对应的二氧戊环化合物
[0020]
【权利要求】
1.一种用于生产具有式(I)的二氧戊环化合物的方法
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，Rl和/或R2选自甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、戍基、以及异戍基。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其特征在于，用于该液液萃取步骤的所述酮类溶剂选自MIBK (甲基异丁基酮)、DIBK (二异丁基酮)以及苯乙酮，其单独或组合使用。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，该进行反应的酮是丙酮、环己酮、甲基环己酮、甲基环戊酮、甲基异丁基酮、4-羟基-4-甲基-2-戊酮、2-丁酮、3-丁酮、二异丁酮、4-甲基-3-戊烯-2-酮、2-壬酮、2-戊酮、3-甲基-2- 丁酮、以及1-苯乙酮中的一种或多种。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，该进行反应的醛是甲醛、乙醛、2-乙基己醛、以及糠醛中的一种或多种。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，所述二氧戊环化合物是2-烃基-1，3-二氧戊环-4-甲醇，具体地选自2，2-二甲基-1，3-二氧戊环-4-甲醇、2，2-二异丁基-1，3-二氧戊环-4-甲醇、2-异丁基-2-甲基-1，3-二氧戊环-4-甲醇、2-丁基-2-乙基-1，3- 二氧戊环-4-甲醇、或2-苯基-1，3- 二氧戊环-4-甲醇。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤: a-使粗甘油和酮或醛进行反应； b-允许出现顶部轻相和一个或多个下部重相； C-将所述顶部轻相与其他下部重相分离； d-通过使所述分离出的轻相与具有式II的进行萃取的酮类溶剂相接触来对该分离出的轻相进行液液萃取； e_允许出现萃取出的液相和萃余液相；f-回收该萃余液相； g-回收含有所希望的二氧戊环化合物的该萃取出的液相。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，步骤c是通过倾析、过滤、或离心进行的。
9.根据权利要求7或权利要求8所述的方法，其特征在于，在步骤a之前对该粗甘油进行脱水。
10.根据权利要求7至9中任一项所述的方法，其特征在于，进行步骤d使得在进行萃取的酮类溶剂与所述顶部轻相之间的重量比的范围为从0.1至10。
11.根据权利要求7至10中任一项所述的方法，其特征在于，在步骤C与d之间、或者在步骤f与g之间用碱对该顶部轻相进行中和步骤，随后进行过滤。
【文档编号】C07B41/04GK103842351SQ201180073853
【公开日】2014年6月4日 申请日期:2011年9月30日 优先权日:2011年9月30日
【发明者】E·罗德里奎斯, A·马尔海洛 申请人:罗狄亚聚酰胺特殊品有限公司