腈及其相应胺的制造方法_4

文档序号:9299175阅读:来源:国知局
不同的反应容器(比如串联式反应容器)中进行,并没有特别的限定。在同一个反应容器 中进行时,在所述第一步骤结束后,将反应体系泄压至外界大气压力,不出料所述酰胺中间 产物,将反应体系直接改变为第二步骤的反应条件(如下所述)即可,由此降低该制造方法 的生产成本和生产复杂度。
[0091] 根据所述第二步骤,将第一步骤获得的所述酰胺中间产物在从T3至T4的反应温 度Tb下热处理0. 1-4. 5小时的反应时间,其中T3是所述酰胺中间产物在1标准大气压下 的熔点和温度值300°C中的较大者,T4是所述酰胺中间产物在1标准大气压下的沸点、升华 温度和分解温度中的最小者,前提是T4 > T3。优选的是,T4-T3彡10°C。
[0092] 根据本发明,所述酰胺中间产物在所述反应温度Tb下优选呈现为熔融状态或者 液体状态。鉴于此,所述酰胺中间产物优选具有等于或小于所述反应温度Tb(-般最高为 440°C)的熔点(1标准大气压下测定)。本领域技术人员可以通过查阅相关技术手册或者 通过常规测定方法获知这些酰胺中间产物在1标准大气压下的熔点、沸点、升华温度和分 解温度等,因此本文在此不再赘述。
[0093] 根据本发明,所述第二步骤的反应时间优选0. 2至3小时,或者0. 3至2小时,或 者0. 4至1. 2小时,或者0. 4至1小时或者更短的时间。
[0094] 根据本发明,在所述第二步骤中不需要使用氨源。
[0095] 根据本发明,所述第二步骤可以在开放式反应体系中也可以在封闭式反应体系中 进行,优选在封闭式反应体系中进行,以降低生产能耗。
[0096] 根据本发明,所述第二步骤可以在催化剂的存在下进行,也可以不使用催化剂。作 为所述催化剂,比如可以举出本领域中进行羧酸氨化法时常规使用的那些催化剂,比如五 氧化二磷、磷酸、磷酸盐、分子筛、氧化铝、氧化锌或者复合氧化物催化剂等,其中优选使用 五氧化二磷或磷酸。在使用时,这些催化剂可以按照本领域的常规用量(比如以重量为基 准可以是所述羧酸源重量的〇. 2-10%,优选1-6% )使用,并没有特别的限定。
[0097] 根据本发明一个进一步的实施方式,所述反应温度1\为从Tl'至T2'。此时,所 述 Tl' = T1+5°C、或者 Tl+KTC、或者 T1+20°C、或者 T1+30°C、或者 T1+40°C、或者 T1+50°C、 或者 T1+60°C、或者 T1+70°C、或者 T1+80°C、或者 T1+90°C。所述 T2' =T2、或者 T2-5°C、 或者T2-KTC、或者T2-20°C、或者T2-30°C、或者T2-40°C、或者T2-50°C,但一般最高为 325°C。前提是 T2' >T1,。优选的是,T2,-Tl'彡 10°C。
[0098] 根据本发明一个进一步的实施方式,所述反应温度Tb为从T3'至T4'。此时,所 述 T3' = T3+5°C、或者 T3+KTC、或者 T3+20°C、或者 T3+30°C、或者 T3+40°C、或者 T3+50°C、 或者 T3+60°C、或者 T3+70°C、或者 T3+80°C。所述 T4' =T4、或者 T4-5°C、或者 T4-KTC、或 者T4-20°C、或者T4-30°C、或者T4-40°C、或者T4-50°C,但一般最高为440°C。前提是T4' >T3^。优选的是,Tf -T3'彡 10°C。
[0099] 根据本发明一个更进一步的实施方式,所述Tl为245°C,或者250°C,或者260°C, 或者270°C,或者280°C,或者290°C,或者300°C,或者3KTC,或者320°C。根据本发明一个 更进一步的实施方式,所述T2为325°C,或者320°C,或者310°C,或者300°C,或者290°C,或 者280°C。前提是T2>T1。优选的是,T2-T1彡10°C。
[0100] 根据本发明一个更进一步的实施方式,所述T3为300°C,或者310°C,或者320°C, 或者330°C,或者340°C,或者350°C。根据本发明一个更进一步的实施方式,所述T4为 440 °C,或者430°C,或者420°C,或者4KTC,或者400°C,或者390°C,或者380°C,或者 370°C,或者360°C,或者350°C,或者340°C,或者330°C,或者320°C。前提是T4>T3。优 选的是,Τ4-Τ3彡10°C。
[0101] 根据本发明一个具体的实施方式,所述羧酸源是下表1所示的羧酸、所述羧酸的 酸酐或甲酯(优选所述羧酸),在所述第一步骤中,反应温度Ta如下表1所示,反应时间是 0. 05-2小时,或者0. 1-1. 5小时,或者0. 2-1小时,或者0. 3-0. 8小时,在所述第二步骤中, 反应温度Tb如下表1所示,反应时间是0. 2至3小时,或者0. 3至2小时,或者0. 4至1. 2 小时,或者0.4至1小时。
[0102] 表 1

蒸馏法和萃取法等。
[0105] 根据本发明,所述蒸馏法或萃取法可以按照本领域常规的方式进行,并没有特别 的限定,只要可以将目标腈产品从所述反应混合物中分离出来即可。
[0106] 根据本发明,作为所述蒸馏法,比如可以举出使用了精馏塔的减压蒸馏法,该精馏 塔此时的操作条件比如为:真空度为25-250mbar,塔底温度一般为100-320°C,以目标腈产 品在所述真空度下的沸点(±2°C)作为切割点,一般比如为80-290°C,但并不限于此而是 取决于具体的目标腈产品。根据需要,该精馏塔的回流比可以设定为最小回流比Rmin的 1. 1-4倍,实际塔板数比如为5-200块,但并不限于此而是取决于具体的目标腈产品。另外, 所述精馏塔的实际操作条件并不限于此,本领域技术人员可以根据目标腈产品的蒸馏性状 (比如沸点和热分解温度等)、精馏塔结构(比如塔板数目等)和实际需要(比如预定的腈 纯度等)等选择适当的精馏操作条件,这都是常规已知的。
[0107] 根据本发明,作为所述萃取法,比如可以举出使用乙酸乙酯、氯仿、己烷等目标腈 产品的良溶剂对所述反应混合物(根据需要在加入适量的2_5wt%稀碱水溶液进行稀释或 调节后)进行直接萃取的方法等。
[0108] 根据本发明,萃取法和蒸馏法可以联用,比如可以先利用萃取法进行初步的纯化 或分离,然后通过蒸馏法进行进一步的纯化或分离。
[0109] 根据本发明,通过所述纯化或分离,可以获得纯度为97 %以上(优选98 %以上,更 优选99%以上)的目标腈产品。此时的腈纯度比如可以通过气相色谱法等方便地进行测 定。
[0110] 根据本发明的腈制造方法,根据腈产品种类的不同,可以实现75%以上、80%以 上、90%以上、95%以上、甚至98%以上或更高的腈收率。
[0111] 根据本发明,所述腈可以作为原料用于制造相应的胺。为此,本发明还涉及一种胺 的制造方法,该制造方法通过氢化该腈来制造相应的胺。
[0112] 根据本发明,所述氢化可以按照本领域在氢化腈时常规已知的任何方式进行。比 如,可以在反应总压力为0. 6-5. 2MPa、氢气分压为0. 4-5MPa(比如2-4MPa),反应温度为 70-130°C (比如80-120°C)的条件下,在氢化催化剂的存在下,使所述腈原料氢化0.2-3小 时(优选〇. 5-2小时),但有时并不限于此。
[0113] 根据本发明,作为所述氢化催化剂,可以直接使用本领域常规用于腈氢化制胺的 各种催化剂,比如可以举出雷尼镍、铁或铜等掺杂的雷尼镍、Ni-B或Ni-Co-B非晶态合金、 负载型Ni-B或Ni-Co-B非晶态合金、载体负载的贵金属(比如Pb/C、Pd/C或Rh/C等)或 者复合催化剂(比如雷尼镍/八羰基钴)等,其中从工业化方便实施的角度,优选雷尼镍, 比如Aladdin试剂公司按规格50 μ m或150 μ m市售的雷尼镍。这些氢化催化剂可以单独 使用,也可以两种或多种组合使用。
[0114] 根据本发明,所述氢化催化剂的用量以重量为基准比如可以是所述腈原料的 2-10wt% (比如2-6wt% ),但有时并不限于此。
[0115] 根据本发明,所述氢化反应优选在溶剂(或称为稀释剂)的存在下进行,这是本领 域已知的。作为所述溶剂,比如可以举出水;甲醇、乙醇和2-丙醇等醇;乙酸甲酯等酯;苯、 甲苯、二甲苯等芳香烃;环己烷等环烷烃;庚烷等烷烃;石油醚、乙醚、二氧六环和四氢呋喃 等醚或者这些溶剂的任意组合,其中优选乙醇或者乙醇与水的混合溶剂(乙醇与水的体积 比比如为0.1 : 1至1 : 0.1,但并不限于此)等。这些溶剂可以单独使用,也可以两种或 多种组合使用。
[0116] 根据本发明,作为所述溶剂的用量,只要能够有效地改善反应的放热情况并且不 对后续的产品分离步骤产生过大的负担即可,比如以体积为基准可以为所述腈原料的1-10 倍,比如1-5倍、1-4倍、1-3倍或1-2倍等,但有时并不限于此。
[0117] 根据本发明,根据需要,所述氢化反应还可以在氢化助剂的存在下进行。作为所述 氢化助剂,比如可以举出氢氧化锂、氢氧化钠和氢氧化钾等碱金属氢氧化物。这些氢化助剂 可以单独使用,也可以两种或多种组合使用。
[0118] 根据本发明,作为所述氢化助剂的用量,比如以重量为基准可以为所述腈原料的 0· 3-2wt% (优选0· 2-1. 2wt% ),但有时并不限于此。
[0119] 根据本发明,在所述氢化反应结束后,通过常规的纯化或分离方法,即可从反应混 合物中分离出目标胺作为产品。这些纯化或分离方法在本领域是已知的,在此不再赘述。
[0120] 根据本发明的胺的制造方法,根据腈原料种类的不同,可以实现85%以上、90%以 上、95%以上、甚至98%以上或更高的胺收率,并且胺产品的纯度可以达到97%以上(优选 98%以上,更优选99%以上)。
[0121] 实施例
[0122] 以下采用实施例进一步详细地说明本发明,但本发明并不限于这些实施例。
[0123] 酰胺中间体制备实施例
[0124] 在IL反应釜中加入500g羧酸原料(化学纯),并充入摩尔数为该羧酸原料所含羧 基的1. 3倍的氨气(含水量为0. 5wt %,工业品),或者加入铵离子摩尔数为该羧酸原料所 含羧基的1.4倍的碳酸氢铵粉末(化学纯),封闭反应釜,打开搅拌(600r/min)。使反应在 反应温度Ta下进行Te小时后,对反应釜的内容物取样,做核磁氢谱和元素分析,以表征酰胺 中间体。具体反应条件及表征结果见如下的表A-I、表A-2、表A-3和表A-4。这些表征结果 表明,所获得的酰胺中间体具有极高的纯度(99%以上)。
[0125] 表 A-I
[0126]



[0133] 腈产物制备实施例
[0134] 接续酰胺中间体制备实施例。封闭所述反应釜(当酰胺中间体在常压下的沸点等 于或低于下述的反应温度Tb时)或者保持反应釜为开放状态(当酰胺中间体在常压下的 沸点高于下述的反应温度Tb时),继续搅拌(600r/min),将反应温度改变为Tb,在该反应温 度Tb下保持Td小时后,封闭反应釜并连接真空泵,使反应釜内的真空度达到20-50mbar (根 据腈产物种类的不同而相应调整),以馏出物作为腈产物。计算该腈产物的收率,并取样做 核磁氢谱和元素分析,以表征所获得的腈产物。具体反应条件及表征结果见如下的表A-5、 A-6、A-7和A-8。这些表征结果表明,所获得的腈产物具有极高的纯度(99%以上)。
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