可能将 烷醇与水分离，并且烷醇可以再循环到反应混合物中。这有助于通过降低从盐分解液去除 水的温度来降低AP向丙酸的转化期间所需的热量。因此，混合共沸烷醇的结果是使盐分解 液中水和氨的去除更高效。换句话说，使用共沸烷醇有助于更好地从盐分解液中去除水和 氨。
[0030] 本发明的方法中使用的反应装置可以包括遵循迪恩-斯塔克装置（Dean-Stark apparatus)的风格的装置。一般来说，反应装置包括加热反应容器（例如用于加热盐分解 液并产生本文中论述的气相），其具有通向分馏塔结构中的出口。加热反应器可以用于将 盐分解液加热到80°C到200°C或100°C到130°C的温度。分馏塔结构包括冷凝器和倾析器。 在加热反应器中产生的气相进入冷凝器，在冷凝器中，其冷凝并进入倾析器。在倾析器中， 使冷凝的盐分解液分成水层和有机层。一部分水层（例如水和氨）被去除，而受控制的一 部分有机层返回到加热反应器中的盐分解液中，以使盐分解液中的溶剂至少维持在基础水 平。这一方法确保在将丙酸铵（例如AP)转化成丙酸和氨的加热过程期间，有机溶剂始终 存在于盐分解液中。反应装置可以在大气压下操作，这是优选的。或者，反应装置可以在减 压下（低于大气压的压力，例如在真空下）操作。
[0031] 也已经意外地发现，在水性混合物中使用共沸烷醇可以在加热过程（例如热盐分 解）期间控制起泡。
[0032] 提供以下实例以说明本发明，但并不打算限制其范围。
[0033] 材料
[0034] 根据国际公开案号WO 2011/094457(以全文引用的方式并入本文中）中所提供的 实例IlA(第二次发酵）来制备水性混合物。
[0035] 所有其它化合物是购自西格玛/奥德里奇公司（Sigma/Aldrich)或飞世尔科技公 司（Fisher Scientific)并且以所供应的形式使用。
[0036] 装詈及稈序
[0037] 对于以下所列的实例和比较实例，烧瓶中的内含物保持在回流温度，其中所述温 度随烧瓶中反应混合物的含水量而变化。在需要时，对水性混合物的馈料速率进行控制，以 防止泡沫从烧瓶中移出并进入迪恩-斯塔克分水器中。
[0038] 丙酸铵（AP)的浓度是以丙酸等效物的重量％ (通过HPLC测量）表示。
[0039] 实例1 :在极性非质子溶剂存在下进行的丙酸铵（AP)的热盐分解
[0040] 图1的说明：
[0041] 图1包括第一容器4,其充当分批反应器。容器4配备有热油夹套和搅拌器2。图 1还包括第二容器8,其是蒸馏塔。第三容器10充当蒸馏塔的塔顶冷凝器，第四容器14充 当冷凝液收集罐并且第五容器18充当冷阱。
[0042] 分批反应器4被配置用于接收包含PA的铵盐、质子化PA及有机溶剂的混合物的 组合物的水性馈料。水性馈料是一种水性混合物。容器4中的水性PA在大气压下维持在 第一温度。分批反应器附接到小蒸馏头8以使重物质下降到批料罐中并将如水和氨等轻物 质带到塔顶。蒸馏头附接到总冷凝器10以使挥发物（如呈氢氧化铵形式的水和氨）冷凝， 其被收集到冷凝液收集罐14中。来自冷凝器的排出气经过冷阱进入大气中。
[0043] 使用旋转蒸发器对澄清的水性混合物起始物质进行预先浓缩以去除水，达到 20-30wt%的PA浓度。在旋转蒸发器中进行预先浓缩的步骤之前，发酵液的pH值是约7。 浓缩的澄清水性混合物的PH值是5. 5到6. 5。在预先浓缩期间，旋转蒸发器维持在60°C及 15-60毫巴。在这些条件下，至少10-20%的铵PA盐被分解，产生质子化丙酸与残余铵PA盐 的混合物。然后，将这一预先浓缩的水性混合物馈送到分批反应器中，以进行残余铵PA盐 的热盐分解。
[0044] 将NMP (N-甲基-2-吡咯烷酮）及预先浓缩的水性混合物的混合物750克装入反 应器中。溶剂与预先浓缩的水性混合物的重量比是4 : 1。预先浓缩的培养液中PA的浓度 是22wt %。甲醇可以作为可任选的试剂添加以将水-PA共沸物中的较重相推送回反应混合 物中。通过调整热油夹套温度，将分批反应器4的温度维持在120-125°C。不时地收集样 品以监测盐分解的进展以及反应器中PA的浓度。在塔顶冷凝器10中观察到极少冷凝。然 而，在干冰阱中发现一定量的液体。通过比色法（使用DR 2800便携式光谱仪进行的哈希 氏（Hach' s)高范围（0到50mg/l)氨定量方法）测量去除的铵离子总量。比色法测量与 NH4+离子或NH3分子有关的氮。通过HPLC测量PA浓度。以下概括结果：
[0046] 这些结果展示了基于溶剂的TSS的影响，其中实现89%的盐分解率，同时在塔顶 中没有任何PA损失。转化成酰胺的初始PA损失在溶剂存在下也极小。
[0047] 比较实验A (并非本发明的实施例）
[0048] 在无任何溶剂情况下，重复实例1的程序。因此，进行无溶剂批量研究以评价盐分 解率以及在盐分解期间酰胺的相应产生，和塔顶中PA的损失。尽管达到大于80%的较高盐 分解率，但在塔顶馏出物中发现l〇+wt%的初始PA并且4. 8wt%的PA以酰胺形式损失。
[0049] 实例 2 :
[0050] 图2包括第一容器22,其充当分批反应器。容器22配备有热油夹套和搅拌器。图 2还包括第二容器24,其为迪恩-斯塔克分水器，第三容器26充当塔顶冷凝器并且第四容 器30充当冷阱。
[0051] 分批反应器22被配置用于接收包含PA的铵盐、质子化PA及有机溶剂的混合物的 组合物的水性馈料。将水性混合物馈送到反应器中。容器22中的水性PA在大气压下维持 在第一温度。分批反应器附接到迪恩斯塔克分水器24。迪恩斯塔克分水器被用于对冷凝的 醇与水的混合物进行相分离。迪恩斯塔克分水器连接到塔顶冷凝器。来自塔顶冷凝器的排 出气穿过冷阱进入大气中。
[0052] 采用实例1的发酵液预先浓缩方法。然后，将预先浓缩的培养液馈送到分批反应 器中，以进行残余铵PA盐的热盐分解。
[0053] 将约100克含有20_25wt%呈丙酸铵形式的丙酸的预先浓缩的发酵液与150克正 丁醇或正戊醇或正己醇混合。通过调整热油夹套温度将反应器维持在100_120°C。所有选 定的醇（C4-C6)都与水形成非均质共沸物。附接到塔顶冷凝器的迪恩斯塔克分水器被用于 在冷凝后分离醇相和水相。丢弃水层并且使醇相连续地返回到反应器中。反应在希望的温 度（100-120°C )下持续进行1-2小时。对初始馈料样品、最终反应器样品、迪恩斯塔克分 水器中截留的馏出物水相和醇相进行分析，以确定丙酸质量平衡及盐分解率。以下概括结 果：
[0055] 相较于比较实验A中的无溶剂热盐分解实验，塔顶中的PA损失以及转化成酰胺的 转化率极小。在醇存在下，有约20-25 %的初始PA转化成酯。
【主权项】
1. 一种将水性混合物中的丙酸铵转化成丙酸的方法，所述方法包含： 将极性非质子有机溶剂与所述水性混合物混合，其中所述丙酸铵和所述丙酸至少部分 溶于所述极性非质子有机溶剂中，形成盐分解液； 加热所述盐分解液以将所述丙酸铵转化成丙酸和氨，其中加热所述盐分解液产生含有 至少水、氨及所述溶剂的气相； 在所述加热期间，从所述气相去除所述水和所述氨的至少一部分；及 使所述溶剂的至少一部分从所述气相返回到所述盐分解液中。2. 如权利要求1所述的方法，所述方法包括将所述盐分解液加热到80°C到200°C的温 度。3. 如前述权利要求中任一项所述的方法，所述方法包括将所述盐分解液加热到100°C 至IJ130 °C的温度。4. 如前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述极性非质子有机溶剂选自由以下各 物组成的群组：C4-8烷醇、二甲基甲酰胺（DMF)、二甲基乙酰胺（DMA)、N-甲基-2-吡咯烷酮 (NMP)、二甲亚砜（DMSO)、二甲砜、二噁烷、二乙二醇二甲醚或其组合。5. 如前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述极性非质子有机溶剂是C4s烷醇。6. 如前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述烷醇选自由以下各物组成的群组： 丁醇、戊醇、己醇、庚醇及辛醇。7. 如前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述烷醇选自由正丁醇和正戊醇组成的 群组。8. 如前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述水性混合物中丙酸与极性非质子有 机溶剂的重量比是0.6 : 1或更低。9. 如前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述水性混合物中丙酸与极性非质子有 机溶剂的重量比是〇. 18 : 1到0. 58 : 1。10. 如前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述极性非质子有机溶剂是N-甲 基-2-吡咯烷酮。11. 如前述权利要求中任一项所述的方法，其中至少一种C4s烷醇是用作共沸溶剂。12. 如前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述丙酸向酰胺的转化率小于2wt%， 优选小于Iwt%。13. 如前述权利要求中任一项所述的方法，其中以所述水性混合物的初始丙酸含量计， 塔顶中丙酸的损失少于lwt%。
【专利摘要】本发明提供一种盐分解液以及使用所述盐分解液将丙酸铵盐“分解”成氨(或胺)和丙酸以使粘度增加减到最小的方法。
【IPC分类】C07C53/122, C07C51/02
【公开号】CN105026354
【申请号】CN201480011877
【发明人】S·比斯瓦斯, B·B·菲什, V·范, B·顾, B·A·罗德里格兹
【申请人】陶氏环球技术有限责任公司
【公开日】2015年11月4日
【申请日】2014年2月17日
【公告号】WO2014149285A1