用于改进的异二脱水己六醇产物的添加剂的制作方法_2

文档序号:8500660阅读:来源:国知局
一种粗异山梨醇产物中的不同醚官能化的杂质的低聚物和聚合物物质。
[0026]更具体地说,从任何意义上不受约束并且不限制本发明,图3描绘了已被鉴定或认为存在于来自硫酸催化脱水一种商业上可获得的山梨糖醇产物的该粗脱水产物混合物中的许多物质,并且基于如通过气相色谱法/质谱法并对于确切鉴定的硫酸酯类通过液相色谱法/质谱法所指示的证实存在具有给定分子量的化合物以及基于使用山梨糖醇脱水的现有经验,假设了这些物质可能得以形成的途径。
[0027]本领域技术人员在考虑这些示出的假设途径的复杂性时将清楚的是,对于图3不是所有存在于该粗脱水产物混合物中的物质都已被鉴定或甚至尝试被鉴定或量化,并且不同(但大体类似的)物种可以预期存在于通过使用硫酸之外的其他方法或装置所进行的其他己糖醇的脱水之中。同样,在蒸馏(或其他进一步处理)具有这种特征的粗脱水产物混合物时,仍有其他化合物可以取决于例如所采用的具体蒸馏条件被预期以不同程度形成。
[0028]此外,虽然在制备和完成异二脱水己六醇产物的整个过程中的具体点上存在于粗脱水产物混合物中的物质和/或虽然此后在蒸馏步骤、在进一步加工或甚至在储存的某一时间之后所形成的一些化合物可能不导致不可接受的颜色,但本领域技术人员将了解在由产物可以预期经历的储存条件下随着一定时间段发生在具体异二脱水己六醇成品中的正在进行的化学变化可以在该异二脱水己六醇成品中导致不可接受的颜色形成。具体地关于本发明,应另外了解到形成比可以由这些脱水山梨醇(包括除了由该JP ‘025参考文献认为有害的1,4-脱水山梨醇以外的不同其他脱水山梨醇)所占更多的甲酸和其他有机酸类,并且了解到这些酸类一旦形成,则将催化产生各种呋喃类的有色且不稳定物种的一系列级联脱水反应。不在本发明的任何意义上进行限制,这些级联脱水反应中的至少一些被假设成通过一种自身氧化机理发生;一种提出的途径示于图4中,借此当随时间推移暴露于空气中的氧气时,异山梨醇可以降解以形成糠醛以及甲酸。
[0029]无论如何,发生在异山梨醇产物中的这些颜色形成的来源和途径必定是相对应地比该JP’ 025参考文献或该‘477专利和‘661专利中的任一个先前所表明的更广泛和更多种的。
[0030]尽管存在所有这些复杂性,但我们认为某些措施将有效于产生减少颜色和/或改进给定异二脱水己六醇成品的颜色稳定性,并且预期本领域技术人员将能够很好地基于在此所提供的指导并且尤其地基于以下工作实例来采用那些添加剂且任选地进行以下和本申请的关联申请中描述的额外步骤,以便实现具体异二脱水己六醇成品颜色的某种程度降低和/或储存时颜色稳定性的改进。
[0031]该‘477专利想到许多不同类型的“稳定剂”,但几乎不包括对颜色形成的来源和机理的讨论并且不包括用于或来自这些不同稳定剂类型范围内的许多实例,硼氢化钠(描述成“还原剂”)、吗啉(描述成“抗氧化剂”)、BHT(描述成“抗氧化剂”)、维生素C(描述成“抗氧化剂”)、NaOH (描述成“抗酸剂” )、NaBO2 (描述成“抗酸剂”)以及Na2HPO4 (描述成“抗酸剂”)包括提供被认为“稳定的”组合物的所有举例说明的添加剂,相对于作为整体的该组合物的干重具有基于干重表示的小于5ppm的甲酸含量和小于50ppm的总单脱水己糖含量。
[0032]虽然该‘477专利确实想到这些要求权利的稳定剂添加剂可以在作用于一种异二脱水己六醇富集的馏出物时实现稳定的组合物,参见例如第4栏,第23-24行,但已指出对于馏出物而言还经受一个纯化步骤b)是有利的,该纯化步骤b)包括用以下的至少一种进行处理:活性炭或吸附树脂,第7栏,第43-45行或离子交换树脂,第7栏,第52-54行,并且对于馏出物而言“特别有利的”是经受这样一个纯化步骤并且然后用一种稳定剂进行处理,以便相对于馏出物中的主要异二脱水己六醇的干重已具有小于20ppm的甲酸含量和小于200ppm的单脱水己糖,第8栏,第14-22行。有利地在一种液体介质中、在至少等于该馏出物中的主要异二脱水己六醇产物的软化或熔化温度但小于140摄氏度的一个温度下进行这些要求权利的稳定剂添加剂的应用,第8栏,第35-40行。该‘477专利的受让人进一步陈述了 “认为可以有利于的是所述改进剂具有在水中和/或在希望的内部脱水产物中的极小溶解度”,第8栏,第47-50行。
[0033]针对该‘477专利的背景和该JP ‘025参考文献的教义,我们使异山梨醇(100%熔融)与许多不同添加剂相混合,这些添加剂包括抗氧化剂(BHT、叔丁基-羟基醌(TBHQ))以及其他物质(K2C03、CaO、NaHC03、NaOH、CaOH2、苯甲酸铵、Ca (H2PO4) 2、NaH2PO4),并且在200摄氏度下加热该组合持续从1-2小时。我们发现如通过加速老化测试所指示,总体上任何离子添加剂(无论是缓冲液、酸类或碱类)都趋向于降低异山梨醇的颜色稳定性。此外,这些稳定剂添加剂上的官能团极大地影响性能。含有胺或醌官能性的稳定剂(例如,叔丁基-羟基醌(CAS1948-33-0)、甲基氢醌(CAS 95-71-6)、2,5- 二叔戊基氢醌(CAS79-74-3)、4,4’ -双(α,α - 二甲基苯甲基)二苯胺(CAS 10081-67-1)、2,5- 二叔丁基氢醌(CAS88-58-4))将经常起初表现为低色度,但随着时间推移是颜色不稳定的,甚至在一些情况下在室温下颜色也不稳定。羧酸官能化的稳定剂(例如,6-羟基-2,5,7,8-四甲基色满-2-羧酸(CAS 53188-07-1)、水杨酸2-乙基己酯(CAS 118-60-5))在一种常规85%溶液产物中显示良好的溶解性,但看起来似乎促进颜色形成,比一种未稳定化的对照物更快地形成颜色。具有大体积的烷基取代基的稳定剂添加剂(例如,α -生育酚(CAS 10191-41-0)和4,4’ -亚丁基双(6-叔丁基-间甲酚)(CAS 85-60-9))起初显示出前景,但随着时间推移趋向于从一种常规85%溶液产物中迀移出来。除了抗氧化剂以外的稳定剂(作为酸清除剂的一种硼酸盐缓冲液或异山梨醇二缩水甘油醚)在不存在抗氧化剂的情况下是无效的。
[0034]不希望以任何方式限制本发明,因此我们认为在异二脱水己六醇中形成颜色的第一步可能是一个自动氧化步骤,并且迅速形成甲酸(通过在图3和/或在图4中示出的假设途径或通过其他路径)通过快速脱水促使形成颜色,该快速脱水导致一组衍生的另外高度带色的分解产物。
[0035]因此,认识到当这个第一自动氧化步骤发生时并且当有机酸类如甲酸形成时,随着时间推移任何额外暴露于热量(例如像在由该JP’ 025参考文献所提出的热处理中)将是起反作用的,根据本发明在第一广泛方面中,先使一种或多种抗氧化剂添加剂与来自酸催化脱水的一种或多种己糖醇的一种粗脱水产物混合物相组合,之后蒸馏该粗脱水产物混合物(在该‘477专利的该方法中的步骤(a)中)以提供富集了希望的异二脱水己六醇产物的一种馏出物。优选地,与该‘477专利中表达的偏好相反,本发明所采用的这些抗氧化剂具有足够挥发性以至少部分地与该异二脱水己六醇共同蒸馏并且在室温条件下是足够可溶于该异二脱水己六醇中,这样使得该异二脱水己六醇成品在蒸馏之后保留一种抗氧化剂组分以在储存时防止该异二脱水己六醇产物的自动氧化和进一步降解。优选地,在一种常规100%熔融产物形式以及一种85%溶液产物两者中保留足够的该一种或多种抗氧化剂以提供在此所述的颜色稳定的组合物。
[0036]我们用于颜色稳定的异山梨醇的优选的抗氧化剂是含有一个或多个甲氧基并且除了烷基以外不含有其他官能团的位阻酚类。我们用于颜色稳定的常规100%熔融和85%溶液异山梨醇产物的优选的抗氧化剂的实例包括二叔丁基-4-甲氧基苯酚(或DTMP,CAS128-37-0)、丁基羟基苯甲醚(BHA,2-叔丁基-4-羟基苯甲醚和3-叔丁基-4-羟基苯甲醚的混合物,CAS 25013-16-5)、2,6-二甲氧基-4-甲基苯酚(DMMP,CAS 6638-05-7)以及2,6-二甲氧基苯酚(DMP,CAS 91-10-1) ο在这些抗氧化剂中,最优选的是BHA和DMMP。
[0037]通过进一步解释,这些抗氧化剂中的每一种与异山梨醇共同蒸馏到它们可以在至少50% (分别为50%、63%、84%和64%)的产率下在馏出物中回收的一种程度,提供具有20或更小(在纯馏出物中分别是15.6、14.1、13和18.7)的由ASTM D1209得到的初始APHA色度值的澄清馏出物,并且最初和随着时间推移在一种85%溶液产物中显示出连续的良好溶解度。我们另外认为含有这些添加剂的一种纯异山梨醇馏出物的APHA色度在85摄氏度下加速老化4周之后应该优选地是小于200,并且对于该馏出物的一种85%溶液在这些条件下加速老化之后应该是小于250。包括BHA和DMMP的异山梨醇馏出物是颜色稳定到满足这些标准的一种程度,而包括DTMP和DMP的异山梨醇馏出物满足该纯馏出物或该85%溶液产物中的任何一个但非这两者的标准。
[0038]基于以上准则和以下实例,其他抗氧化剂或抗氧化剂的组合可以对本领域技术人员而言显而易见地有用于异山梨醇或用于一种具体异二脱水己六醇或异二脱水己六醇的组合,更通常地,取决于一种100%熔融或85%溶液产物应用的初始颜色和颜色稳定性要求。然而,通常,我们认为该抗氧化剂或这些抗氧化剂应该与该具体异二脱水己六醇或异二脱水己六醇的组合共同蒸馏到由此优选地至少50%该抗氧化剂或这些抗氧化剂与该馏出物共同余留下来的一种程度,而初始颜色和加速老化颜色值以及对于短期和随着时间推移的在一种85%溶液中的溶解度可以如刚刚指示的基于考虑中的成品和应用而改变。不过,确定何种抗氧化剂最满足给定成品和应用的要求将完全处于本领域技术人员的
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