用于改进的异二脱水己六醇产物的添加剂的制作方法_3

文档序号:8500660阅读:来源:国知局
能力范围内。
[0039]所采用的一种或多种抗氧化剂的量可以对应地在一种成品和应用或其他成品和/或应用的最终用途之间变化。然而,作为一般性准则,预料所采用的一种或多种抗氧化剂的量可以在按剩余物的重量计少至百万分之10范围内。在其他实施例中,一种或多种抗氧化剂的量可以是从按重量计百万分之100。在还其他实施例中,一种或多种抗氧化剂的量可以是从按剩余物的重量计百万分之300。通常,所添加的量将正好足够提供给定最终用途应用和给定异二脱水己六醇所需要的颜色和颜色稳定性改进,无论在用于制备该异二脱水己六醇的一种另外常规方法的背景下单独使用或无论是与2012年10月31日提交的共同转让美国专利申请序号61/720,453的“制备糖醇类的内部脱水产物的改进方法(MPR0VEDMETHOD OF MAKING INTERNAL DEHYDRAT1N PRODUCTS OF SUGAR ALCOHOLS),,和 2012 年 10月31日提交的共同转让美国专利申请序号61/720,457的“用于改进颜色和/或颜色稳定性的异二脱水己六醇产物的氢化(HYDROGENAT1N OF ISOHEXIDE PRODUCTS FOR IMPROVEDCOLOR AND/OR COLOR STABILITY) ”中的一个或两者组合使用,这些任选补充措施如下所描述。
[0040]虽然具体颜色要求可以如刚刚所提到那样改变,但通常可以预料至少部分地借助于本发明制备的100 %熔融和85 %溶液的异二脱水己六醇成品将显示20或更小、优选地15或更小并且尤其10或更小的如根据ASTM D1209所确定的初始APHA色度。优选地,这些组合物的颜色稳定性将是如上所提到的那样在85摄氏度下加速老化4周之后,一种100%熔融产物的APHA色度将仍然是小于200,并且对于一种85%溶液产物将仍然是小于250。
[0041]本发明可以被采用的方式(并且任选地描述于这些共同转让申请中的任一个或两者中的这些措施)可以可能地通过参考用于制备异二脱水己六醇的一种已知方法来很好地说明。如上所述,已经开发或提出用于从对应的糖醇类(和/或单脱水糖醇类)中制备这些异二脱水己六醇的许多方法。从山梨糖醇制造异山梨醇是特别感兴趣的。除了在以上提到的这些专利中描述的方法之外,共同转让的US 6,849,748、US 7,420, 067和US7, 439,352是已经开发用于从山梨糖醇制备异山梨醇的方法的实例并且为描述本发明提供了有用的非限制性背景。
[0042]现在转到图1,在如最初描述于该‘352专利中的方法10中,如参考数字12所指示将山梨糖醇供应到反应器14中。首先将山梨糖醇12加热到熔融状态,然后在用于促进脱水成异山梨醇的一种催化剂存在下在反应器14中进行脱水,产生一种水流出物16和包括异山梨醇的一种脱水产物混合物18。然后使脱水产物混合物18在一个第一蒸馏装置20中经受第一蒸馏以形成第一异山梨醇馏出物22和第一蒸馏底部物24。然后使第一异山梨醇馏出物22在一个第二蒸馏装置26中经受第二蒸馏以形成纯化的异山梨醇产物28和第二蒸馏底部物30。
[0043]更具体地说,在图1的方法10的第一步中,通过本领域已知的标准方法来熔融该山梨糖醇。例如,可以通过将它放于装备有一个搅拌器、温度探针和真空管线的一个3颈圆底烧瓶中来熔融该山梨糖醇。优选地,将山梨糖醇加热到至少100摄氏度至200摄氏度。对于山梨糖醇粉末,为了提供具体实例,优选的熔融温度是从98摄氏度至105摄氏度,而甚至更优选的熔融温度是从98摄氏度至100摄氏度。一旦熔融,就对山梨糖醇进行搅拌。
[0044]然后添加将促进山梨糖醇脱水的一种催化剂到该熔融的起始物质中。典型地,酸催化剂已经被用来促进糖醇类如山梨糖醇的脱水,这些酸催化剂包括例如可溶性酸类、酸性离子交换树脂和无机离子交换材料。硫酸、磷酸、对甲苯磺酸以及对甲磺酸被给出作为可以使用的优选可溶性酸类的实例,虽然本领域技术人员将认识到具有类似特性的其他可溶性酸类也将是有用的。
[0045]沸石粉末是可以使用的无机离子交换材料的实例;确切地说可以使用酸性沸石粉末如ZSM-5型铵形式沸石粉末。据说有用的沸石粉末的实例包括但不限于CBV 3024或CBV 5534G(两者均获自分子筛国际公司(Zeolyst Internat1nal))和/或T-2665或Τ_4480(两者均获自联合催化公司(United Catalysis, Inc.))。本领域技术人员将认识到具有类似特性的其他沸石粉末可以是有用的,虽然没有明确地在这里列出。
[0046]—种磺化的二乙烯基苯/苯乙烯共聚物酸性离子交换树脂提供了一种可能的酸性离子交换树脂催化剂的实例。实例包括但不限于来自美国伯乐公司(B1RadLaboratories)的 AG50W-X12、来自罗门哈斯公司(Rohm&Haas)的 Amberlyst 15 或Amberlyst 35、来自日本三菱化学公司(Mitsubishi Chemical Corp.)的 RCP21H 以及Dowex 50Wx5(陶氏化学公司(Dow Chemical C0.))。该磺化的二乙稀基苯/苯乙稀共聚物酸性离子交换树脂Amberlyst 35被指示为用于从山梨糖醇产生异山梨醇的一种特别优选的树脂。本领域技术人员将意识到可以使用具有类似特性的其他酸性离子交换树脂。
[0047]所使用的催化剂的量被指示为通常是按重量计大约从0.01当量至0.15当量。催化剂的优选的量是按重量计0.1当量。
[0048]可以在一种真空下、在升高的温度下并且在反应混合物的搅拌下进行该‘352专利中的该脱水。该真空可以在从0.05托至40托的压力范围内,其中优选的压力是从I托至10托。作为一个具体的实例,用于使山梨糖醇脱水成异山梨醇的优选的压力是从I托至10托。用于该脱水的温度可以是从90摄氏度至140摄氏度。在某些实施例中,该脱水温度可以是从98摄氏度至130摄氏度,尤其地从120摄氏度至130摄氏度。可以在此类温度下在大约2小时的周期内进行该脱水。可以在从I托至10托的真空下将水从熔融的山梨糖醇/催化剂混合物中脱去。该脱水反应优选地在可以分批或连续模式运行的一种反应器中进行。在其中该酸催化剂是一种固体酸催化剂(例如,酸性离子交换树脂)的实施例中,该反应器可以优选地容纳或包含可以将该固体酸催化剂添加到其中的篮子。
[0049]在该脱水工序之后,对所得到的脱水产物混合物18进行纯化。在一个实施例中,例如使用具有一个外部冷凝器的一个刮膜蒸发器或使用包括一个内部冷凝器的一个短程蒸馏装置来使用一种真空蒸馏。一种刮膜蒸发器装置的一个实例是一种竖直搅拌型薄膜处理器。使用一种刮膜蒸发器的优点包括对粘性溶液的处理、改进的产品纯度以及低停留时间,该低停留时间引起产物降解减少或消除。确切地说相对于从山梨糖醇产生异山梨醇,据说使用一种刮膜蒸发器来提供蒸馏时的大约80%产率、蒸馏过程中的可忽略的水损失(这引起聚合减少)并且提供从残余物中进一步回收异山梨醇和脱水山梨醇。该蒸馏过程产生一种第一异山梨醇馏出物22。
[0050]用于第一蒸馏装置20的罐温度和真空可以改变,但从140摄氏度至190摄氏度的蒸气温度被指示为优选的。更优选的蒸气温度是从160摄氏度至170摄氏度,尤其地从165摄氏度至170摄氏度。该真空压力可以是从0.05托至40托,优选地是从I托至10托。对于异山梨醇的该真空蒸馏,据说从I托至10托的真空压力、180摄氏度的罐温度以及从160摄氏度至170摄氏度的蒸气温度是最优选的。替代的纯化方法如过滤或添加活性炭随后结晶也被提及为是有用的。
[0051]然后优选地例如借助于一个第二刮膜蒸发器使第一异山梨醇馏出物22在一个第二蒸馏装置26中经受第二真空蒸馏。该第二刮膜蒸发器可以具有与该第一刮膜蒸发器相同或不同的类型。该第二真空蒸馏的条件(例如,真空压力和温度)可以是与该第一真空蒸馏的条件相同或不同的,这些条件的参数在以上描述。据说两种膜蒸发器的使用允许在不使用潜在有害的有机溶剂情况下产生和纯化异山梨醇。
[0052]在该‘352专利中描述的一个替代实施例中,使第一异山梨醇馏出物22经受熔体结晶,其中对第一异山梨醇馏出物22进行加热直到熔融(异山梨醇的熔点是约65摄氏度),并且然后随时间冷却直到达到结晶点,但时间不要长到使物质固化。实际上,一种泥浆样稠度是优选的,这样使得该物质可以被离心。如本文所使用,术语“泥浆样稠度”是指作为液体与若干细碎颗粒的混合物的一种物质。在相对高的速度下进行该离心持续相对短的时间段以便避免该物质固化,并且还为了避免使希望的异山梨醇产物与杂质一起排出。例如,在3000rpm至4000rpm下进行离心持续5分钟,虽然本领域技术人员将了解离心的持续时间将理想地取决于有待纯化的物质的量而改变。在任何情况下所得到的异山梨醇被指示为是至少98%纯的,并且在大多数情况下是大于99%纯的(取决于该“泥浆”的厚实度)。
[0053]可替代地,该‘352专利还想到可以使第一异山梨醇馏出物22经受溶剂重结晶。被提及为有用的溶剂包括但不限于丙酮、乙酸乙酯以及低分子量醇类如乙醇和甲醇。
[0054]在该‘352专利中提到的另一个实施例中,进一步纯化第一异山梨醇馏出物22可以涉及使第一馏出物22经受一种溶剂洗涤,接着过滤。优选地,这些溶剂是冷的,例如具有O摄氏度至23摄氏度的温度。所提到的溶剂包括丙酮、乙酸乙酯以及低分子量醇类如乙醇和甲醇。过滤被描述为通过本领域中众所周知的方式进行。
[0055]在根据本发明的一种方法的一个实施例中,根据描述于US7,439,352中的任何前述实施例的一种方法被修改成包括向该粗脱水产物混合物中
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