[发明专利]将腈类化合物转化为羧酸及对应酯的方法

说明书

技术领域

本发明涉及将含有至少一个腈官能团(fonction nitrile)的碳氢化合物 (composés hydrocarbonés)转化为含有至少一个羧基官能团的化合物的方法，以及 从如此所得的羧基化合物得到酯类化合物的方法。

本发明更特别地涉及将在丁二烯的氢氰化中作为产品和副产品所得的二腈 化合物，如由甲基-戊二腈、乙基-丁二腈，和任选的己二腈或者这三种化合物的 混合物一方面转化成二酸化合物，另一方面转化成二酯化合物的方法。

背景技术

通过丁二烯的氢氰化制备己二腈的方法已在工业上被开发了数十年。该方 法对己二腈(对于合成六亚甲基二胺或己内酰胺以及制备聚酰胺的重要的化学中 间体)具有高选择性。

然而，该方法也产生支化二腈化合物，如甲基-戊二腈、乙基-丁二腈，其特 别地通过蒸馏进行分离和回收。

一般地，支化二腈化合物的上述回收能产生主要含有甲基-戊二腈，附带乙 基-丁二腈和己二腈的混合物。

已提出多种方案用于使这些副产物或混合物增值。这些方法中的一种在于 将二腈化合物氢化为伯胺，特别用于生产甲基戊二胺(MPMD)，甲基戊二胺用 作制备特种聚酰胺的单体。该方法或者需要甲基-戊二腈的纯化步骤，或者需要 甲基戊二胺的纯化步骤。

在工业中，上述副产品通常通过燃烧被销毁，其以蒸汽和能量形式进行增 值，但伴随着含有CO₂和氮氧化物气体排放物的产生。

因此，存在找到通过将上述二腈化合物或其混合物转化为可增值的和经济 上有益的化合物的新增值途径的需要和要求。

发明内容

本发明的目的之一特别地为提出了一种方法，该方法一方面可以将上述二 腈化合物转化为羧基化合物，该羧基化合物特别地用作为化学中间体，例如用 于制备聚氨酯和聚酰胺的单体，或者另一方面，被转化为二酯化合物，其特别 地用作为溶剂。

为此目的，本发明提出一种将含有至少一个腈官能团的化合物转化为含有 至少一个羧基的化合物的方法，该方法在于使腈化合物与在溶剂中溶液形式的 羟基碱性化合物在介于80℃至200℃，优选介于80℃至150℃的温度下进行反 应，除去生成的氨，使所得盐与无机酸反应，然后回收该含有至少一个羧基的 化合物。

根据本发明的一个优选的特征，所述羟基碱性化合物是碱金属的氢氧化物， 如氢氧化钠、氢氧化钾等。有利地，使用上述羟基碱性化合物的水溶液。在水 溶液中的碱性化合物的浓度有利地介于5-30重量％。

根据本发明的另一有利的特征，相对于用于将腈官能团转化为羧基官能团 所需化学计算量，所述羟基碱性化合物以过量3-20％，有利地3-10％地进行使 用。

该反应或者在大气压下，有利地在使溶剂(例如水)回流的温度下，或者加压 下进行，同时除去生成的氨或在无需除去所述的至少部分地溶于反应介质中的 生成的氨述氨。

根据本发明的一种实施方式，该方法连续地进行。与碱性化合物的反应可 在单一活塞式反应器(réacteur piston)中或在多个串联排列的搅拌式反应器 (réacteurs agités)中进行。该反应有利地在包括两个连续并分开的反应区域的设备 中进行，其中第一区域以搅拌状态(en régime agité)工作，后面第二区域以活塞状 态(en régime piston)工作。上述两个反应区域的存在使腈官能团全部转化为羧基 官能团。这种完全转化可以促进回收和分离上述羧基化合物，当待转化的腈类 化合物是二腈化合物时尤其如此，并因此避免了氰基化合物和/或酰胺存在于最 终反应介质中。这样，该方法可以在包括搅拌式反应器和与搅拌式反应器串联 安装活塞式反应器的设备中进行，所述搅拌式反应器装备了用于获得回流的冷 凝器和回收生成的氨的器装置。该搅拌式反应器还可以在加压下工作，无需分 离溶解于反应介质中的生成的氨。

第一搅拌式反应器有利地可以回路反应器，其包括内循环回路和外循环回 路，换热器有利地被提供在外循环回路上。

当然，也可使用其他类型的搅拌式反应器。

有利地，在搅拌式反应器以及活塞式反应器中的温度和压力可以是不同的。 活塞式反应器有利地以绝热方式工作。优选地，活塞式反应器中的反应温度高 于在搅拌式反应器中的温度。因此，在活塞式反应器中的温度有利地高于100 ℃，优选地介于100℃至200℃。