[发明专利]氢甲酰化制程

说明书

【技术领域】

本发明涉及一种环烯烃(cycloolefin)的氢甲酰化制程，更特别地涉及回 收此制程的铑金属催化剂的方法。

【背景技术】

化学产业中所使用的催化剂可概略地分为异相催化剂与均相催化剂两 种。相对于异相催化剂，均相催化剂具着高反应性、高选择性和较温和的 反应条件等优点。但仍有许多均相催化剂反应系统无法商业化，其最重要 的因素就在于均相催化剂不易分离回收及重复使用。

一般来说，要分离不同物质如催化剂、产物、起始物与溶剂，成本最 低的方式应该是蒸馏法。在蒸馏法中，若是产物挥发性不高的话，就需要 升高温度产生分离效果。但是大部分的均相催化剂对热都相当敏感，通常 在稍微高的温度下，就自行分解而无法回收再利用；而其他的方法如色层 分析法或萃取的方式，也都会造成催化剂的损耗。因此发展有效、低成本 的分离制程是促使均相催化剂具备竞争力的关键。

将烯类化合物与一氧化碳及氢气进行氢甲酰化反应(hydroformylation) 制成醛类化合物是一种重要的均相催化反应。依照各种烯类化合物的结构 差别，所获得的醛类化合物不仅本身可作为如香料等化学品，而且也是重 要的特用化学品中间体。通过进一步氢化、氧化与胺基化反应可将此类化 合物转化成醇类、羧酸类与胺类等化合物，以应用于民生特用化学品、塑 化剂、涂料，尤其是紫外线硬化树脂及其他光学材料用途。烯烃类化合物 的氢甲酰化反应通常以铑或钴金属为催化剂，尤其是使用铑催化剂，因为 铑催化剂具有较高的反应活性及选择性。虽然铑催化剂反应活性较高，但 由于其价格远高于钴催化剂，故如何有效地回收并再利用铑属催化剂成为 一个重要的课题。如果产物碳数较低(＜C5)，则可使用低温蒸馏法将催化剂 与产物分离，不致于破坏裂解催化剂。但是如果产物碳数较高，就不适合 使用蒸馏法分离产物与催化剂，因为如前述过高的蒸馏温度容易造成催化 剂裂解，使得昂贵的催化剂无法重复使用，增加生产成本。高碳数的醛类 产物及其衍生的醇类、羧酸类与胺类等化合物在紫外线硬化树脂及其他光 学材料的用途方兴未艾，因此相关业界正寻求高效率的制程来重复使用催 化剂，以增加产品竞争力。

如前所述，环烯烃在氢甲酰化反应中所得的产物由于高沸点特性，若 以减压蒸馏的方式分离产物与催化剂，则需在更高的温度环境进行。在此 高温环境下，铑催化剂因不稳定而易分解，故有相当多的研究着重于其它 较温和的纯化工作，如溶剂萃取法。

在WO93/02024中，利用一级醇和水混合液作为萃取溶剂分离铑催化 剂与氢甲酰化反应后的高碳数醛类产物。但分离效果不佳，产物在萃取溶 剂中的分离系数(partition coefficient)偏低。

【发明内容】

本发明提供一种氢甲酰化制程，包括i.将环烯烃加入铑催化剂溶液 中，并于氢气及一氧化碳下，加热铑催化剂溶液以进行氢甲酰化反应，使 环烯烃形成环烷醛。ii.加入含第一环烷醇的萃取液与铑催化剂溶液混合后 分为第一层及第二层，其中第一层实质上包括铑催化剂溶液，第二层实质 上包括含第一环烷醇的萃取液及环烷醛；以及iii.分离第一层及第二层溶 液。

【具体实施方式】