[发明专利]改善三羟甲基丙烷的色数的方法

说明书

本发明涉及一种通过使用活性炭处理生产具有低色数的三羟 甲基丙烷的方法。

三羟甲基丙烷(在下文被称为TMP)在工业上被广泛地用于生 产聚酯类、聚氨酯类、聚醚类、聚合物泡沫类、塑料类、醇酸树脂 类、防护涂剂类、滑润剂类、纺织品最终处理剂类以及弹性体类。 另外，在一些工业应用中它代替了甘油。

在工业规模上，主要通过两种可替代的方法来生产TMP。

无机坎尼扎罗法(Cannizzaro)包括：首先在第一步骤中使丁 醛与甲醛进行醇醛缩合反应，并且在第二步骤中，在化学计量的无 机碱(例如氢氧化钠或氢化钙)的存在下，在第一步骤的醇醛缩合 反应产物和甲醛之间进行交叉坎尼扎罗反应。在第一步骤中作为醇 醛缩合反应产物形成的二羟甲基丁醛在第二步骤中与过量的甲醛 发生歧化反应以生成TMP、并且根据所用的碱而生成相应的甲酸 盐，例如甲酸钠或甲酸钙。在一个变更中，即有机坎尼扎罗法，在 第二步骤中使用叔烷基胺代替无机碱。这样通常使得能够获得比使 用无机碱时更高的产率。三烷基甲酸铵作为副产物获得。

另外，可通过氢化方法生产TMP。这里，在催化量的胺的存在 下，甲醛与丁醛进行反应以生成二羟甲基丁醛。在除去过量的甲醛 之后，使该反应混合物经受氢化作用，其中获得了所希望的TMP。

可商购的TMP等级通常具有颜色，该颜色是由杂质的存在引 起的。然而，在一些应用中，例如特别透明的聚酯类或特殊的表面 涂覆原料的生产，该颜色是所不希望的。文献描述了不同方法，人 们认为通过这些方法是实现了TMP在色数方面的改善。

US 3,097,245描述了一种生产具有50至200范围内的APHA 色数的TMP的方法。该色数是通过遵守关于在坎尼扎罗反应中的 温度、反应时间、pH值以及起始化合物的浓度的特殊的反应条件 来实现的。另外，在该反应之后，用一种离子交换树脂处理所得到 的溶液。

US 5,603,835披露了一种通过用一种醚或一种酯对TMP粗溶 液进行萃取后处理来生产具有小于100APHA的色数的TMP。

改善TMP的色数的上述两种方法都存在以下缺点，即：由于 不得不精确地遵守特殊的条件，并且另外需要使用离子交换树脂或 引入至少一种溶剂而使它们在技术上复杂化。

SU-A 125552描述了一种用于纯化已由坎尼扎罗法生产的TMP 的氢化作用。通过在镍、锌、钼或铜催化剂上氢化以及随后进行蒸 馏而获得了具有约98％含量的TMP。提到了所获得的TMP是无色 的，但是没有报道色数。然而，在实践中已发现通过该方法获得的 色数对于许多目的而言都是不令人满意的。

通过氢化作用改善TMP色数的一种另外的方法在专利申请DE 19963442中有所描述。这里，在TMP已被生产出之后通过蒸馏对 它进行纯化并且随后优选在氢气压力下使用非均相催化剂进行处 理。通过氢化而获得的色数可以通过在前的多次蒸馏来改善。

然而，改善色数的所有氢化方法的缺点在于：在装置方面的高 昂费用以及由于催化剂磨蚀的结果使所得的TMP的质量降低。另 外，催化剂的成本降低了经济效率。

DE 10029055描述了一种改善TMP色数的方法，其中，使已 通过蒸馏预纯化并且具有优选＞95％的纯度的TMP优选在160℃至 240℃的温度下经受热处理，并且将该TMP进行再纯化，优选是通 过蒸馏来进行。该热处理步骤将赋予颜色的次级组分转变成高沸点 的、相对不挥发的组分。然而，这种方法具有缺点，即：为了除去 这些高沸点的次级组分并且获得具有低色数的TMP，该热处理之后 不得不跟随另一个纯化步骤(例如蒸馏)，或该纯化步骤不得不与 热处理联合。

改善多元醇的色数的另一种方法使用活性炭来去除杂质。一种 用于季戊四醇的相应的方法例如描述于H.Mouren等人的Mem. Poudres 32，89(1950)和Org.Synth.，Collect，Vol.1，425中。

在CZ 184381中，优选在活性炭或可结合杂质的其它物质的存 在下，使用氧化剂和/或还原剂(如高锰酸钾和亚硫酸钠)来纯化 TMP和其他多元醇。获得大于约100的APHA色数。

然而，所提及的方法具有缺点，即：它们都在稀溶液中进行， 由于需要从产物中分离溶剂，所以这是不经济的。