[发明专利]用于由2-丁醇来制备二丁基醚的方法

说明书

本专利申请要求2007年9月5日提交的美国临时申请60/970,092的优先权和受益权，所述临时申请以引用方式全文并入本文作为其一部分以用于所有目的。

技术领域

本发明涉及由2-丁醇来制备二丁基醚的方法。

发明背景

醚诸如二丁基醚可用作溶剂以及柴油燃料十六烷值增强剂。参见例如Kotrba的“Ahead of the Curve”(Ethanol Producer Magazine，2005年11月)和WO 01/18154，其中公开了一个包含二丁基醚的柴油燃料制剂的实例。

由醇来制备醚的方法，诸如由丁醇制备二丁基醚的方法，是已知的并且概述于Kara等人的Kirk-Othmer Encyclopedia of ChemicalTechnology第五版第10卷第5.3章第567至583页中。所述反应一般通过用硫酸将醇脱水进行，或通过在高温下在氯化铁、硫酸铜、二氧化硅或硅铝土上催化脱水来进行。Bringue等人[J.Catalysis(2006)244：33-42]公开了用作1-戊醇至二正戊基醚脱水反应催化剂的热稳定性离子交换树脂。WO 07/38360公开了在离子液体存在下制备聚三亚甲基醚二醇的方法。

然而仍然需要具有商业优势的方法来由醇制备醚。

发明概述

本文所公开的发明包括由醇制备二烷基醚诸如二丁基醚的方法、该方法的用途、以及由此方法获得的和可获得的产物。

本文在一个或多个具体实施方案的上下文中描述了本发明的某些方法的特征，所述实施方案结合了各种此类特征。然而本发明的范围不限于任何具体实施方案中的单独某几个特征的描述，并且本发明还包括(1)少于任何所述实施方案的所有特征的次组合，所述次组合的特征在于不存在形成次组合所省略的特征；(2)每一个独立包括在任何所述实施方案的组合中的特征；和(3)通过任选可与本文其他处公开的其他特征一起，仅将两个或更多个所述实施方案中的选定的特征归类而形成的其他特征的组合。本文方法中的一些具体实施方案如下所示：

本文方法的一个此类实施方案提供了用于在反应混合物中制备二丁基醚的方法，该方法包括(a)在至少一种离子液体的存在下使2-丁醇与至少一种均相酸催化剂接触，以形成(i)包含二丁基醚的反应混合物的二丁基醚相，和(ii)反应混合物的离子液体相；以及(b)将反应混合物的二丁基醚相与反应混合物的离子液体相分离，以回收二丁基醚产物；其中离子液体由如下所示的式Z⁺A^-的结构表示。

由本文方法制备的醚诸如二烷基醚可用作溶剂、增塑剂，并且可用作运输燃料诸如汽油、柴油燃料和喷气燃料中的添加剂。

发明详述

本文公开了在至少一种离子液体和至少一种酸催化剂存在下制备二烷基醚的方法。当使用均相酸催化剂时，这些方法在以下方面提供优势：产物二烷基醚能够以产物相形式从包含离子液体和酸催化剂的离子液体相中分离而得到回收。

在本文方法的描述中，对于说明书不同部分中所采用的某些术语，提供下列定义结构：

“烷烃”或“烷烃化合物”为具有通式C_nH_2n+2的饱和烃，并且可以为直链、支链或环状化合物。

“烯烃”或“烯烃化合物”为包含一个或多个碳-碳双键的不饱和烃，并且可以为直链、支链或环状化合物。

“烷氧基”是经由氧原子键合的直链或支链烷基。

“烷基”为通过从任何碳原子上移除一个氢原子而得到的衍生自烷烃的一价基团：-C_nH_2n+1，其中n＝1。烷基可以为C₁-C₂₀直链、支链或环状烷基。适宜烷基的实例包括甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、叔丁基、正戊基、正己基、环己基、正辛基、三甲基戊基和环辛基。

“芳烃”或“芳烃化合物”包括苯以及在化学行为方面类似苯的化合物。

“芳基”为其自由价为芳环碳原子的一价基团。所述芳基部分可包含一个或多个芳环，并且可被惰性基团取代，即，其存在不影响反应的基团。适宜芳基的实例包括苯基、甲基苯基、乙基苯基、正丙基苯基、正丁基苯基、叔丁基苯基、联苯基、萘基和乙基萘基。

“氟代烷氧基”为其中至少一个氢原子被氟原子取代的烷氧基。

“氟代烷基”为其中至少一个氢原子被氟原子取代的烷基。

“卤素”为溴、碘、氯或氟原子。

“杂烷基”为具有一个或多个杂原子的烷基。

“杂芳基”为具有一个或多个杂原子的芳基。