[发明专利]有机羧酸酯的制造方法有效
申请号: | 200910003582.8 | 申请日: | 2009-01-20 |
公开(公告)号: | CN101781200A | 公开(公告)日: | 2010-07-21 |
发明(设计)人: | 柳佑樵;李进义;蔡嘉荣 | 申请(专利权)人: | 中国石油化学工业开发股份有限公司 |
主分类号: | C07C67/20 | 分类号: | C07C67/20;C07C69/675 |
代理公司: | 北京市柳沈律师事务所 11105 | 代理人: | 宋莉 |
地址: | 中国台*** | 国省代码: | 中国台湾;71 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 有机 羧酸 制造 方法 | ||
技术领域
本发明涉及一种有机羧酸酯的制造方法,更进一步地说,涉及一种由有 机羧酸酰胺与酯类或醇类化合物在催化剂与促进剂的存在下于特定温度与 一氧化碳压力的条件下进行胺酯交换反应以制造有机羧酸酯的方法,特别是 由α-羟基羧酸酰胺制造α-羟基羧酸酯。
背景技术
有机羧酸酯类为石化工业上重要的化工原料,可应用于纤维、合成橡胶、 工业涂料、医药、农药及有机溶剂等方面,具有相当广泛的用途。大部分的 有机羧酸酯是由有机羧酸与醇类反应所制造,但在部分特定的石化工艺上有 机羧酸酯类是由烷基腈类经由醇解反应而得。例如,甲基丙烯酸甲酯是由2- 羟基异丁腈醇解酯化而得,乳酸酯则是由2-羟基丙腈醇解而得。传统的醇解 反应所使用的催化剂为硫酸,在醇解过程中会产生大量的硫酸铵副产品。在 过去硫酸铵可用为肥料,然而由于工业的发展,硫酸铵目前的产量已超过需 求量,在工艺无法修改的情形下,硫酸铵变成令人头痛的废弃物问题,也同 时增加了生产成本。
为解决烷基腈类醇解过程中所产生的大量硫酸铵副产品,于是开发出不 会副产硫酸铵的有机羧酸酯的制造方法,其为先将烷基腈类化合物经水解反 应获得有机羧酸酰胺化合物,然后再利用有机羧酸酰胺与酯类或醇类化合物 进行胺酯交换而制备有机羧酸酯。美国专利第4055590号公开了一种有机羧 酸酰胺与甲醇在金属羧酸盐类化合物为催化剂及高温条件下制造有机羧酸 酯的方法,缺点为反应温度高,且反应时间长达6小时;日本专利第53-141216 号公开了一种有机羧酸酰胺与醇类在金属化合物与含氧、氮等具螯合性质的 添加剂存在作为催化剂,于高温、高压条件下制造有机羧酸酯的方法,该专 利除转化效率不佳外,需额外添加高单价的添加剂;日本专利第58-55444 号公开了一种有机羧酸酰胺与甲酸酯类在B族金属化合物与含氧、氮等具螯 合性质的添加剂作为催化剂并使用特殊合金-HC作为反应器,于高温、高压 条件制造有机羧酸酯的方法,该专利同样转化效率不佳,且需额外添加助催 化剂;美国专利第4613684号公开了一种有机羧酸酰胺与甲酸酯类或醇类化 合物在金属羰基化合物与叔胺化合物存在作为催化剂下,于高温、高压条件 制造有机羧酸酯的方法,该专利使用的催化剂体系具有高毒性且价格昂贵不 易合成;美国专利第4973739号公开了一种有机羧酸酰胺与甲酸酯类在固体 酸为催化剂,于高温条件制造有机羧酸酯的方法;美国专利第4983757号公 开了一种有机羧酸酰胺与甲酸酯类或醇类在碱土金属氧化物作为催化剂,于 高温、高压条件制造有机羧酸酯的方法;美国专利第4990651号公开了一种 有机羧酸酰胺与甲酸酯类或醇类在甲醇钠作为催化剂,于高温、高压条件制 造有机羧酸酯的方法,该方法活性不佳,需长时间才能达平衡,且当利用其 他酯类(如甲酸乙酯)进行反应时,除需将甲醇改换为乙醇外,还需将甲醇 钠更换为乙醇钠以避免甲酯化合物的生成增加产物分离困扰;美国专利第 5194668号公开了一种有机羧酸酰胺与甲酸酯类或醇类在碱金属氢氧化物作 为催化剂,于高温、高压条件制造有机羧酸酯的方法,该方法除需于高压下 反应外,还必须先在反应前先对反应物进行脱水作业,否则反应中会有有机 羧酸与有机羧酸铵等化合物产生;美国专利第6310236号公开了一种有机羧 酸酰胺与醇类在贵金属化合物为催化剂,于高温、高压条件制造有机羧酸酯 的方法,该方法缺点为催化剂制备困难度高,制作成本昂贵,且反应必须在 较高温度下才能进行。
鉴于先前专利中的缺点,本发明以金属胺化物与碱金属醇化物为催化 剂,并搭配离子液体作为促进剂,于低温、低压下制造有机羧酸酯的方法, 特别是含有α-羟基的有机羧酸酰胺(如α-羟基异丁酸酰胺)与酯类或在醇类 与一氧化碳条件下进行的胺酯交换反应。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种在相对温和的反应条件下,由有机羧酸 酰胺制造有机羧酸酯的方法。
本发明的另一目的为提供一种不需使用高价反应设备与昂贵催化剂且 在反应中不副产硫酸铵副产品的有机羧酸酯的制造方法。
本发明以金属胺化物或碱金属醇化物作为各种胺酯交换反应的催化剂, 并搭配离子液体(IL)作为促进剂,使有机羧酸酰胺(特别是含有α-羟基的有 机羧酸酰胺,如α-羟基异丁酸酰胺)与酯类或醇类在一氧化碳环境下进行胺 酯交换反应,而制得有机羧酸酯。
作为胺酯交换反应的催化剂,前述金属胺化物具有式(I)所示结构:
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