[发明专利]制备烷二醇及碳酸二烷基酯的方法

说明书

技术领域

本发明是关于一种用于自碳酸亚烃酯及烷醇制备烷二醇及碳酸 二烷基酯的方法。

背景技术

这些酯交换法是已知的。根据这些已知酯交换法，烷醇与碳酸亚 烃酯的反应必须在存在酯交换催化剂的情况下实现。参看(例如)US-A 5,359,118。此文献揭示一种通过碳酸亚烃酯与C₁-C₄烷醇的酯交换而 制备二(C₁-C₄烷基)碳酸酯的方法。另外，将碳酸亚烃酯与烷醇在存在 酯交换催化剂的情况下反应。催化剂通常为均质的，但也建议使用非 均相催化剂。

在自碳酸亚烃酯及烷醇制备烷二醇及碳酸二烷基酯的方法中，需 要使烷醇与碳酸亚烃酯在无酯交换催化剂存在的情况下反应。

惊讶地发现，在该方法的第一阶段中，实际上烷醇与碳酸亚烃酯 可在无酯交换催化剂存在的情况下进行反应，该反应以具有吸引力的 转化率及选择性产生包含碳酸羟烷基烷酯、未转化烷醇及未转化碳酸 亚烃酯的混合物。此外，发现在第二阶段中，包含碳酸羟烷基烷酯、 烷醇及碳酸亚烃酯的混合物在存在酯交换催化剂的情况下的进一步转 化产生包含烷二醇及碳酸二烷基酯的混合物，可自该混合物回收烷二 醇及碳酸二烷基酯。

发明内容

因此，本发明是关于一种制备烷二醇及碳酸二烷基酯的方法，该 方法包括：

(a)在10℃至200℃的温度下、在5×10⁴N/m²至5×10⁶N/m²(0.5巴 至50巴)的压力下且在无酯交换催化剂存在的情况下，使碳酸亚烃酯 与烷醇反应以获得包含碳酸羟烷基烷酯、烷醇及碳酸亚烃酯的混合物；

(b)在10℃至200℃的温度下且在5×10⁴N/m²至5×10⁶N/m²(0.5巴 至50巴)的压力下，使包含碳酸羟烷基烷酯、烷醇及碳酸亚烃酯的混 合物与酯交换催化剂接触以获得包含烷二醇及碳酸二烷基酯的混合 物；及

(c)自包含烷二醇及碳酸二烷基酯的混合物回收烷二醇及碳酸二 烷基酯。

自碳酸亚烃酯及烷醇制备烷二醇及碳酸二烷基酯涉及包括两个步 骤的酯交换反应机理。在第一步骤中，碳酸亚烃酯与1分子烷醇反应 以产生名为碳酸羟烷基烷酯的中间体。在第二步骤中，另外1分子烷 醇与所述碳酸羟烷基烷酯反应以产生所需的碳酸二烷基酯及烷二醇。

现已发现，在无酯交换催化剂存在的情况下易于获得所述中间体 碳酸羟烷基烷酯。在本发明方法的步骤(a)中无酯交换催化剂存在，意 谓在所述步骤(a)中，酯交换催化剂的量以碳酸亚烃酯计为至多100重 量百万分率(ppmw)。酯交换催化剂的所述最大量优选为50ppmw，更 优选为10ppmw，且甚至更优选为1ppmw。最优选地，在碳酸亚烃 酯和/或烷醇中无可检测的酯交换催化剂存在。此外，在本发明方法的 步骤(a)中优选无酯交换催化剂存在，意谓在所述步骤(a)中并无酯交换 催化剂被添加至碳酸亚烃酯和/或烷醇。

除了所述中间体碳酸羟烷基烷酯以外，可在无酯交换催化剂存在 的情况下形成一定量的烷二醇及碳酸二烷基酯产物。因此，本发明方 法的一个优势在于其部分地在无催化剂存在的情况下进行。不使用酯 交换催化剂的一个优势在于形成较少副产物或不形成副产物。在以下 实施例中实证此优势，其中进一步说明本发明方法的步骤(a)。

当存在酯交换催化剂时，一般可形成的副产物的实例为烷二醇的 寡聚物，例如：在碳酸亚烃酯为碳酸亚乙酯的情况下的二乙二醇(DEG) 及三乙二醇(TEG)；或在碳酸亚烃酯为碳酸亚丙酯的情况下的二丙二 醇(DPG)及三丙二醇(TPG)。这些副产物的其它实例为醚副产物，例如： 在碳酸亚烃酯为碳酸亚乙酯且烷醇为乙醇的情况下的2-乙氧基乙醇 (乙二醇单乙醚)；或在碳酸亚烃酯为碳酸亚丙酯且烷醇为乙醇的情况 下的1-乙氧基丙-2-醇及2-乙氧基丙-1-醇。

可在相同反应器中进行本发明方法的步骤(a)及步骤(b)。在该情况 下，仅于碳酸亚烃酯已在某种程度上转化成碳酸羟烷基烷酯的时间处 将步骤(b)所需的酯交换催化剂添加至反应混合物。