[发明专利]用于制备酰化仲醇烷氧化物和仲醇烷氧化物的方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于制备酰化仲醇烷氧化物和仲醇烷氧化物的方法。

背景技术

通过环氧烷烃(环氧化物)与具有一个或多个活性氢原子的有机化合物的加成反应(烷氧化反应)制备了大量可用作例如非离子表面活性剂、润湿剂和乳化剂、溶剂和化学中间体的产品。

例如，可以通过环氧乙烷与6-30个碳原子的脂肪醇的反应制备醇乙氧化物。这种乙氧化物以及较小程度的相应丙氧化物和包含混合氧乙烯和氧丙烯基团的化合物广泛用作清洁和个人护理配方中的非离子洗涤剂组分。

US 2008/0167215A1公开了用作低泡沫表面活性剂的特定的酰化醇烷氧化物。

硫酸化的醇烷氧化物也具有广泛的用途，特别是用作阴离子表面活性剂。硫酸化的高级仲醇乙氧化物(SAES)在大量应用中提供了可与例如直链烷基苯磺酸盐和伯醇乙氧基硫酸盐以及甲基酯磺酸盐的阴离子表面活性相当的性质。这些材料可以用于制备家用洗涤剂，包括洗衣粉、洗衣液、洗碗液和其它家用清洁剂，以及润滑剂和个人护理组合物以及用作用于油井的(稀)表面活性剂驱油的表面活性剂以及用作用于适于增强油采收的例如包含碱、表面活性剂和聚合物的混合物中的表面活性剂组分。

一种典型的制备烷氧化醇(例如直链或支链伯醇烷氧化物)的方法是通过将烯烃加氢甲酰化为含氧醇，然后通过与适合的环氧烷烃(例如环氧乙烷或环氧丙烷)反应将所得到的醇烷氧化。然而，包括加氢甲酰化的方法是昂贵的且加氢甲酰化产生了随后将被烷氧化的直链或支链的伯醇(取决于含氧化合物合成反应的类型)。

对于一些应用，仲醇烷氧化物的混合物可以提供改进的性能(例如在增强油采收(EOR)应用中在油溶解度方面)。

仲醇烷氧化物通常是由链烷烃的氧化/羟基化(例如通过Bashkirov反应)及然后的烷氧化反应而制备的。

然而将链烷烃氧化为仲醇及其随后的烷氧化通常包括复杂的两步方法，因此是昂贵的途径。

所述方法包括由链烷烃通过氧化使用硼酸作为催化剂直接制成仲醇。严格来讲，该硼试剂不是催化剂，因为其在该反应中会消耗。其功能是通过反应得到抗氧化的硼酸酯而保护含氧化合物(仲醇)。在包括硼酸循环的整个方法中，该硼酸确实用作“催化剂”，因为其辅助功能是提高氧化速率。生成了该仲醇的硼酸酯并在该醇的碳数(在醇链中的碳原子数)为14或更小时，可以通过蒸馏将其从链烷烃中分离出来。然而，当该碳数为15或更大时，所需的蒸馏温度等于或大于该硼酸酯的分解温度，因此常规的蒸馏技术可能不是有效的。

进一步地，在硼酸衍生物存在下链烷烃的氧化导致生成了二醇作为主要副产物之一(参见N.Kurata和K.Koshida，HydrocarbonProcessing，1978，57(1)，145-151以及N.J.Stevens和J.R.Livingston，Chem.Eng.Progress，1968，64(7)，61-66)。因此必须预期仅在从这些污染的二醇中非常完全地纯化之后，仲醇才可适于烷氧化，且这种纯化的成本可能使得该整个方法的经济性不可行。

在US 6017875A中描述的仲醇烷氧化物的可替代的途径是通过将低聚乙二醇进行酸催化加成为内烯烃。然而，所述途径是不方便的，因为其还产生了二烷基化的低聚亚烷基二醇和内烯烃低聚物作为副产物。因此，上述途径也是昂贵的。

在目前的工业实践中，仲醇乙氧化物是通过昂贵的两步方法制备的。首先，使用(路易斯)酸催化剂在该仲醇上添加2-3个乙烯氧基单元以制备含伯羟基的低分子量(低mol)乙氧化物。其次，在除去该酸催化剂(通常通过中和)之后，使用碱性催化剂(例如氢氧化钾)将所需另外量的乙烯氧基单元与该低分子量乙氧化物(主要是伯醇混合物)反应。该两步方法具有以下优点：通过有效的闪蒸或汽提，在除去之后或者通过对该酸催化剂的中和，能够从该低分子量的乙氧化中间产物中除去该(路易斯)酸催化乙氧化的不可避免的副产物(1，4-二噁烷)，然后再将其转化为具有所需乙氧化水平的最终产物。

然而将会需要开发用于在不生成1，4-二噁烷且不生成具有非常宽的烷氧化物分布的烷氧化物的情况下制备仲醇烷氧化物的简单且成本有效的方法。

在这一点上，应当注意环氧烷烃加成反应已知用于制备具有不同的环氧烷烃加成数(氧化烯加成数)的各种烷氧基的产物混合物。该加成数是在很多方面控制该烷氧化物分子的性质的因素，而且为了产物的目标用途努力调节产物的平均加成数和/或产物内加成数的分布。