[发明专利]蒸汽相脱羰基方法

说明书

相关申请的交叉引用

本专利申请要求2008年12月18日提交的临时专利申请61/138,747的优先权，该申请全文以引入方式并入作为本文的一部分以用于各种目的。

公开领域

本公开涉及呋喃以及相关化合物的制造并涉及用于合成其它可用材料的工业用途。

发明背景

呋喃以及相关化合物是用作药品、除草剂、稳定剂和聚合物的工业化学品有用的原料。例如，呋喃被用来制造四氢呋喃、聚四亚甲基二醇、聚醚酯弹性体、和聚氨酯弹性体。

已知的通过糠醛脱羰基制备呋喃的过渡金属催化的蒸汽相方法受到选择率或负载型催化剂寿命的限制。糠醛到呋喃的转化因为趋于形成污染催化剂表面并阻碍反应速率和催化剂寿命的聚合或碳化副产物而复杂化。

负载型钯催化剂已知可催化糠醛脱羰基反应，其具有高选择率，但受到寿命短的限制。例如，美国专利3,007,941讲述了由糠醛生产呋喃的方法，所述方法包括在金属钯和碱金属的碱性盐的存在下加热基本上由糠醛组成的液相；所述碱性盐本身不是催化剂的一部分，而是在反应期间被连续地加入到液相中。所述方法由于催化剂失活快并且催化剂再生过程困难而受影响。美国专利3,223,714讲述了连续低压蒸汽相脱羰基方法用于生产呋喃，所述方法包括使负载型钯催化剂接触糠醛蒸汽。优选的催化剂具有约0.3重量％的承载在氧化铝上的钯。所述催化剂可原位再生，但催化剂循环使用的寿命短，并且每个循环生产的呋喃产量低。在美国专利4,780,552中，通过糠醛在气相、高温，且在0.1至10巴下，在氢和包含铂和/或铑且包含碱金属的催化剂的存在下进行脱羰基来制备呋喃。所述反应在氢的存在下进行。包含铂和/或铑并且向其中添加铯的催化剂是优选使用的。使用铯助催化的铂/氧化铝催化剂比没有铯的导致更长的寿命。然而，中等的选择率和铂金属的高成本降低了该方法经济上的可行性。专利SU1699601和RU 2027714讲述了使用铯助催化的钯/铯催化剂由糠醛制备呋喃。然而，所述催化剂被形成在其表面上的碳失活，并且因为破坏碳载体结构的风险，不能应用通常的原位碳移除再生方法。这限制了所述方法的总体效率。

仍需要有用于糠醛到呋喃的蒸汽相脱羰基的催化剂，所述催化剂具有改善的寿命并具有原位催化剂再生的能力。

附图简述

附图以示例的方式示出本发明，但附图对本发明不构成任何限制。

图1为表示比较实施例A、实施例2和实施例4的糠醛转化对催化剂产量数据图。

发明详述

本文所公开的本发明包括用于制备呋喃以及用于制备呋喃能转化成的产物的方法。

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仅某些特征的描述，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子组合，所述子组合的特征可在于不存在形成子组合所省略的特征；(2)每一个特征独立地被包括在任何所述实施方案的组合中；和(3)通过仅将两个或更多个所述实施方案中选定的特征进行分组，任选地与本文别处所公开的其他特征一起所形成的其他的特征组合。本文方法中的一些具体实施方案如下所示：

在本文的一个实施方案中，本发明提供了合成如下式(I)的结构所示的化合物的方法，其通过如下步骤进行：

(a)提供如下式(II)结构所示的气态形式的化合物，

(b)任选地，将式(II)的化合物与氢混合，(c)加热已被用碱金属碳酸盐助催化的钯/氧化铝催化剂，和(d)使式(II)的化合物与所述催化剂接触以制备式(I)的产物；其中R¹、R²和R³各自独立地选自H和C₁至C₄烃基。

在本文的另一个实施方案中，提供了一种用于制备如上所述的式(I)的产物的方法，所述方法进一步包括通过通入空气、或空气与水蒸汽或氮气的混合物，这期间，在高温下烧掉已经堆积在催化剂表面的碳，来原位再生碱金属碳酸盐助催化的钯/氧化铝催化剂。