[发明专利]从氨基酸离子液体中分离酰胺的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种分离酰胺的方法，特别涉及一种从氨基酸离子液体中 分离酰胺的方法。

背景技术

己内酰胺是制造尼龙6纤维和薄膜的重要原料。环己酮肟的贝克曼重排 反应是生产己内酰胺最重要的反应步骤，目前传统重排反应过程是以发烟硫 酸(Oleum)作为催化剂，将环己酮肟经液相贝克曼重排反应产生己内酰胺硫酸 盐，然后再以氨水中和而得到己内酰胺。虽然整个反应环己酮肟的转化率几 乎为100％，己内酰胺的选择率为99％，但整个反应不仅产生大量低价值的 硫酸铵，而且有催化的浓硫酸对整个设备引起腐蚀、环境污染等问题。近年 来研发新的己内酰胺生产技术方向均着重在减少或避免副产物硫酸铵的生 成。其次，与气相反应相比，液相转位反应具有反应条件温和、对设备要求 不高等优点，有利于现有设备的改造。因此，国内外学者发展液相转位反应 的研究，并取得相当发展与突破。例如，日本住友公司于第1852898A号中 国专利利用具有磺酸根官能基的离子液体作为反应催化剂，使己内酰胺的选 择率达99％，中国科学院兰州化学物理研究所于第1919834号中国专利以具 有磺酰氯官能基的离子液体为催化剂，使己内酰胺的选择率达97.2％，荷兰 DSM公司于WO2008/145312A1专利以硫酸根为阴离子的离子液体进行转位 反应，使酰胺的选择率为99％。

另外，已有于发烟硫酸重排反应纯化阶段先以碱中和硫酸，再以有机溶 剂萃取己内酰胺作为解决方案的技术特征。例如，第3944543号、第4036830 号及第3694433号美国专利使用芳香烃、卤化烃及醇类溶剂当萃取剂，将酰 胺萃取至有机溶剂中，再做进一步的纯化处理。第4328154号、第4013640 号及第3912721号美国专利使用烷基酚溶剂萃取酰胺。第6111099号美国专 利在回收尼龙6废弃物中，以烷基酚萃取尼龙6解聚物中的己内酰胺，烷基 长度为C6～C25，最后再通过蒸馏分离己内酰胺及烷基酚。

近年来，由于提倡原子经济及环境经济的观念，离子液体在化学上的应 用广泛，受到学术界及工业界的重视。其于在催化环己酮肟的重排反应中， 具有良好发展前景，值得继续研究开发。例如，第1670017号中国专利以离 子液体搭配含磷化合物的催化体系进行贝克曼重排反应。然而因含磷化合物 的酸性与重排产物结合力较强，使得在离子液体/有机溶剂的两相体系中，重 排产物几乎都在离子液体相，导致使用溶剂萃取或真空蒸馏的方法分离产物 的效率很低。虽然可通过加入氨水的中和达到分离产物的效果，但在工业生 产过程为避免硫酸铵生成，不宜使用氨水中和，因此，此方法仍有待进一步 改善。

虽然上述专利中的环己酮肟的转化率及己内酰胺的选择率都很高，但因 经济及技术上的原因使得非发烟硫酸重排反应仍未工业化。其中最主要的原 因就是无法从重排反应体系中分离出产物己内酰胺，亦即从液相贝克曼重排 反应体系中分离酰胺是目前开发无硫酸铵副产物反应的主要障碍。

因此，亟需一种兼顾液相贝克曼重排反应体系的优势并可将离子液体循 环再使用以利工业化从液相贝克曼重排反应体系中分离出产物酰胺的方法。

发明内容

鉴此，本发明的目的在于提供一种从氨基酸离子液体中分离酰胺的方法， 其在萃取段不需加入氨水中和，无副产物硫酸铵生成。

本发明提供一种从氨基酸离子液体中分离贝克曼重排反应的酰胺产物的 方法，包括：添加极性溶剂与萃取剂至该氨基酸离子液体，以从该氨基酸离 子液体中分离出该酰胺。其中，极性溶剂是选自水、C₁-C₆脂肪醇、乙腈、四 氢呋喃、N，N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、N-甲基吡咯酮及其组合所组成的 群组。萃取剂是选自由苯、甲苯、二甲苯、C₄-C₈脂肪醇、烷基酚、酮、酯、 醚及其组合所组成的群组中的一种。

本发明的方法是以氨基酸离子液体催化酮肟经贝克曼重排反应以产生酰 胺，再通过添加极性溶剂破坏重排产物与离子液体的作用力，及通过萃取剂 从该离子液体中分离产物酰胺的方法。因此，与传统方法相比，本发明方法 具有不会产生挥发物质，萃取时不需加入氨水中和，无硫酸铵副产物的生成， 可使离子液体循环再使用、适合工业化大规模生产等优点，亦兼具有高酮肟 重排反应转化率及酰胺选择率，不须添加其它助催化剂的好处。

具体实施方式