[发明专利]由环氧化物生产酸酐的方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2012年2月13日提交的美国临时申请序列第61/597,863号的优先权，其全部内容据此通过引用并入本文。

背景技术

酸酐，特别是琥珀酸酐为通常用于多种应用的有价值的反应性中间体。例如，将酸酐用于共聚物以生产可生物降解聚酯。另外，酸酐在有机合成中为有用的中间体，因为它们容易开环以形成二酸单酯、二酸或其它衍生物。琥珀酸酐作为诸如四氢呋喃、γ-丁内酯和1，4-丁二醇的4碳商品化学品的前体是尤其有用的。

对于酸酐(包括琥珀酸酐)的先前生产方法包括相应酸的脱水或马来酸酐的氢化。另外的生产方法包括炔烃、链烯酸和内酯的催化的羰基化。许多方法遭受低产率、产生许多副产物或缺乏普遍性。寻找使用更具有成本效益的起始材料的新型方法。

发明内容

在本发明的各种实施方案中，呈现由环氧化物和一氧化碳原料制备酸酐的方法。在一些实施方案中，催化将环氧化物和一氧化碳转化成酸酐的化学反应。

在各方面，本发明包括以下步骤：使包含环氧化物、溶剂、羰基化催化剂和一氧化碳的原料流的内容物反应以产生包含β-内酯的第一羰基化产物流，然后将第一羰基化产物流的内容物与另外的一氧化碳反应以产生包括酸酐的第二羰基化产物流，并将至少一部分酸酐从第二羰基化产物流分离以产生：i)包含分离的酸酐部分的酸酐产物流；和ii)包含羰基化催化剂的循环流，最后将循环流添加至原料流中。

在一些实施方案中，将至少一部分酸酐分离的步骤包括将固体酸酐从第二羰基化产物流中分离。在一些实施方案中，分离固体酸酐包括以下步骤：将第二羰基化产物流暴露于溶解于其中的至少一部分酸酐为不溶的条件下。在一些实施方案中，将第二羰基化液流暴露于至少一部分酸酐为不溶的条件下的步骤包括降低产物流的温度。在一些实施方案中，将第二羰基化液流暴露于至少一部分酸酐为不溶的条件下的步骤包括降低压力。在一些实施方案中，将第二羰基化液流暴露于至少一部分酸酐为不溶的条件下的步骤包括降低CO的分压。在一些实施方案中，将第二羰基化产物流暴露于至少一部分酸酐为不溶的条件下的步骤包括将一种或多种其它组分添加至液流中。在一些实施方案中，添加至第二羰基化产物流的另外的组分包含降低所述酸酐的溶解度的溶剂。

在一些实施方案中，将第二羰基化产物流暴露于至少一部分酸酐为不溶的条件下的步骤包括添加作为结晶成核剂的固体酸酐。在一些实施方案中，基本上所有的羰基化催化剂保留在溶液中。在一些实施方案中，固体酸酐通过过滤分离以提供作为酸酐产物流的固体和作为循环流的滤液。在一些实施方案中，固体酸酐通过沉降分离以提供作为酸酐产物流的沉淀物和作为循环流的上清液。

在一些实施方案中，所述方法还包括在将循环流添加至原料流之前处理所述循环流以增加酸酐的溶解度的步骤。

在一些实施方案中，处理所述循环流以增加所述酸酐的溶解度的步骤包括加热。

在一些实施方案中，处理所述循环流以增加所述酸酐的溶解度的步骤包括升高压力。在一些实施方案中，处理所述循环流以增加所述酸酐的溶解度的步骤包括将一种或多种其它组分添加至所述循环流。在一些实施方案中，添加至所述循环流的组分包含环氧化物。

在一些实施方案中，分离至少一部分酸酐的步骤包括在两种不可混溶的溶剂之间分配反应混合物，所述不可混溶的溶剂包含第一溶剂和第二溶剂，其中至少一部分琥珀酸酐分配在第一溶剂中，而大部分催化剂分配在第二溶剂中。

在一些实施方案中，所述方法还包括以下步骤：将两种不可混溶的溶剂的混合物物理分离至已经分配的第二羰基化产物流中以提供含有第一溶剂的第一溶剂流和含有第二溶剂的第二溶剂流。

在一些实施方案中，所述第一溶剂流为酸酐产物流，第二溶剂流成为循环流。在一些实施方案中，在将循环流添加至原料流之前，改变所述第二溶剂流的溶剂组合物。在一些实施方案中，两种不可混溶的溶剂中的一种包含在原料流中存在的大部分溶剂。在一些实施方案中，第二溶剂基本上包含在原料流中存在的溶剂。在一些实施方案中，所述方法还包括处理第一溶剂流以分离酸酐的步骤。

在一些实施方案中，所述方法还包括处理第二溶剂流以获得羰基化催化剂浓缩物的步骤。在一些实施方案中，羰基化催化剂浓缩物包含催化剂溶液。在一些实施方案中，循环流包含羰基化催化剂浓缩物。在一些实施方案中，羰基化催化剂浓缩物包含固体。

在一些实施方案中，所述方法还包括将所述固体羰基化催化剂浓缩物溶解在溶剂中以提供循环流。