[发明专利]产生二羰基化合物的方法

说明书

背景技术

二羰基化合物可包括二羧酸、包含两个羧酸(-COOH)官能团的有机化合物，和 包含两个酯官能度(-COOR，其中R可以是烷基基团或其他有机部分)的二酯有机 化合物。二羰基化合物可以是直链、支链或芳族的，并且是药学和食品工业制备有 机成分的合适底物。例如，二羧酸是用于制备香料、聚酰胺、粘合剂、润滑剂、聚 酯和其他商业上有价值的产品的有用材料。

作为示例性二羧酸，己二酸是商用化学品，每年全球产量为约250万公吨，并 且己二酸的主要商业用途是作为制造尼龙6,6的单体。尼龙6,6是二胺六亚甲基二 胺(IUPAC名：己烷-1,6-二胺)和二羧酸己二酸(IUPAC名：己二酸)的聚酰胺，并且 可通过二胺和二羧酸的缩聚而产生。尼龙的类型，比如尼龙6,6，通过指示由单体 提供的碳数量的数值后缀来区分，其中，首先列出的是来自二胺单体的碳数目，随 后是来自二羧酸单体的碳数目。可由二羧酸形成的其他尼龙可包括尼龙6,9、尼龙 6,12和尼龙4,6。

己二酸和其酯(己二酸酯)以及其他二羧酸和二酯，通常由石油化学衍生的原料 苯或丁二烯产生。替换这些石油化学衍生的原料的努力正在继续，因而，仍需要提 供备用的可扩展性和成本有效的方法，用于使用备选的碳源在商业上产生二酯和 二羧酸。

发明内容

从废物排放捕获二氧化碳并且将二氧化碳并入到可用于产生二酯，二羧酸，或 其他材料的商品化学品中，提供了用于产生二酯和二羧酸的备选方法，所述方法同 时减少废物二氧化碳向大气中的排放。在一些实施方式中，本文公开的方法使用废 物二氧化碳流。

在一种实施方式中，用于产生式I：ROOC-(CH₂)_n-COOR，其中R是-H、烷基 或取代的烷基，并且n≥2，的二羰基化合物的方法包括氢化式II：ROOC-(C_nH_2n-4m)-COOR，其中m是(-C≡C-)的数量并且n/2≥m≥1，的双羰基炔。

在一种实施方式中，用废物流产物产生己二酸酯的方法包括从另一过程的废 物流获得二氧化碳，从另一过程的废物流获得生物质，裂解生物质以产生乙炔，和 使用乙炔和二氧化碳作为产生己二酸酯的反应物。

附图说明

图1根据一些实施方式描绘了由炔产生二羧酸的一般反应方案。

图2根据实施方式描绘了由废物流产物产生己二酸的反应步骤。

图3根据实施方式描绘了由废物流产物产生二烷基酯的反应步骤。

图4根据实施方式描绘了由废物流产物产生二烷基己二酸酯的反应步骤。

发明详述

基本饱和的二羧酸和相应的二酯，可一般由式-ROOC-(CH₂)_n-COOR表示，其 中对于二酸，R是-H，并且对于二酯，R是任何烷基或芳基基团。对于二酯，每个 R可以是相同或不同的烷基或芳基基团。本文公开的方法可用于产生二羧酸和二 酯，其具有布置在由末端羰基基团提供的两个碳之间的(n)个中间碳原子，总共(n+2) 个碳。二羧酸和相应的二酯的一些例子显示在表1中。

表1

本文公开的方法尤其适于产生n≥2的二羰基化合物，比如二羧酸和二酯。式 ROOC-(CH₂)_n-COOR的二羰基化合物(二羧酸和二酯)，其中对于二酸，n≥2，R是 -H，对于二酯，R是任何烷基或芳基基团，可由炔产生，所述炔是不饱和烃，其在 两个相邻的碳原子之间具有至少一个三键(-C≡C-)。n＝2的最简单的炔是乙炔H- C≡C-H。

可通过氢化其中m是(-C≡C-)的数量和n/2≥m≥1的式ROOC-(C_nH_(2n-4m))- COOR的双羰基炔，产生其中n≥2的式ROOC-(CH₂)_n-COOR的二羰基化合物。 在一种实施方式中，n可小于或等于约20。例如，n可以是2、3、4、5、6、7、8、 9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19或20。在一种实施方式中，氢化可 包括催化氢化。