[发明专利]在气相中制备α‑羟基羧酸酯的方法

说明书

技术领域

本发明描述了通过相应的α-羟基羧酰胺(HCA)在气相中的醇解制备α-羟基羧酸酯(HCSE)的方法。

背景技术

借助HCA的醇解制备HCSE是从现有技术中充分已知的。DE2454497描述了在使用铅化合物作为催化剂的情况下相应的反应。在此还提到了连续的方法变化形式，但没有提供以高的效率得到产品的技术方案。

DE 2528524描述了在使用催化剂的情况下制备HCSE的方法，所述催化剂尤其还包含镧化合物。在此也提到了，所述方法可以连续进行，但是对于在长时间运行时出现的问题并没有提供令人满意的解决方案。

在EP 0945423中公开了制备HCSE的方法，其中在催化剂存在下HCA与醇在液相中彼此发生反应，同时在反应溶液中氨浓度保持在≤0.1重量％。因此，产生的氨被持续地尽可能完全地从反应溶液中去除。为此将反应溶液加热至沸腾，并将汽提气经过反应溶液起泡。现有方法的缺点在于，为了有效地去除氨，需要非常有效的分离柱，和由此需要特别的技术成本和复杂性。

虽然使用惰性的汽提气改善了氨的分离去除，但是以额外的工艺组件为代价，其后处理意味着额外的操作。此外，如果使用α-羟基异丁酰胺和甲醇作为相应的反应物，则在文献中给出的条件下产生的氨和残余甲醇彼此只可以很困难地分离。也需要的对另外的物流(分离汽提气/氨)的额外操作使得所建议的实施方式在经济方面是相对没有吸引力的，使得这种方法至今在工业中没有应用。在这种在液相中的催化实施方式中，还形成了副产物，例如N-甲基羟基异丁酰胺或三甲胺，其必须非常复杂并且高成本地通过相应的方法与期望的产物羟基异丁酸甲酯分离。

最近，在EP 2415750中公开了一种方法，其描述了在气相中HCA的醇解。在此表明，可以达到"每单一路径"最高至90％的HCA的明显更高的转化率，这已经导致了在HCSE的制备中蒸汽消耗的明显改善，因为产生了较小的循环流。但是其表明，对HCSE的选择性明显较差，并且更多地出现副产物，例如丙酮和2-氨基-2-甲基丙腈(AMPN)。因此虽然其中所述的气相方法可以认为在节能方面比液相中的方法更好，但是选择性是不够的，并且由此产生的相对高浓度的副产物可能对于长期运行来说是不利的。

发明内容

鉴于现有技术，本发明的目的因此是提供制备HCSE的方法，所述方法可以节约能源和节约资源并且因此容易和低成本地进行。本发明的另一目的还在于，提供一种方法，其中可以非常有选择性地得到HCSE。此外，本发明的目的在于，提供制备HCSE的方法，其中不产生副产物或只产生少量的副产物。在此，应当尽可能以高的产率并且总体来看在低能源消耗的情况下得到产物。

通过提供通过相应的HCA在气相中在多相催化剂上醇解而制备HCSE的方法，达到了所述目的以及其他未明确给出的目的，所述方法的特征在于，醇与HCA的摩尔比是2-25mol/mol，并且反应在水存在下进行。

可以在本发明的反应中使用的HCA通常包括所有在酰胺基的α位上具有至少一个羟基的那些羧酰胺。

羧酰胺又是本领域公知的。通常是指具有式-CONR’R”-的基团的化合物，其中R’和R”独立地是氢或具有1-30个碳原子，特别是包含1-20个，优选1-10个，特别是1-5个碳原子的基团，其中R’和R”是氢的酰胺是特别优选的。所述羧酰胺可以包含1、2、3、4或更多个式-CONR’R”-的基团。对此特别包括式R(-CONR’R”)_n的化合物，其中基团R是具有1-30个碳原子，特别是包含1-20个，优选1-10个，特别是1-5个，特别优选2-3个碳原子的基团，R’和R”具有之前所述的含义，并且n是1-10，优选1-4范围内的整数，特别优选1或2。

表述“具有1至30个碳原子的基团”表示具有1至30个碳原子的有机化合物的残基。除了芳族和杂芳族基团之外，其还含有脂族和杂脂族基团，例如烷基，环烷基，烷氧基，环烷氧基，环烷基硫代和烯基基团。在此，所述基团可以是支化或非支化的。

根据本发明，芳族基团表示具有优选6至20个，特别是6至12个碳原子的单环或多环芳族化合物的残基。

杂芳族基团表示芳基，其中至少一个CH基团被N替代和/或至少两个相邻的CH基团被S、NH或O替代。