[发明专利]制备多元醇的方法

说明书

本发明公开了用于制备多元醇（例如新戊二醇）的方法，其包括使甲醛和另一种醛在三烷基胺催化剂和碱促进剂的存在下反应以形成羟醛缩合反应产物。碱促进剂改进了羟基醛氢化以制备多元醇之前含氮盐的移除。该改进的方法也降低了三烷基胺催化剂的使用、改进了三烷基胺催化剂的回收、和在氢化之前减少了含氮盐。

本申请为分案申请，其母案的申请日为2014年1月17日、申请号为201480007146.7、发明名称为“制备多元醇的方法”。

技术领域

本公开案提供一种制备多元醇的方法。

背景技术

多元醇和尤其是新戊二醇（NPG；2,2-二甲基-1,3-丙二醇）广泛用作制备各种有用产品例如润滑剂、塑料、表面涂料、表面活性剂和合成树脂的起始原料。多元醇如NPG通常通过两步方法制备。第一步为可烯醇化醛（例如异丁醛）与甲醛的羟醛缩合以形成羟基醛中间体例如羟基新戊醛（HPA）。第二步为羟基醛在含金属催化剂上的氢化以形成多元醇例如NPG，如方案1所示。

方案1 通过羟醛缩合和氢化制备多元醇

制备多元醇的第一步中待观察的参数为反应物如何有效地转化为羟基醛中间体。羟醛产物中的甲醛浓度常常被认为是反应效率的指示，因为羟醛产物中甲醛的含量可通过多种分析技术而容易地测量。

虽然之前已公开了大量的催化剂，但可商购的羟醛缩合催化剂可分成两组：（1）强碱性催化剂例如氢氧化钠或碳酸钠和（2）叔胺例如TMA或三乙基胺。

碱性催化剂体系

碱性催化剂体系已经公开已知多年。通常，这些体系为双相的，并由醛和福尔马林水溶液的混合物组成。碱性催化剂在方法期间通常通过副反应例如Cannizzaro反应（其形成对应于醛的羧酸盐）而被消耗。这些酸的实例为甲酸、异丁酸和羟基新戊酸。所述酸的盐需要在蒸馏和氢化之前自料流移除以防止在蒸馏塔和氢化反应器中分解为反羟醛产物。当过量的甲醛与醛在强碱性催化剂的存在下反应时，大量的甲酸盐作为副产物形成，使得该方法不适用于商业。另一方面，当使用过量的醛时，过量的醛i）与产物反应以形成酯或ii）与其自身反应以形成羟醛和缩醛。这些副产物需要多个额外步骤用于纯化过程并最终导致产率损失。

叔胺催化剂体系

叔胺催化剂体系通常以与过量的醛的摩尔比使用，其使得反应在均质反应混合物中进行。这些方法中，羟醛的选择性相比于碱性催化剂体系有所增加。羟醛缩合中叔胺催化剂的使用并不完美。

叔胺催化剂与有机酸例如甲酸反应以形成盐。甲酸存在于商购的甲醛原料中。

甲醛也与异丁醛和HPA反应以形成异丁酸和羟基新戊酸。这些酸与叔胺催化剂形成盐。

胺盐不能通过蒸馏与羟基醛分离。这些胺盐被带入到氢化反应器中，于其中与金属催化剂接触。胺盐可使氢化反应中的金属催化剂失活。另外，胺盐在产物高温蒸馏期间可促进羟醛缩合产物的分解。因此，总产率显著降低。胺盐也可导致下游产物中所不期望的颜色和/或气味。

发明内容

本发明提供了经由甲醛与另一种醛的羟醛缩合反应以形成羟基醛中间体和氢化羟基醛以形成多元醇来制备多元醇的简化方法。实例方法的额外细节进一步描述于以下详述中。本概述不意欲界定所要求保护主题的基本特征，也不意欲在确定所要求保护主题的范围时单独使用。

根据一个实施方案，本发明描述了用于制备多元醇的方法，包括：

使甲醛和另一种醛在胺催化剂和促进剂的存在下在羟醛缩合条件下接触以制备羟基醛；和

氢化羟基醛以形成多元醇。

另一个实施方案描述了用于制备新戊二醇的方法，包括：