[其他]使用钙基催化剂的烷氧基化法

说明书

本发明涉及含有活泼氢化合物例如醇类的氧化烯烃加合物的制备方法和用于这种烷氧基化的催化剂的制备方法。

含活泼氢化合物的氧化烯烃加合物，在诸如表面活性剂、溶剂、化学中间体等各种产品中得到了应用。这些氧化烯烃加合物典型地都是由加成反应或烷氧基化反应制备的，在这种反应中氧化烯烃，例如氧化乙烯，是在合适的条件下与象乙醇那样含有一个或多个活泼氢原子的有机化合物进行反应，特别是含有大约8至20个碳原子的脂肪醇或取代酚的氧化乙烯加合物，已广泛用作工业和家用非离子型洗涤剂的组分。

烷氧基化反应产生了具有各种氧化烯烃加合物（氧乙烯加合物）的不同烷氧基化分子的混合物。由于氧化烯加合物或氧化烯基的数目影响产品的性质，所以要使给定产品混合物中的加合物数目的分布，适合于予定的使用要求。例如，大家都知道，在用于表面活性剂时，氧化乙烯分子数太少的加合物，由于其水溶性太差而无效，而氧化乙烯分子数太多的加合物，因为按单位质量计的表面张力减少会随分子量的增加而急剧下降因而也不理想。因此，如美国专利4，239，917号所讲述的那样，特别对于表面活性剂的应用而言，希望使用分布窄的乙氧基化物或烷氧基化物，即分布是在每个烷基化物的分子含有大约5个到大约10个氧化烯烃加合物的理想的加合物数目范围内。

PCT申请号W085/00365公开了烷氧基化方法，这种方法使用了钙基催化剂，来生产烷氧基化物种类分布范围窄的烷氧基化产物。

美国专利3，941，606号公开了用作油漆中催干剂的组合物，它是由多价金属化合物（例如氧化钙）、支链脂肪酸或非芳香性的环酸和多元醇或烷氧基链烷醇的反应产物所组成。

本发明的目的是提供一个用于制备具有高活性的钙基烷氧基化催化剂的新方法。

本发明的又一个目的是生产用于烷氧基化反应的钙基催化剂，这种催化剂稳定，活性随陈化时间的加长而增加。

本发明的再一个目的是提供一个制备烷氧基化产物分布范围窄的烷氧基化混合产物的方法。

本发明的上述目的和其他目的，从本发明的说明书和附加权利要求，可以看的很清楚。

一方面，本发明提供了制备烷氧基化催化剂的方法，在此方法中，使烷氧基化的醇、在烷氧基化的醇中至少能部分分散的含钙化合物、无机酸和烷氧基铝混合，而形成催化剂的予混合物，混合时先加钙化合物，后加烷氧基铝。然后把催化剂的予混合物加热到某一温度，加热时间要足以使烷氧基铝的烷氧基和烷氧基化醇的羟基之间至少发生部分交换反应，从而生成活性的烷氧基化催化剂。另一方面，本发明提供了醇的烷氧基化的方法，此方法使用了按上述方法制备的活性烷氧基化的催化剂。这种方法是在烷氧基化催化剂存在时和在典型的烷氧基化的条件下，将醇反应物和氧化烯烃放在一起，以生成醇反应物的烷氧基化衍生物。

在根据本发明的方法制备烷氧基化催化剂时，首先将烷氧基化的醇、至少可部分地分散在烷氧基化醇中的含钙化合物、无机酸和烷氧基铝混合，而形成催化剂予混合物。形成催化剂时，有用的烷氧基化的醇是具有通式为R₁-OCH₂-CH₂-OH的一类物质，式中R₁是含有1到约30碳原子的烃基，n是一个平均数，其值约为2-20。R₁是含大约8-14个碳原子的烷氧基化醇特别有用，含大约10-12个碳原子的最为理想。在最佳的烷氧基化醇中，n是大约1-12，最为理想是大约1-4。因此象癸醇和十二烷醇那些脂肪醇的乙氧基化物，其中含有大约1-12个，最好含有1-4个氧化乙烯基团的特别好。R₁基一般是脂肪醇的有机剩余部分，它可以是支链的，也可以是直链的，然而特别对于用作表面活性剂而言，这种醇的50%以上具有直链碳原子结构是好的，60%以上更好，70%以上最好。

能够衍生出R₁基的直链的一级一元脂肪醇的具体例子有乙醇、己醇、辛醇、癸醇、十二烷醇、十四烷醇、十五烷醇、十八烷醇、二十烷醇等等。能够衍生出R₁基的支链醇或二级醇的实例有异丙醇、异庚醇、3-庚醇、异癸醇、2-甲基-1-壬醇、2-甲基-1-十一烷醇、4-十四烷醇和4-十六烷醇。

本发明的催化剂生成过程中所使用的烷氧基化醇，可以用制备醇类的氧化乙烯加合物的技术领域中所熟知的方法加以制备。另外，也可以根据本发明之方法制备氧化乙烯加合物。