[发明专利]制备缩醛和缩酮的方法和装置无效
申请号: | 01122601.3 | 申请日: | 2001-06-26 |
公开(公告)号: | CN1330058A | 公开(公告)日: | 2002-01-09 |
发明(设计)人: | V·博施;J·R·赫圭尤拉 | 申请(专利权)人: | 弗·哈夫曼-拉罗切有限公司 |
主分类号: | C07B41/04 | 分类号: | C07B41/04;C07C45/64;C07C41/56;C07C43/04;C07C49/17;C07D321/00 |
代理公司: | 中国国际贸易促进委员会专利商标事务所 | 代理人: | 林柏楠 |
地址: | 瑞士*** | 国省代码: | 暂无信息 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 制备 缩酮 方法 装置 | ||
本发明涉及一种制备缩醛和缩酮的新方法。已知缩醛和缩酮可通过醛或酮在酸性催化剂存在下与醇反应制备。然而,该反应是可逆的,在环境温度或高于环境温度下,反应平衡向起始物质缩醛或酮和醇一侧移动。
本发明提供一种连续制备浓缩物形式的缩醛和缩酮的新方法,并避免常规制造工艺的高耗能蒸馏步骤,该蒸馏步骤常常因形成共沸物而难以实施。
因此,本发明涉及一种制备缩醛或缩酮的方法,包括将醛或酮与醇在固体酸存在下反应,并通过全蒸发从反应产品中除去水。
更具体地,本发明涉及一种从通过醛或酮与醇,特别是低级脂族醛或酮与低级脂族醇或糖醇在酸存在下反应获得的反应混合物中回收缩醛或缩酮的方法,该方法包括将含缩醛或缩酮的反应混合物与水和未反应的醛或酮和醇一起用碱处理,接着进行全蒸发。
在下面,术语“缩酮”和“缩酮化”用于同时分别表示缩醛和缩醛化。术语“酮”包括各种酮和醛。这里使用的术语“低级”表示具有1至7个碳原子的化合物。低级脂族酮的例子为丙酮和甲乙酮。低级脂族醛的例子为甲醛、乙醛、丙醛、丁醛和异丁醛。醇的例子是甲醇和乙醇。山梨糖是糖醇的例子。
全蒸发是从其混合物中分离液体,例如从含有机液体如醇、醛或酮的混合物中分离水的已知方法,例如参见欧洲专利0096339和Chem.Eng.Technol.19(1996)117-126。在全蒸发方法中,利用液体或气体透过聚合物膜的不同能力分离其混合物。
尽管已提出全蒸发用于例如从酯化反应中分离水,但迄今尚未报道该方法成功用于从缩醛化或缩酮化工艺中除去反应水。这并不令人吃惊,因为在缩酮化反应中反应产物与起始酮和醇处于平衡中,并且需要低温以使平衡向缩酮一侧移动。为使全蒸发工艺有效进行,需要升高温度,这时缩酮化反应平衡明显向反应起始物质一侧移动。
在优选的实施方案中,本发明方法按多个连续步骤进行。在第一步中,醇与醛或酮在固体酸存在下反应,获得包括反应物、所需缩酮和水的平衡混合物。在第二步中,将获得的平衡混合物用固体碱处理,接着进行全蒸发。在第三步中,将全蒸发的保留物用固体酸在有利于缩酮化的条件下处理。在第四步中,将来自第三步的产品用固体碱处理,接着进行全蒸发。重复从全蒸发保留物中除去水的步骤直至获得所需纯度的缩酮,该纯度由缩酮的最终用途要求,即由其中对缩酮进一步处理的反应的要求确定。
本发明方法可用于任何缩酮化反应。这些反应的例子是:
丙酮转化为2,2-二甲氧基丙烷;
甲乙酮转化为二甲氧基丁烷;
山梨糖转化为山梨糖二丙酮化物;
丁二醇转化为异丙氧基二氧杂庚烯环(dioxepen);
甲基乙二醛转化为甲基乙二醛1,1-二甲基缩醛(dimal)。
在一更优选方面,本发明方法用于由丙酮和甲醇制备2,2-二甲氧基丙烷。
在本发明第一个反应步骤中,固体酸合适地为强酸性聚合物如聚苯乙烯磺酸,它可为大孔或凝胶类型。可使用通常用于催化缩酮化反应的离子交换树脂。这些离子交换树脂的例子是Dowex 50(DowChemical)、Amberlite IR 120、Amberlyst A 15和A 36(Rohm &Haas)、Lewatit(Bayer)。反应温度合适地为约-50℃至约10℃,优选约-35℃至约-40℃。
在第二个反应步骤中所用碱的例子是弱碱性离子交换树脂,如带有季铵基团的聚苯乙烯树脂,如IRA 96(Rohm & Haas)。
对于全蒸发,可使用耐反应产品和可渗透水的任何膜。这些膜的例子是亲水性膜,可为聚合物膜或陶瓷膜。聚合物膜可为一种复合膜,包括例如基于丙烯腈聚合物的支撑层和提供实际活性分离层的聚乙烯醇层。可用于本发明方法的膜的例子是由Sulzer Chemtech GmbH,D-66540 Neunkirchen,Germany以名称PERVAP 1055、PERVAP 2000、PERVAP 2510和PERVAP SMS提供的膜;以及由CM-CELFAMembrantechnik AG,CH-6423 Seewen,Switzerland以名称CMC-CE-02和CM-CE-01提供的膜。
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