[发明专利]亚烷基二醇的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及环氧烷烃到亚烷基二醇的催化转化。

背景技术

亚烷基二醇、特别是单亚烷基二醇具有确定的商业利益。例如，单亚烷基二醇用于在防冻组合物中作为溶剂和作为生产如用于纤维或瓶子的聚亚烷基对苯二甲酸酯的基础材料。

通过环氧烷烃的液相水解生产亚烷基二醇是已知的。通常通过加入大过量的水如每摩尔环氧烷烃20-25摩尔水进行水解。据认为该反应是亲核取代反应，由此发生环氧烷烃的开环，水用作亲核试剂。由于主要形成的单亚烷基二醇也用作亲核试剂，通常形成单亚烷基二醇、二亚烷基二醇和高级亚烷基二醇的混合物。为增加对单亚烷基二醇的选择性，必须抑制在主要产品和环氧烷烃之间的副反应，该副反应与环氧烷烃的水解竞争。

抑制副反应的一种有效措施是增加反应混合物中存在的水的相对量。尽管此措施改进对单亚烷基二醇生产的选择性，但它产生的问题是为了回收产品必须脱除大量的水。

已经进行了相当多的努力以发现增加反应选择性的替代措施而不必须使用大量过量的水。可以采用较少过量的水在催化体系中进行环氧烷烃到亚烷基二醇的水解。因此，这些努力通常集中于更具有活性的水解催化剂的选择并且多种催化剂已经在文献中有公开。

促进在降低的水含量下对单亚烷基二醇的更高选择性的催化方法是已知的(如EP-A-0,156,449、US-A-4,982,021、US-A-5,488,184、US-A-6,153,801和US-A-6,124,508)。这种催化剂通常包括强碱性(阴离子)交换树脂，其通常具有季铵或季电正性络合部位，与一个或多个阴离子(如金属化物、卤素、碳酸氢根、亚硫酸氢根或羧酸根)配位。

已知用于环氧烷烃到亚烷基二醇的反应的催化方法的进一步例子在JP 2001151713和JP 2001151711中给出，其中包含卤素离子和碳酸氢根离子的催化组合物用于在二氧化碳和水存在下将环氧烷烃转化为相应的亚烷基二醇。

JP-A-56,092,228涉及也是在二氧化碳和水存在下钼和/或钨作为将环氧烷烃转化为亚烷基二醇的催化剂的用途。

US-A-4,307,256描述了为生产亚烷基二醇在叔胺催化剂存在下环氧烷烃与水和二氧化碳的反应。在US-A-4,160,116中描述了相似的体系，其中使用的催化剂是季盐。

EP-A-1,034,158涉及用于将环氧烷烃水解为亚烷基二醇的包含与离子化合物络合的大环螯合化合物的催化组合物的用途，该离子化合物选自卤化物、羧酸盐、碳酸氢盐、亚硫酸氢盐、磷酸氢盐和金属化物。

此外，在本领域描述了包括两步骤方法的用于从环氧烷烃生产亚烷基二醇的方法。这种方法包括在催化剂存在下使环氧烷烃与二氧化碳反应，随后使获得的碳酸亚烷基酯热或催化水解。这种两步骤方法的例子包括在JP-A-57,106,631和JP-A-59,013,741中描述的那些。

适于碳酸烷基酯水解的催化剂描述于US-A-4,283,580，它涉及在通过取代或未取代碳酸亚乙酯与水的反应生产取代或未取代乙二醇中以金属或化合物形式的钼或钨作为催化剂的用途。

尽管已经在环氧烷烃到亚烷基二醇的水解中取得进展，还需要使用高活性和选择性催化剂组合物的具有增加的转化水平的新方法。

发明内容

本发明提供在催化组合物、二氧化碳和水存在下将环氧烷烃转化为相应亚烷基二醇的方法，其中所述催化组合物包含卤化物、金属化物和任选的大环螯合化合物。

具体实施方式

我们已经令人惊奇地发现可以在水和二氧化碳存在下采用催化组合物通过相应环氧烷烃的反应以改进的活性和/或选择性获得亚烷基二醇，所述催化组合物包含金属化物、卤化物和任选的大环螯合化合物。

与现有技术中描述的环氧烷烃到亚烷基二醇的直接水解相比，本发明的方法以增加的活性和选择性进行。此外，与现有技术中描述的通过相应碳酸亚烷基酯将环氧烷烃转化为亚烷基二醇的方法相比，这种方法对单亚烷基二醇的选择性相比于碳酸亚烷基酯和高级亚烷基二醇两者的选择性均增加。

用作本发明方法中原材料的环氧烷烃具有它们的常规定义，即它们是在其分子中含有连位氧化物(环氧)基团的化合物。

特别合适的是通式(I)的环氧烷烃，