[发明专利]使腈类化合物转化为羧酸及其相应酯的方法

说明书

本发明涉及从含有至少一个腈官能的烃类化合物转化为含有至少一个羧基 官能的化合物的方法，和以及从这样获得的羧基化合物制备酯类化合物的方法。

本发明更特别地涉及使作为在丁二烯的氢氰化作用中的产物和副产物得到 的腈化合物一方面转化为二酸化合物，和另一方面转化为二酯化合物的方法。 所述腈化合物例如，如，甲基丁腈，戊腈、2-甲基-2-丁烯腈、2-戊烯腈、3-戊烯 腈、4-戊烯腈、2-甲基-3-丁烯腈，和所述二腈例如甲基-戊二腈、乙基-丁二腈以 及任选地己二腈或这三种化合物的混合物，

通过氢氰化丁二烯制备己二腈的方法已经被工业上利用了数十年。此方法 对己二腈具有高选择性，己二腈是用于合成六亚甲基二胺或己内酰胺以及制备 聚酰胺的重要化学中间体。

然而，该方法还产生支链二腈化合物例如甲基-戊二腈、乙基-丁二腈，特 别地，它们通过蒸馏被分离和回收。

通常地，这种支链二腈化合物的回收能够制备主要地含有甲基-戊二腈以及 乙基-丁二腈和己二腈的混合物。

已经提出了多种方案以使这些副产物或混合物增值。它们中之一在于把这 些二腈化合物氢化为伯胺，特别是为了生产甲基戊二胺 (méthylpentaméthyllènediamine，MPMD)，其被用作用于制备特殊的聚酰胺的单 体。这种工艺需要纯化或者甲基-戊二腈或者2-甲基戊二胺的步骤。工业上，这 些副产品常常通过燃烧被破坏，并以蒸汽或能量的形式增值，同时产生含有CO₂和氧化氮的气态流出物。

因而存在重要的需要和需求来找到新的使这些二腈化合物或其混合物增值 和转化为化学上可增值的且经济上有利的化合物的途径。

本发明的目标之一特别是提供一种方法，其一方面能够将这些腈化合物转 化为羧酸化合物，其特别地可用作化学中间体，例如，如用于制备聚氨酯和聚 酰胺的单体，或者另一方面，转化为二酯化合物，其特别地可用作溶剂。

为此，本发明提出使含有至少一个腈官能且含有4-10个碳原子的化合物转 化为含有至少一个羧基官能的化合物的方法，其在于腈官能通过在无机强酸存 在下与水的反应被水合为酰胺官能，然后酰胺官能通过与水和无机强酸的反应 被水解为羧基官能。

根据本发明，通过使用对于每摩尔待水合的腈官能1-1.5摩尔水，在无机强 酸的存在下，在可使反应介质保持在液态的温度下，有利地在大于或等于90℃ 的温度下，优选地在90℃-180℃的温度下，在搅拌下进行所述水合反应。

无机强酸有利地选自于包括气态盐酸、磷酸、硫酸或类似酸的组。酸有利 地以纯的或者非常浓缩的形式进行添加，以控制加入到反应介质中的水的量。

此外，同样地在搅拌下，通过使用对于每摩尔待水解的酰胺官能1-10摩尔 水，待优选为1-5摩尔水，还更有利地为1-2摩尔水和一定量的以质子表示并对 应于每摩尔待水解的酰胺官能至少1摩尔质子的无机强酸进行水解反应，其中 确定反应介质的温度以保持反应介质为液态，有利地在高于或等于90℃的温度 下，优选地在90℃-180℃的温度。

适宜的无机强酸是上述名单中列举的那些。

在本发明的另一种实施方案中，在水合反应初始，加入进行腈官能水合以 及酰胺官能水解所需的水。因此，加入的水量有利地为对于每摩尔待水合的腈 官能2-10摩尔(包括端值)的水，优选地对于每摩尔腈官能2-3摩尔水。

根据本发明，在水解反应结束后，停止搅拌反应介质以便能够倾析所述介 质，同时使温度保持在能使反应介质保持为液态的值。

从而获得两相的分离，其上层相(phase supérieure)主要地含有生成的羧酸。

因此，根据本发明的方法，可根据简单的技术(即，相的澄清和分离)回收和 分离羧酸化合物。

这种相的回收和分离是通过在酸性介质中进行腈官能的水合和水解，以及 通过在这两个步骤中使用确定量的水和在水解介质中存在盐而得到的。

水和铵盐产品也同样地是容易可回收的，因为它们构成了反应介质的下层 相(phase inférieure)。在本发明的一种特定的实施方案中，有利地在分离上层相 之后，水可被添加到下层相中，以促使铵盐在室温(15℃-30℃)下结晶。在分 离出结晶盐之后的水相可含有少量羧酸且可能为强酸，可有利地被循环至腈化 合物的水合反应步骤中。