[发明专利]丙二醇单烷基醚的纯化

说明书

发明领域

本发明涉及丙二醇单烷基醚的纯化。

发明背景

丙二醇单烷基醚是高性能工业溶剂，用于油漆、涂料、清洁剂、油墨、和多种其他用途，包括农业、化妆品、电子、纺织品、和粘合剂产品。它们也用作合成终产物，例如丙二醇醚醋酸酯的化学中间体。

典型地，丙二醇单烷基醚通过使环氧丙烷与醇，如甲醇或1-丁醇发生反应而生成。虽然催化剂不是必须的，但是该反应典型地在催化剂的存在下进行。现有技术教导了多种催化剂和反应条件。

用于该方法的催化剂包括酸、碱、和中性物质。特别的有用的催化剂包括酸，例如硫酸、硼酸和某些含氟酸；或碱，例如碱金属和碱土金属的氢氧化物和醇盐、叔胺、和某些金属氧化物。例如，G.B.Pat.No.271,169公开了硫酸、碱金属醇盐、和低级脂肪酸的碱金属盐的应用。U.S.Pat.No.2,327,053教导了金属卤化物，例如卤化锡、五卤化锑、卤化铝、卤化锌和卤化铁的应用。

与这些反应，以及特别是使用碱金属或碱土金属醇盐催化剂有关的问题是丙二醇单烷基醚产物被多种导致高UV吸收度的羰基杂质(例如甲醛、乙醛、丙醛、丙酮、甲氧基丙酮、和甲氧基丁酮)所污染。在丙二醇单烷基醚的制备过程中，典型地通过蒸馏方法纯化产物。然而，蒸馏不能移除大部分羰基杂质。对于特殊的用途，可能需要限制羰基杂质的量，并且从而降低丙二醇单烷基醚产物的UV吸收度。

总而言之，需要新的纯化丙二醇单烷基醚的方法。特别有效的方法需要能降低羰基杂质的量，并且从而改善丙二醇单烷基醚产物的UV吸收度和色泽。我们已经发现了一种有效、便利的纯化丙二醇单烷基醚的方法。

发明概述

本发明是一种纯化包含羰基杂质的丙二醇单烷基醚的方法。该方法包括使丙二醇单烷基醚与碳吸附剂液相接触，和回收提纯的、羰基杂质含量降低的丙二醇单烷基醚产物。该方法降低了丙二醇单烷基醚中醛和酮杂质的水平和UV吸收度。

发明详述

商业生产的丙二醇单烷基醚包含少量但有效量的羰基杂质。例如，包含在丙二醇单烷基醚产物料流中的羰基杂质总量典型地大于50ppm，其使得丙二醇单烷基醚产物的UV吸收度(在245nm处)大于1。待本发明方法处理的丙二醇单烷基醚例如包含约50-20,000ppm，通常约50-1,000ppm重量的多种羰基杂质。该羰基杂质包括甲醛、乙醛、丙醛、丙酮、甲氧基丙酮、和甲氧基丁酮。

本发明方法纯化的丙二醇单烷基醚优选通过在碱金属或碱土金属醇盐存在下，使环氧丙烷与醇反应，从而制备包括丙二醇单烷基醚的反应产物混合物而制备得到。然后，使流反应产物混合物进行一步或多步蒸馏，从而制备丙二醇单烷基醚。

丙二醇单烷基醚制备中所用醇适宜为脂肪族醇、环脂族醇或芳香醇，并且可能具有一个、两个、或多个羟基。最优选地，该醇为C₁-C₄醇，具体地说，是甲醇、乙醇、1-丙醇、2-丙醇、1-丁醇、和叔丁醇。虽然可以使用任意的碱金属或碱土金属醇盐，但优选碱金属醇盐，并且特别优选醇钾和醇钠。优选的醇钠包括甲醇钠、乙醇钠、正丙醇钠、正丁醇钠、和叔丁醇钠。优选的醇钾包括甲醇钾、乙醇钾、正丙醇钾、正丁醇钾、和叔丁醇钾。

该反应制备得到两种丙二醇单烷基醚异构体，1-烷氧基-2-丙醇和2-烷氧基-1-丙醇。例如，环氧丙烷和甲醇的反应制备得到1-甲氧基-2-丙醇(已知为“PM-1”)和2-甲氧基-1-丙醇(已知为“PM-2”)。甲醇丙氧基化反应的主产物PM-1是商售的异构体。丙二醇单烷基醚可作为丙二醇醚，从LyondellChemical Company购买获得，例如ARCOSOLV PM(丙二醇单甲醚)、ARCOSOLV PNB(丙二醇正丁基醚)、ARCOSOLV PTB(丙二醇叔丁基醚)、和ARCOSOLV PNP(丙二醇正丙基醚)。

优选地，本发明方法所纯化的丙二醇单烷基醚为丙二醇单甲醚。

为了减少丙二醇单烷基醚进料流中杂质的水平，使该丙二醇单烷基醚与碳吸附剂液相接触。依照本发明，该不纯的丙二醇单烷基醚与碳吸附剂液相接触，由此使得羰基杂质被保留在碳吸附剂中，并能简便地分离出纯的、羰基杂质含量降低的丙二醇单烷基醚产物。