[发明专利]羧基芳醛的催化氢化及其用于纯化粗对苯二甲酸的应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种方法、催化剂和催化剂的应用，用于任选在芳香族羧酸存在时，利用包含铱或铑的催化剂将羧基芳醛选择性氢化成羟烷基芳香族羧酸，并且在一些实施方式中将羧基苯甲醛转化成包含羟甲基苯甲酸的产物。

背景技术

羟烷基芳基一元羧酸，例如对-和间-羟甲基苯甲酸(分别为pHMBA和mHMBA)，是用于合成相应的同聚物聚苯甲酸酯和聚(对亚甲基苯甲酸酯)以及用于与内酰胺共聚合的重要原料，如US4,528,361中。US 4,448,987公开了利用铼催化剂通过选择性氢化芳基二元羧酸以产生羟甲基芳基一元羧酸。羟甲基苯甲酸也在二甲苯例如对-或间-二甲苯氧化成芳香族羧酸例如对-和间-苯二甲酸中作为副产物产生，对-和间-苯二甲酸是制造用于纤维、包装和成型树脂应用的聚对苯二甲酸乙二醇酯和共聚酯的原料。

US 3,584,039公开了pHMBA与对甲基苯甲酸(pTOL)一起在纯化含有4-羧基苯甲醛(4CBA)的对苯二甲酸粗产物或不纯产物时获得，所述纯化是通过在升高的温度和压力下存在第VIII族金属催化剂时将所述粗产物或不纯产物的水溶液与氢接触。4CBA被氢化成pHMBA，pHMBA通过氢解被转化成pTOL。US 4,933,492公开了将含有3-羧基苯甲醛(3CBA)的不纯间苯二甲酸氢化成mHMBA和间甲基苯甲酸(mTOL)，所述不纯间苯二甲酸例如是通过包含或源自间二甲苯的进料物质氧化而获得的。

中国专利申请200710047875.7和2007100439350.2(公布号CN101428226A和CN 101347737A)公开了活性炭-或氧化钛-负载的钯和钌、镍、锌或铜作为催化剂用于通过4CBA选择性氢化成HMBA来纯化4CBA污染的对苯二甲酸，而氢消耗量减少。US 4,260,817描述了具有醛杂质例如4CBA的对苯二甲酸的纯化，其利用含有钯、铂、铑、钌、锇和铱中的两种或更多种的碳负载型催化剂将醛取代基氢化成羟甲基基团并进而变成烷基基团(例如4CBA→pHMBA→pTOL)。据称，所述催化剂推动羟甲基基团转化成烷基基团。

用于生产羟烷基芳基一元羧酸的改良方法将是令人希望的，因为这样的方法在纯化芳香族羧酸中会具有适用性。

发明内容

本发明提供羟烷基芳香族一元羧酸的改良生产，其是在存在对醛取代基氢化成羟基基团具有选择性的催化剂时进行羧基芳基醛的氢化。根据本发明方法的实施方式所生产的羟烷基芳基一元羧酸优选超过利用已知催化剂、其他各点都相同的情况下生产的羟烷基芳基一元羧酸，并且在实施方式中，羟烷基芳基一元羧酸产生超过烷基芳基一元羧酸。选择性也可以使得不利于羧基部分转化成烷基，因此持续进行羧基芳醛选择性氢化成羟烷基芳基一元羧酸，并且即便存在芳香族羧酸的转化，也不显著。羟烷基芳基酸与其他物质种类例如相应的芳酸和烷基芳基一元羧酸在溶解度上的差异促进了羟烷基芳基一元羧酸从包括可能存在的氢化副产物和芳香族羧酸的反应混合物中分离。在存在芳香族羧酸的本发明实施方式中，氢化产物与芳香族羧酸例如对苯二甲酸或间苯二甲酸在共结晶上的差异也促使分离改善。

在一个实施方式中，本发明提供了用于生产羟烷基芳香族一元羧酸的方法，其包括在存在包含铱或铑的催化剂时，将包含羧基芳醛的进料与氢接触，以形成包含羟烷基芳基一元羧酸的产物。在优选的实施方式中，催化剂还包含钯和/或进料与氢在催化剂存在下的接触是在芳香族羧酸存在下执行的。在其他各点都相同的情况下，与使用只含有钯的催化剂的时候相比，其中催化剂包含钯以及铱或铑的本发明实施方式对羟烷基芳香族一元羧酸提供了更高的选择性。

在更具体的实施方式中，本发明提供了用于生产羟甲基苯甲酸的方法，所述方法包括在存在包含铱或铑、并优选除了铱或铑以外还包含钯的催化剂下，将包含羧基苯甲醛的进料与氢接触，以形成包含羟甲基苯甲酸的产物。在催化剂包含铱或铑和钯的实施方式中，在其他各点都相同的情况下，对羟甲基苯甲酸的选择性超过了单有钯、铱或铑的催化剂的选择性。

本发明的实施方式也提供了这样的方法，其中在羧基芳醛与氢接触期间存在芳香族羧酸。优选地，羧基芳醛是以这样的方法转化，即具有对羟烷基芳基一元羧酸的选择性而没有大量损失芳香族羧酸转化成烷基芳香族或环氢化物质种类。芳香族羧酸可以作为用于该方法的含有羧基芳醛的进料的一部分存在，或来自其他来源。