[发明专利]缩醛类化合物的制备工艺

说明书

发明领域

本发明涉及制备1,3:2,4-二（4-甲基亚苄基）山梨醇（MDBS）和1,3:2,4-二（3,4-二甲基亚苄基）山梨醇（DMDBS）的工艺。具体地说，本发明涉及使用离子流体来制备MDBS和DMDBS的工艺。

发明背景

缩醛化合物是醛醇与苯甲醛的反应产物。醛醇缩醛类化合物，如MDBS[1,3:2,4-二（4-甲基亚苄基）山梨醇]和DMDBS[1,3:2,4-二（3,4-二甲基亚苄基）山梨醇]衍生化合物，均是著名的化合物，已经发现它们作为添加剂应用在聚丙烯中。取代和非取代醛类的缩醛也是众所周知，它作为成核剂、胶凝剂、加工助剂和强度改性剂，应用于聚烯烃树脂、聚酯树脂、除臭剂、防汗剂组成物、烃类燃料和油漆中。

通常，由芳醛与含有6个碳原子的醛醇（如山梨醇），通过缩合反应来制备缩醛-醛醇型化合物。对于MDBS和DMDBS的结构，这类反应包括两摩尔醛和一摩尔醛醇。

在US4,267,110、US3,721,682、US4,429,140、US4,562,265、US4,902,807、US5,023,354、US5,731,474和US6,500,964中，已经报道了制备缩醛-醛醇的若干方法。

迄今为止所报道的方法存在诸多缺点。大多数先前已知的工艺都采用各种有机溶剂，需要在高温进行反应，从而增加了成本。而且，大多数溶剂非常昂贵，也使得工艺过程不经济。

过去做了一些尝试，通过采用酸性催化剂来改善工艺的产率和通用性（采用各种取代的醛类的能力），以便克服上述缺点。

在目前已知的缩醛制备工艺中，采用酸性催化剂制备缩醛仍然存在诸多限制。虽然矿物酸是缩醛化工艺的优良催化剂，但是它们具有很大的腐蚀性。而且，从这类工艺过程得到的最终产物，需要通过中和残留的游离酸加以净化。尽管所有专利说明中给出的产率在实际应用中可以接受，但是所有方法在通用性、环保、高效节能、可靠性、成本效益和安全生产方面，效率均不高。

作为粘性熔盐实例的离子系统具有许多有趣和有用的性能，并且具有实用性。例如，在合成化学中作为高极性溶剂、共溶剂和催化剂使用。它们业已应用在各种领域中，如电化学、化合物的合成、染料、电池、燃料电池、光伏器件、电沉积法工艺、半导体清洗、热解、气化、涉及纤维素溶解的应用、专利说明中的金属电镀工艺，如US6573405、US7183433、US7196221、美国专利申请2005/0147889、US6527977、美国专利申请2008/0307703、美国专利申请2006/0183654、美国专利申请2009/0247432。

离子液体表现出非常低的或没有蒸气压，因此，与许多常规的分子型溶剂相比，几乎不产生任何蒸气。因此，从健康、安全和环境的观点来看，它们具有优越性。

在US5,892,124、US5104840、US6573405、US7183433和US7196221中，已有报道用季铵盐作为离子之一来制备离子流体。

在US7183433的说明中，通过把分子式为R1R2R3R4N+X-的季胺盐与氢键供体混合来制备离子型化合物。例如，通过把0.1摩尔氯化胆碱与0.1摩尔对甲苯磺酸混合来制备粘性离子化合物。该反应一般都是吸热的，通常，通过加热进行反应。

在US7183433中说明的方法存在诸多限制。首先，在US7183433说明的方法需要能量，其次，该方法非常费时和繁琐，因为最终产物具有粘性。

已有报道，使用离子液体作为催化剂及/或反应介质来制备非MDBS和DMDBS结构的缩醛类和二缩醛类化合物的工艺。例如，CN101440025公开了一种制备方法，采用N-甲基咪唑硫酸氢盐离子液体催化剂来制备亚乙基醚或缩酮。其它公开了使用离子液体作为催化剂，以制备非MDBS和DMDBS结构的缩醛类的专利包括CN101723852、CN101544628和CN1858048。

迄今为止所报道的MDBS和DMDBS制备工艺，都尚未采用离子液体作为催化剂及/或反应介质。因此，有必要开发一种制备MDBS和DMDBS的工艺，以使用离子液体作为催化剂及/或反应介质。还有必要开发一种制备缩醛类化合物，尤其是制备MDBS和DMDBS的工艺，其中不采用任何昂贵的溶剂或矿物酸。

定义

在本专利说明书中，下列词汇和短语的一般含义阐明如下，但在使用它们的上下文中另有说明时除外。