[发明专利]用于制备双酚A的催化剂体系和方法

说明书

一种用于双酚A制备的催化剂体系，其包括(a)酸性非均相催化剂；(b)包括至少一种有机含硫化合物的第一催化剂促进剂；以及(c)与第一催化剂促进剂不同并且包括至少一种有机布朗斯台德酸性离子化合物的第二催化剂促进剂。

发明领域

本发明涉及用于制备双酚A的催化剂体系以及方法。

发明背景

双酚A(BPA)，还指的是2,2-双(4-羟基苯基)丙烷或对,对-二苯氧基丙烷(p,p-BPA)，是用于制造聚碳酸酯、其他工程热塑性塑料和环氧树脂的商业显著的化合物。聚碳酸酯应用特别地要求较高纯度的BPA，这是因为在最终应用中对光学透明性和颜色有严格的要求。商业上通过丙酮和苯酚的缩合制备BPA，并且实际上，BPA制备是苯酚最大的消耗渠道。该反应在均相强酸，例如盐酸，硫酸或甲苯磺酸的存在下发生，或者在非均相酸性催化剂，例如磺化离子交换树脂的存在下发生。最近几年，酸性离子交换树脂逐渐变为作为用于双酚制造缩合反应催化剂的压倒性的选择，并且强酸性磺化聚苯乙烯离子交换树脂在这方面是特别有用的。

在双酚制备中使用非均相酸性催化剂的两种技术在工业实践中占据了优势。在一种技术中，将助催化剂在具有反应进料的反应器中自由地循环。它用于增强反应的选择性和/或活性。有机硫醇，例如甲基或乙基硫醇，或者巯基羧酸，例如3-巯基丙酸典型地用作这种技术中的自由循环助催化剂。树脂的酸性位点是可以利用的，即主要未结合到助催化剂。在给定所讨论的特定反应条件情况下，这提供了调整助催化剂最佳浓度的灵活性。

在双酚制造中使用均相酸性催化剂的第二种技术中，通过向催化剂上的一些酸性位点附加助催化试剂，例如噻唑烷和氨基硫醇使催化剂改性。例如，巯基-促进剂基团可以通过共价或离子型氮键连接到阳离子交换树脂的主链磺酸根离子上。固定的助催化剂技术相较于自由循环助催化剂工艺需要助催化剂的较少直接处置和处理。通过树脂和助催化剂的差异化处理以精炼方法的能力大大降低，但是存在用于处理问题的较少可能性并且与在游离助催化剂技术中看到的相比反应动力学较不复杂。

虽然用于制备BPA的这些现有催化剂体系和方法是有效的且商业实施，但是仍然存在开发改进的体系和方法的强烈兴趣。

发明概述

根据本发明，现在发现固定和自由循环的基于非均相酸性催化剂和含硫促进剂的BPA催化剂体系的活性和/或选择性可以通过添加有机布朗斯台德酸性离子化合物(OBIC)而获得提高。此外，这些改进通常可以在不牺牲产品品质的前提下获得。实际上，OBIC是两性离子化合物时，其对对,对-异构体选择性的改进可以伴随着产物颜色的削弱。得到的催化剂还显示出对于其他缩合反应的显著活性。

因此，一方面，本发明涉及一种用于制备双酚A的催化剂体系，其包括：

(a)酸性非均相催化剂；

(b)包括至少一种有机含硫化合物的第一催化剂促进剂；以及

(c)与第一催化剂促进剂不同并且包括至少一种有机布朗斯台德酸性离子化合物的第二催化剂促进剂。

在其他方面，本发明涉及一种通过丙酮和苯酚在反应介质中、在催化剂体系的存在下进行反应以制备双酚A的方法，其中该催化剂体系包括：

(a)酸性非均相催化剂；

(b)包括至少一种有机含硫化合物的第一催化剂促进剂；以及

(c)与第一催化剂促进剂不同并且包括至少一种有机布朗斯台德酸性离子化合物的第二催化剂促进剂。

在一个实施方案中，至少一种布朗斯台德酸性离子化合物包括两性离子化合物。

详细说明