[发明专利]通过酯交换制备丙烯酸2-辛基酯的方法

说明书

发明领域

本发明涉及根据通过酯交换的连续方法制备丙烯酸2-辛基酯。

技术背景

已知的是，通过实施在轻质醇丙烯酸酯(被称为轻质丙烯酸酯)和重质醇之间的酯交换反应制备丙烯酸酯。

这种反应是根据式(I)的平衡化的催化反应，同时产生轻质醇：

CH₂=CH-COOR₁+R₂-OH                                                 CH₂=CH-COOR₂+R₁-OH。

需要除去在该反应期间产生的轻质醇以使平衡在制备该丙烯酸酯的方向上移动。

这种反应通常伴随有产生杂质的副反应，该杂质需要被除去以便获得丙烯酸酯，其具有满足与丙烯酸酯的最终作为用于制备聚合物的单体的用途相关的技术要求的高纯度，该聚合物可用于许多应用领域中。

此外，出于明显的经济原因，在粗制反应混合物中存在的可增值的产品，特别地未反应的反应剂和催化剂尽可能地在该方法内进行再循环。

为此，通常实施包含蒸馏、提取和/或沉降分离的组合的分离/纯化方法，该方法同时是实施相对复杂的，特别地由于存在共沸混合物，和在能量方面是昂贵的。

用于制备丙烯酸酯的不同酯交换方法已经被描述在现有技术中。

例如可以提到文件US7268251，其中来自酯交换的反应流出物以下列方式进行处理：

-首先分离大部分所希望的丙烯酸酯并且随后通过蒸馏使其与用过的催化剂分离(催化剂的分离)，

-或者首先通过蒸馏使其与用过的催化剂分离(催化剂的分离)，随后分离大部分丙烯酸酯，

-随后，通过蒸馏从获得的混合物分离出具有比希望的丙烯酸酯更低的沸点的化合物(分离低沸点物质)并且随后蒸馏出丙烯酸酯(纯态蒸馏)。

这种方法需要使用至少四个蒸馏塔或者精馏塔，包括蒸发器以分离催化剂，通常为钛醇盐。

即使在文件US7268251中描述的方法涉及通过使用丙烯酸烷基酯和具有更大链长(相对于起始丙烯酸酯的烷基链大至少一个碳)的醇的酯交换制备丙烯酸烷基酯，这种方法仅仅使用在两个反应器的串联中从二甲氨基乙醇和丙烯酸甲酯或者丙烯酸乙酯开始制备丙烯酸二甲氨基乙酯进行阐述。

其证实，在文件US7268251中描述的方法在工业规模上是实施复杂的，这是由于使四个蒸馏/精馏要素的序列的操作条件最优化以获得高纯度的产品和令人满意的产量。

该文件US6977310描述了用于在作为酯交换催化剂的钛酸四烷基酯存在时从(甲基)丙烯酸甲基酯和C_2-C₁₂醇开始连续制备(甲基)丙烯酸烷基酯的方法。这种方法在于使该反应混合物经受减压蒸馏，其分离该容易挥发的化合物(未反应的反应剂)；然后在该塔底部离开的产生的级分(包含产生的酯、催化剂、阻聚剂和该高沸点副产物)被送到真空蒸馏步骤，其允许在顶部回收高纯度的制备的酯。这种真空蒸馏步骤特别地包含薄膜蒸发器，其与蒸馏塔组合，用于完全去除在制备的酯中的高沸点产物。

这种方法使用分别使用丁醇和异丁醇制备甲基丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸异丁酯进行阐述。

在文件US 6 977 310中描述的方法使用薄膜蒸发器以避免催化剂的任何分解和从醇反应剂产生醚的任何形成。这种方法而且没有考虑该催化剂的再循环。

令人惊讶地，已经发现，在丙烯酸2-辛基酯的情况下，使用传统的沸腾器而不是薄膜蒸发器除去该催化剂不导致杂质，如醚或者辛烷的形成。

设法解决上述方法的不同问题的本申请人公司因此已经发现了以高产率制备很高纯度的丙烯酸2-辛基酯的简化制备方法，其同时包括使可增值的产品，如未反应的反应剂和催化剂再循环，并因此显示出与在工业规模上的制备相适应的生产率。

该提出的解决方案在于使用在2-辛醇中的溶液形式的钛酸乙基酯，或者钛酸2-辛基酯作为酯交换催化剂并且在于使用包括仅仅两个蒸馏塔的纯化序列(train de purification)。

本发明还允许制备包含可再生来源的碳(与2-辛醇的使用相关)的丙烯酸酯，该2-辛醇是由植物材料得到的醇。

发明简述