[发明专利]2-乙酰氧基丙酸甲酯至丙烯酸甲酯和丙烯酸的转化

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背景技术

技术领域

本公开一般涉及2-乙酰氧基丙酸甲酯(“MAPA”)至丙烯酸甲酯的转化，所述丙烯酸甲酯继而可更便利地转化成丙烯酸，而MAPA没有显著转化成杂质如丙酸甲酯。

相关技术的简要说明

丙烯酸具有多种工业用途，通常以聚合物形式使用。继而，这些聚合物通常用于制造粘结剂、粘合剂、涂料、漆料、抛光剂、和超吸收聚合物等，所述超吸收聚合物用于一次性吸收制品中，包括例如尿布和卫生产品。丙烯酸通常由石油源制得。例如，丙烯酸一直通过丙烯的催化氧化制得。由石油源制备丙烯酸的这些和其它方法描述于“Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology”第1卷第342-69页(第5版，John Wiley&Sons，Inc.，2004)中。

然而，由非石油基来源诸如乳酸制备丙烯酸日益受到关注。美国专利4,729,978和4,786,756大致描述了乳酸至丙烯酸的转化。这些专利中所述的转化是直接转化。然而，乳酸也可间接转化成丙烯酸。具体地，附图示出由乳酸制造丙烯酸的三种途径。这些途径包括中间产物2-乙酰氧基丙酸甲酯(下文为MAPA)和丙烯酸甲酯。

本领域一直关注于MAPA至丙烯酸甲酯的转化。例如，Burns等人(1935)在J.Chem.Soc.400-06中描述了500℃下一摩尔MAPA分解(经由热解)制备一摩尔丙烯酸甲酯和一摩尔乙酸。之后不久，Smith等人(1942)在Ind.Eng.Chem.34:473-79中提出相同的分解，但是能够在多种不同接触材料(例如具有8目尺寸的石英)存在下，在高于550℃的温度下实现基本上所有MAPA的转化。Fisher等人(1944)在Ind.Eng.Chem.36:229-34中的进一步研究，使得本领域得出结论，没有特定材料(活性催化剂或惰性填料)显著有利于MAPA分解成高产量的丙烯酸甲酯。并且，虽然所有这些研究者报导由MAPA至丙烯酸甲酯的摩尔选择率高，但是MAPA的转化率低。因此，例如Fisher等人描述的方法一般需要较低的气时空速(即较高的停留时间)，并且通常需要反应物填料材料(无论是否是催化性的)上多次通过。本领域的后续研发表明，当所述方法在高压下进行时，尽管较高压力致使生产量随之增加，但是丙烯酸甲酯选择率降低。

最终，期望高的MAPA转化率和高的丙烯酸甲酯选择率。并且在此之下，当然优选副产物收率低，尤其是在所得的丙烯酸甲酯可期望经历进一步加工以制备丙烯酸时。不含例如乙酸、乙醛和丙酸的高纯度丙烯酸通常是预计接触人皮肤的吸收制品诸如尿布和女性卫生产品中所用超吸收聚合物的制造中可接受的唯一品种。在那些产品领域，一般已知，醛抑制聚合，并且乙酸和丙酸向超吸收聚合物赋予不可取的气味。大体参见US2011/0306732。

即使在杂质仅以少量存在于高纯度丙烯酸中的情况下，这些杂质迫使例如超吸收聚合物制造中加工丙烯酸的成本增加。并且当杂质仅以少量存在于所制造的丙烯酸中时，涉及这些聚合物生产的文献有很多可能的去除杂质(如乙酸和丙酸)的解决方案—它们可能昂贵。例如，美国专利6,541,665B1描述了通过结晶、蒸馏和回收利用来纯化包含丙酸、呋喃、水、乙酸和醛的丙烯酸。‘665专利报导，5-阶段结晶(两个纯化阶段和三个反萃取阶段)有效地由包含2600份每一百万份(重量基)(ppm)乙酸和358ppm丙酸等的99.48％丙烯酸混合物获得99.94％的丙烯酸。相似地，美国专利申请公开2011/0257355描述了在单程结晶中从来源于甘油脱水/氧化的粗反应混合物(包含丙烯酸)中移除丙酸而获得99％丙烯酸的方法。这些纯化方法是获得高纯度丙烯酸所必需的，高纯度丙烯酸是后阶段用于例如超吸收聚合物制造中所必需的。因此，如果仅能够采用这些纯化方法，则尽可能除去杂质具有一定的价值。并且在上述反应途径中除去杂质当然包括除去MAPA转化成丙烯酸甲酯的产物中的杂质。

但是在此之前，通过附图中所示以及上文引用文献中所述的化学途径由乳酸制造丙烯酸，产生显著量的非期望副产物—实际上副产物的量相当高，甚至不能采用前段中给出的纯化方法。当然，这些方法中丙烯酸的低选择率还造成给料损失并最终造成生产成本提高。因此，本领域没有提供或提出将MAPA转换成丙烯酸甲酯并且最终转化成丙烯酸的商业可行的方法。

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