[发明专利]生产正丁烷衍生物的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于合成正丁烷衍生物的方法，所述正丁烷衍生物包括正丁醇、正丁醛和正丁酸、正丁胺，以及乙酸丁酯、2-乙基己醇和2-乙基己酸，以及能够从巴豆醛衍生的化合物，特别是山梨酸、3-甲氧丁醇和巴豆酸。

正丁醇是重要的工业有机中间体，其本身或经过衍生作用后用于各种应用中，例如用于丁基酯，如乙酸丁酯，例如作为溶剂用于油漆和涂料行业。

正丁醛由于醛的活性而具有极大的经济重要性，因此，可通过还原胺化获得例如一级、二级和三级丁胺的产品系列。通过使用二聚和还原获得2-乙基己醇，其作为增塑剂醇已获得了极大的经济重要性；氧化产物2-乙基己酸也是用于生产用作增塑剂和润滑剂的酯的一种重要的单羧酸。丁酸也是一种重要的工业化学品。

由于活性双键和醛基，巴豆醛用于各种应用，例如用于生产在食品工业中用作防腐剂的山梨酸，用于生产用作液压流体或以乙酸酯的形式用作用于油漆的溶剂的3-甲氧基丁醇，或用于生产在聚合反应中用作共聚单体的巴豆酸。

正丁烷衍生物的合成通常起始于丙烯，然后将其在羰基合成或氢甲酰化反应中转化为正丁醛和异丁醛的混合物。羰基合成反应固有地涉及在异丁醛的产量和其在市场上的需求之间的潜在差异。这种差异导致对于选择性获得定量更显著的正丁醛的明显需求，这提供了一个更普遍的工业下游化学。

由于正丁烷衍生物对有机化学的极大重要性，因此，总是需要改进和新颖的合成路线。

因此，一个目的是提供一种正丁烷衍生物的合成路线，其特别省去了使用丙烯作为反应物。此目的通过本发明的方法实现。因此，提供了一种用于合成正丁烷衍生物的方法，包括以下步骤：

a)将甲醇转化为C₂构造块(buildingblock)，

b)将C₂构造块二聚为C₄构造块，

c)任选地进一步转化由此获得的C₄构造块。

因此，该合成方法能够起始于现成的C₁构造块如甲醇来合成正丁烷衍生物。本发明的方法对于大多数应用提供了特别是一个或多个以下优点：

-因为正丁烷衍生物是通过2个C₁构造块的初始反应合成的，其中一个所述的构造块是甲醇，因此可省去丙烯的使用。

-基于不同的原料来源如天然气、煤或生物质，原料甲醇可大量获得，且成本低廉，并可在常压和室温下作为液体化合物被容易地进行运输。

-所得正丁烷衍生物是高度异构体纯的，因此可以被转化为也具有较高纯度的产品(如已经提到的2-乙基己醇)。可以省去在基于丙烯的羰基合成化学的框架内所需的正丁烷和异丁烷衍生物的复杂分离过程。

-可以省去在羰基合成化学中为典型的并与大量技术设备相关联的反应压力。

在本发明意义上的“正丁烷衍生物”特别是1-丁醇、1-丁醛、1-丁酸、1-丁胺、2-乙基己醇、2-乙基己酸、乙酸丁酯、巴豆醛、山梨酸、巴豆酸、3-甲氧丁醇及其混合物。

在下文中将说明所述方法的各步骤。

a)将甲醇转化为C₂构造块

作为非常适合于随后的二聚化的C₂构造块，特别考虑了乙醇和乙醛；因此，这些各自代表了本发明的优选实施方案。

1)转化为乙醇

在第一优选实施方案中，首先将甲醇转化成乙酸。一种可能的转化特别描述于“Ullmann'sEncyclopediaofIndustrialChemistry(Ullmann工业化学百科全书)”,Wiley-VCH,6thed.(第六版)2003,vol.1,pages(页码)151-165。这里，甲醇在铑或铱催化剂的存在下与一氧化碳进行羰基化。

然后可以进行乙醇合成，使得例如根据Arpe“IndustrielleOrganischeChemie(工业有机化学)”,Wiley-VCH,6thed.,p.198，首先将乙酸与其他甲醇转化成乙酸甲酯，其通过气相氢解作用裂解成乙醇和甲醇；所得到的甲醇当然可以被返回用于新的酯化反应或乙酸合成。

作为选择，如例如WO2011/056595或WO2011/056597所述，该乙酸可以用氢和适当的催化剂氢化成乙醇。