[发明专利]制备1,4-环已烷二甲酸双羟乙酯及其衍生物的方法

说明书

本发明提供一种制备1,4‑环已烷二甲酸双羟乙酯(BHCD)及其衍生物的方法。所述方法包含下列步骤：提供包含对苯二甲酸二乙二醇酯(BHET)的第一反应物；加入对苯二甲酸2‑(2‑羟乙基)乙醇酯‑2‑羟乙醇酯(BHEET)至包含BHET的第一反应物，以形成第二反应物；以及将第二反应物进行氢化反应。本发明提供的制备BHCD及其衍生物的方法，省略了氢化反应前的纯化步骤，可直接利用PET降解后的产物，在无溶剂且接近熔点、甚至低于熔点的温度下进行氢化反应，以取得具有经济价值的BHCD产物，且具有高苯环氢化转换率。

技术领域

本发明是关于一种苯环衍生物的氢化方法，特别是有关于一种将对苯二甲酸二乙二醇酯氢化，以制备1,4-环已烷二甲酸双羟乙酯的方法。

背景技术

聚对苯二甲酸乙二酯(polyethylene terephthalate，PET)是生活中常见的一种聚合物，其具有韧性佳、质量轻、耐酸碱的优点，近年来成为汽水、果汁、碳酸饮料的常用容器。由于社会需求的增加，PET产品的生产亦随之增加，又因为PET产品通常为一次性消耗品，常会造成大量废弃物的产生。

由于PET化学惰性强，无法在短时间内被微生物降解，严重危害生态环境，因此如何有效的对PET进行回收以产生具有经济价值的1,4-环已烷二甲酸双羟乙酯(bis(2-hydroxyethyl)cyclohexane-1,4-dicarboxylate，BHCD)，进而解决生态环境污染，便成为一个急待解决的重要问题。

CN104003840A专利揭露了一种将废弃PET降解单体对苯二甲酸二乙二醇酯为原料进行氢化的方法，其中该对苯二甲酸二乙二醇酯单体是经纯化者，且纯度达99％以上。所述方法是将对苯二甲酸二乙二醇酯单体在Pd/C催化剂的催化下，于反应压力1.5～7.0Mpa(相当于217～1015psi)、反应温度120～300℃下反应0.5～6.0小时，以得到1，4-环己烷二甲酸二乙二醇酯。其技术缺点为一般由废弃PET降解所得的降解物通常除了BHET单体外还含有10～30％的双聚物，因此需要经由纯化的步骤，才能得到此专利中良好的氢化转化率。

而US6762276B2专利则揭露了对于一种对含有对苯二甲酸残基的聚酯低聚物的氢化方法。该方法揭示，在负载或悬浮催化剂的存在下，在至少约60巴(barg)(相当于870psi)的氢压力和约180～280℃的温度下，使该包含对苯二甲酸残基的聚酯低聚物与氢接触，以便将对苯二甲酸残基转变成1，4环己烷二羧酸残基。和上述专利相比虽不需要额外的起始物纯化步骤，但该方法约只能使10～50％的对苯二甲酸残基转换成1，4环己烷二羧酸残基。

综上所述，先前技术目前仍存在着以下问题：必须使用对苯二甲酸二乙二醇酯单体作为反应物，若不使用对苯二甲酸二乙二醇酯单体作为反应物，而是利用低聚物中对苯二甲酸残基被氢化转换成1，4环己烷二羧酸残基，其氢化转换率则不高。另外，习知的方法在较低的温度(120℃)而且不含溶剂的环境下，对苯二甲酸二乙二醇酯单体几乎无法进行氢化反应。

发明内容

习知以化学回收法对PET进行回收利用的首要步骤，即必须将PET降解为，包含对苯二甲酸二乙二醇酯(bis-hydroxyethyl terephthalate，BHET)的第一反应物。此时第一反应物中含有BHET的单体、双聚体及寡聚体，依习知技术操作其通常必须经过纯化取得BHET单体，若反应过程中不使用溶剂，后续须在高温下(120℃)进行氢化反应，才能得到1,4-环已烷二甲酸双羟乙酯(BHCD)，因此过程复杂、耗能。

有鉴于现有技术所面临的问题，本发明提供一种制备1,4-环已烷二甲酸双羟乙酯(BHCD)及其衍生物的方法，其可直接利用PET降解后的第一反应物，在无须先进行纯化的状况下进行氢化，即可取得BHCD及其衍生物。