[发明专利]用于由环氧化物制备丙烯酸酯的工艺

说明书

本申请涉及用于由环氧化物制备丙烯酸酯的工艺。本发明的方法包括以下步骤：提供包含环氧化物和一氧化碳的原料流；使所述原料流与羰基金属在第一反应区中接触，以实现至少一部分所提供的环氧化物向β内酯的转化；将来自所述第一反应区的流出物引导至第二反应区，在所述第二反应区中使所述β内酯经受将其转化成选自由以下组成的组的化合物的条件：α,β不饱和酸、α,β不饱和酯、α,β不饱和酰胺及任选取代的聚丙内酯聚合物；以及分离包含所述α‑β不饱和羧酸、所述α‑β不饱和酯、所述α‑β不饱和酰胺或所述聚丙内酯的最终产物。

本申请是申请日为2012年10月25日，申请号为201280061231.2、发明名称为“用于由环氧化物制备丙烯酸酯的工艺”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及化学合成领域。更具体地说，本发明涉及一种用于通过环氧化物原料羰基化来制备丙烯酸及其衍生物的综合工艺。

背景技术

β内酯是一类具有巨大工业潜力的化学化合物。

例如，β内酯(例如，β丙内酯(BPL))可经历反应产生有价值的化学衍生物，所述化学衍生物包括：3-羟基丙酸及其酯、丙二醇、丙烯酸、丙烯酸酯及酰胺、琥珀酸酐、琥珀酸、丁二醇、聚丙内酯可生物降解聚合物及其它。β内酯本身还具有作为特殊消毒剂对医疗产品进行消毒的一些工业用途。

然而，由于β丙内酯一直以来都难以用选择性和高产率的方式进行生产，并且因为已发现其为可能的人类致癌物，对这种高度感兴趣的和反应性化学中间体的使用受到限制。得益于其它替代方案，一些曾代表经济上有吸引力的工艺(如丙烯酸及其酯的生产)的先前商业应用已经被淘汰。对于丙烯酸的生产，其工业已经变为丙烯氧化。多年以来，丙烯都是一种价格低廉的原料，并且对丙烯酸的替代路线几乎不感兴趣。然而，因为丙烯的制备与石油精炼紧密相关，其价格随原油价格波动。丙烯的可用性进一步受到对石油精炼工业中其它产物的需求的影响。因此丙烯的价格近年来已经急剧升高。这种动态已经引起了人们对丙烯酸替代路线的兴趣。由于环氧乙烷(EO)可衍生自廉价的源自天然气产品的乙烯，使用EO作为丙烯酸的原料正变得日益具有吸引力。EO羰基化能以极佳的产率和选择性提供β丙内酯，然而这种毒性化学品的处理和运输问题仍然存在。

为了利用β丙内酯(其仅是包括β丁内酯及其它感兴趣的内酯化学中间体的一类相似内酯的一个实例)的独特化学特性，需要开发避免纯化或分离β丙内酯的综合工艺。

因此，本发明的主要目的是提供β内酯的综合制备和转化而无需对它们中间体进行分离，以避免潜在接触某些内酯类的危险，同时提供经济上有利的制备工艺。

商业上，β丙内酯过去一直通过烯酮与甲醛的反应来制备。烯酮的制备是基于减压下有磷酸三乙酯存在的情况下乙酸的高温(700℃至750℃)热分解。这种烯酮的制备工艺是机械上复杂的、高度能量密集的并且是一种向大气的非所希望排放的来源。分离后，在存在通常被称为Friedal-Crafts催化剂的氯化铝催化剂的情况下，高度反应性单体烯酮可与醛反应以形成β内酯。

烯酮和甲醛反应得到β丙内酯。与乙醛反应产生β丁内酯，而与巴豆醛反应形成聚酯，所述聚酯接下来热分解为山梨酸。所述氯化铝本身在使用时具有许多危险，所述危险包括无水氯化铝与水或碱潜在的剧烈反应。这种高活性催化剂还导致大量不必要的副产物形成，所述副产物必须要从需要的内酯产物中分离和移除，这导致进一步处理的困难和额外的工人接触机会。使用氯化铝Friedal-Crafts催化剂的总体问题是其在反应中经常被消耗、难以回收和再生，以及使用后通常必须被销毁而产生大量腐蚀性废物。

因而，依靠一种用于通过对应的环氧化物，具体是与β丙内酯对应的环氧乙烷的羰基化来制备β内酯，并且更具体地说制备中间体β丙内酯的更好工艺是有利的。

发明内容