含支链烷基的表面活性剂的制备方法技术

制备支链烯烃并将其在洗涤表面活性剂的生产中用作原料。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是申请日为1997年4月16日，申请号为01120753.1的同名称的分案申请。本专利技术的领域本专利技术涉及洗涤表面活性剂，特别是含有支链疏水基团的表面活性剂的制备方法。本专利技术的
技术介绍
通常的洗涤表面活性剂含有带有水溶性取代基(亲水基团)和亲油性取代基(疏水基团)的分子。这类表面活性剂一般含有亲水基团，例如羧酸盐、硫酸盐、磺酸盐、氧化胺、聚氧乙烯等，它们连接在烷基、链烯基或者烷芳基疏水物上，这些疏水物通常含有约10到约20个碳原子。因此，这类表面活性剂的生产者必须使用可以通过化学方法连接所需的亲水物的疏水基团的原料。最早的疏水基团的原料包括天然脂肪和油，它们可通过用碱进行皂化而转变成肥皂(即，羧酸盐亲水物)。椰子油和棕榈油仍用于制造肥皂，并且用于制造烷基硫酸酯(“AS”)类的表面活性剂。其它疏水物是由石油化学品提供的，包括烷基化的苯，它可用于生产烷基苯磺酸盐表面活性剂(“LAS”)。该文献声称某些支链的疏水物可以有利地用于生产硫酸烷基酯洗涤表面活性剂；参见例如Witt等在1969年11月25日的US3480556。但是，可以确定在’556专利中所述的β-支链表面活性剂在一些溶解参数方面较差，这被它们的克拉夫特温度所证明。它还说明具有接近疏水物的碳链中心的支链的表面活性剂具有低得多的克拉夫特温度。参见“TheAqueous Phase Behavior of Surfactants”，R.G.Laughlin，AcademicPress，N.Y.(1994)p.347。因此，现在已经确定这类表面活性剂在冷天或者冷水洗涤条件下(如20℃-5℃)优选使用。其它与具有带中链或者接近中链的支链的疏水基团的洗涤表面活性剂的生产有关的一个问题是缺少这类疏水物的原料储备。本专利技术的方法记载了这类支链疏水物的制备并将它们转变成中链或者接近中间的支链的表面活性剂。本专利技术的概要本专利技术涉及一种制备中链到接近中链的支链烯烃(主要是在中间或者接近中间的链上的甲基支链)的方法。接着将这些原料用作提供支链洗涤表面活性剂的疏水部分的基本原料。在此，该方法被设计成提供了有支链的反应产物，它们主要是(85％或者更多)α-烯烃，接着将它们在下面将说明的Oxo反应步骤中转变成疏水物。优选这类支链α-烯烃总共含有约11到18(平均)个碳原子，并且含有平均链长在10到18区域的线状链。支链主要是一甲基的，但是也会产生一些二甲基和一些乙基支链。有利的是本方法会产生很少量(1％，或者更少)的成对支链，即是说，即使产生，也只有很少量的“季”碳取代基。而且，会产生很少量(少于约20％)的连支链。当然，用于下面的Oxo方法的全部原料的一部分(大约20％)可以保持没有支链。一般来说，并且从洗涤性能和生物降解方面来看优选的是本专利技术方法提供了α-烯烃，它具有支链(以最长的链为基础)的平均数为0.4-2.5；在支链原料中，在支链原料的最长链的碳1、2或者末端(ω)碳上基本上没有支链。在制备和提纯支链α-烯烃之后，对原料进行Oxo羰基化反应。在该含氧羰基化步骤中，采用不将双键从其最初位置移动的催化剂(例如，常规的羰基钴，参见Kirt Othmer，下述)。这就避免了形成亚乙烯基中间产物(它最终产生不利的表面活性剂)并且使羰基化反应在#1和#2碳上进行。所有的百分率、比例和份额均是重量的，除非有其它说明。所有在此引证的文件的相关部分在此可结合以供参考。本专利技术的详细说明如前所述，本专利技术包括一种方法，用于由烃原料制备表面活性剂前体疏水物，是通过将煤或者其它制烃原料转变成一氧化碳和氢的混合物，接着将一氧化碳和氢转变成线状和支链烃的混合物，其改进在于从所说的线状和支链烃的混合物中提取通式如下的一亚类支链烃 其中x至少约为2，y大于或者等于0并且其中x+y的总数至少约等于7。本专利技术还涉及一种方法，用于从煤或者其它烃原料制备表面活性剂前体疏水物，是通过将这些原料转变成一氧化碳和氢的混合物，接着将一氧化碳和氢转变成线状和支链烃的混合物，其改进在于从所说的线状和支链烃的混合物中提取通式如下式的一亚类支链烃 其中p至少约为2，q是1到12，r大于或者等于0，而p、q和r的总数至少约为6。本专利技术还涉及一种方法，用于从煤或者其它烃原料制备表面活性剂前体疏水物，是通过将这些原料转变成一氧化碳和氢的混合物，接着将一氧化碳和氢转变成线状和支链烃的混合物，其改进在于从所说的线状和支链烃的混合物中提取包括如下混合物的一组支链烃(a)通式如下的一小组一甲基支链化合物 (b)通式如下的一小组二甲基支链化合物 接着可以将上述支链疏水物以下面的方法转变成相应的支链洗涤表面活性剂。方法合成气(一氧化碳/氢气)可以从煤或者其它烃原料，如天然气制备，并且采用常规Fischer-Tropsch(F-T)化学法来合成各种饱和的和不饱和的线状、支链和环状烃。这类方法可以用来生产满足汽油、柴油和喷气式发动机燃料需要的烃。本专利技术的两个方面是首先，要清楚的是通过自由基，而不是碳 离子化学作用在F-T化学反应中产生支链。这使得产生分离的甲基支链，而没有偕二甲基、很少量乙基和少量连二甲基支链。低压/低温(即生成蜡)的F-T化学反应生成主要是线性的亚甲基，一般每50个碳原子上约有1个甲基支链。在较高的压力下和/或较高的温度下(如用于制备汽油)，可以在每8个碳原子上产生1个甲基支链。与催化剂靠近而产生甲基支链的重排可以被认为是氢原子从β亚甲基转移到α亚甲基，使其变成甲基支链。催化剂(Fe、Co、Ru等)从α转移到β，并且在催化剂和次甲基(前面的β)之间插入其他亚甲基，完成甲基支链的分离。第二个关键是α烯烃可以是F-T化学反应的主要产物。本专利技术使用这种观察方法来提供制备中链或者接近中链的链支化的α-烯烃的整个方法，该α-烯烃可以被转变成相应的洗涤表面活性剂，转变过程或者是直接的或者通过形成中间化合物(如支链醇)，它们接着被转变成表面活性剂。重要的是这样制备的表面活性剂含有很少量的或者不含有杂质，例如成对的或者连支链或者多个支链(如多于约3个支链)。基于重量，这类杂质可以降低最终的表面活性剂产物的整个洗涤性能和/或可生物降解性。整个方法如下Fischer-Tropsch方法记载在Kirk-Othmer Encyclopedia ofChemical Technology，第4版，第12卷，第157-164页(1994)，Jacqueline I.Kroschwitz，Executive Editor，WileyInterscience，N.Y.。生产醇的Oxo反应记载在Kirk-OthmerEncyclopedia of Chemical Technology，第4版，第1卷，第903-8页(1994)。1)合成气，即一氧化碳/氢气的混和物一般是由煤或者天然气制备的，但是原则上可以使用汽油或者其他烃原料。空气或者氧气可用作部分燃烧气体、汽油等生成一氧化碳和氢气的混和物。与此类似，煤或者焦炭可以进行焦炭-水-气体的反应生成一氧化碳和H2。水煤气轮换反应可以用来根据需要改变一氧化碳/氢气的比例。可包括各种类型的标准洗涤步骤来去除二氧化碳、硫化氢、氨等。2)费-托(F-T)化学反应用于将合成气基本转变成烃混和物。可以本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备中链支链化表面活性剂的方法，其包括以下步骤：（ａ）制备ＣＯ和Ｈ↓［２］的混和物；（ｂ）将ＣＯ和Ｈ↓［２］的混和物在催化剂存在情况下在Ｆｉｓｃｈｅｒ－Ｔｒｏｐｓｃｈ条件下反应制备含有所说的中链支链化α－烯烃的烃混和物； 和（ｃ）将所说的中链支链化烯烃ＣＨ↓［３］（ＣＨ↓［２］）↓［ｘ］－＊Ｈ（ＣＨ↓［２］）↓［ｙ］－＊－ＣＨ↓［２］（Ⅰ）从所说的烃混和物中分离，其中ｘ至少是２，ｙ大于或等于０以及其中ｘ＋ｙ的和至少是７；或 所说的中链支链化烯烃也可具有下式ＣＨ↓［３］（ＣＨ↓［２］）↓［ｐ］－＊Ｈ（ＣＨ↓［２］）↓［ｑ］－＊Ｈ（ＣＨ↓［２］）↓［ｒ］－＊＝ＣＨ↓［２］（Ⅱ）其中ｐ至少是２，ｑ是１至１２，ｒ大于或等于０以及ｐ，ｑ和ｒ的和至少是 ６，或（Ⅰ）或（Ⅱ）的混和物；（ｄ）在ＯＸＯ条件下形成步骤（ｃ）所得的所述烯烃的醇，然后进行步骤（ｉ）、（ｉｉ）、（ｉｉｉ）任一项：（ｉ）使所说的醇硫酸化，获得中链支链化烷基硫酸酯表面活性剂；或（ｉｉ）使所说的醇乙氧 基化，然后使该乙氧基化的醇硫酸化，获得中链支链化烷基乙氧基化硫酸酯表面活性剂；或（ｉｉｉ）氧化所说的醇，获得中链支链化烷基羧酸酯表面活性剂，然后任选地使所说的中链支链化烷基羧酸酯反应形成中链支链化支链酰基金酸盐、支链酰基羟乙磺酸酯、 支链酰基肌氨酸酯、支链酰基Ｎ－甲基葡糖酰胺；其中在步骤Ｃ中，烯烃是通过蒸馏、分子筛或其混合分离的。...

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：DS康纳，
申请(专利权)人：宝洁公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]