用于产生酸酐的方法技术

本文提供了一种产生有机单酸的酸酐的方法，所述方法包括使有机单酸与热可再生酸酐接触，以产生所述有机单酸的酸酐，以及所述可再生酸酐的二酸、部分水解的可再生酸酐或两者。在特定实施例中，乙酸和戊二酸酐可以反应形成乙酸酐。乙酸酐。乙酸酐。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于产生酸酐的方法
[0001]相关申请的交叉应用
[0002]本专利申请要求于2020年5月8日提交的美国临时专利申请63/022,075的优先权，所述美国临时专利申请通过引用并入本文。

技术介绍

[0003]酸酐是一种有用的活性物质，其在化学过程中经常用作水清除剂或酰化剂。酸直接缩合成酸酐在能量上是不利的反应，特别是对于单酸物质，所以这些酸酐的合成通常是能量密集型的，在高温和高压下进行，和/或在产物形成方面的选择性很差。
[0004]通过三种路线商业产生乙酸酐：烯酮反应、乙酸甲酯的羰基化和乙醛的直接氧化。烯酮路线是最广泛实践的工业乙酸酐工艺，并涉及在减压和非常高的温度下使乙酸或丙酮热解成烯酮，然后在压缩机中与乙酸在接近环境温度下发生反应(参见例如美国专利3,111,548)。羰基化工艺涉及乙酸与甲醇的酯化作用以在中等温度下形成乙酸甲酯。然后，乙酸甲酯在高温和高压下与一氧化碳发生反应(参见例如美国专利4,002,677)。还向反应器中添加了水，以控制乙酸与乙酸酐的比率。虽然是在低温和低压下进行的，但乙醛的直接氧化路线的选择性较低(约80mol％，而其它路线的选择性大于90mol％)，因此在经济上缺乏吸引力。尽管一种常见的技术是使用过量的乙酸酐产生其它期望的酸酐，但是已知上述路线的类似版本用于产生其它酸酐，。
[0005]通过使乙酸与环状酸酐反应产生乙酸酐已经描述于文献中(Haddadin等人,《药物科学杂志(J.Pharm.Sci.)》,1975,64(11),1759
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1765)。然而，这些实验依赖于存在大量过量的乙酸以及强酸催化剂(例如，高氯酸)来获得<10％的乙酸酐(相对于乙酸)。由于这种平衡严重偏向于戊二酸酐一侧，一种高效且实用的用于产生戊二酸酐的工业方法涉及用少量过量的乙酸酐处理戊二酸和其衍生物，以定量地产生戊二酸酐(Cason,《有机合成(Org.Synth.),1958,38,52；和Besrat等人,《生物化学杂志(J.Biol.Chem.)》,1969,244(6),1461
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1467)。然而，在实践中，此反应被认为实际上是不可逆的，没有任何工艺描述了利用此逆向反应来产生乙酸酐，并且迄今也没有描述利用低乙酸/戊二酸酐比率的方法。此外，尚未描述将这种类型的非热可再生的酸酐产生反应与热可再生酸酐反应(例如，戊二酸到戊二酸酐和水)偶联，以产生一个连续的工艺。
[0006]因此，仍然需要用于在不太苛刻的条件下产生酸酐、同时仍然保持高度选择性的替代合成。

技术实现思路

[0007]本专利技术提供了一种产生有机单酸的酸酐的方法，所述方法包括使有机单酸与热可再生酸酐接触，以产生所述有机单酸的酸酐以及所述可再生酸酐的二酸、部分水解的可再生酸酐或所述可再生酸酐的二酸和部分水解的可再生酸酐两者。
附图说明
[0008]图1含有展示以下两步工艺的两种不同的通用示意图：1)将有机单酸和可再生酸酐转化为有机单酸的酸酐或有机单酸和水解的可再生酸酐的混合酸酐(转酐化(transanhydridization)反应)；以及2)失去水的可再生酸酐的再生(酸酐再生反应)。
[0009]图2是显示使用例如聚磷酸和均苯四酸酐来水解酸酐以形成部分水解的酸酐的一系列反应。
[0010]图3是展示乙酸(AcOH)进料和戊二酸酐进料以产生乙酸酐(Ac2O)的示意图。
[0011]图4是展示使乙酸(有机单酸)与戊二酸酐(可再生酸酐)反应以形成乙酸酐(有机单酸的酸酐)和戊二酸(酸酐的二酸)的反应示意图，所述戊二酸随后脱水以重新形成戊二酸酐(可再生酸酐)。
具体实施方式
[0012]本专利技术提供了一种在环境或接近环境压力和中等温度(例如，约200℃或更低的温度)下发生的酸酐合成。此外，尽管可以添加催化剂，但所述工艺不需要催化剂来产生高选择性酸酐。所述工艺可以使用相对便宜的脱水剂，包括工业副产品(例如，戊二酸酐)和/或低成本的材料(例如，聚磷酸)。附加优点在于本专利技术的工艺不需要向系统中添加第三组分(例如，水)来控制标准羰基化工艺中需要的酸/酸酐比率。相反，可以操纵起始酸和可再生酸酐的驻留时间和/或相对流速来调整比率。
[0013]具体地，本专利技术提供了一种产生有机单酸的酸酐的方法，所述方法包括使有机单酸与热可再生酸酐接触，以产生所述有机单酸的酸酐以及所述热可再生酸酐的二酸、部分水解的酸酐或所述可再生酸酐的二酸和部分水解的酸酐两者。图1展示了这种转酐化反应。图2示出了部分水解的酸酐的生成。通常，使含有至少一种有机单酸(“有机单酸”或“有机酸”)的料流与含有至少一种能够再生的酸酐(“热可再生酸酐”或“可再生酸酐”)的料流反应。所述反应产生含有一种或多种期望的酸酐和呈可再生酸酐的酸形式的料流，以及未反应的酸和未反应的可再生酸酐。所述反应可以在不同的反应物比率下进行到完成或部分完成。
[0014]反应结束后，将残留反应物和产物在一个或多个步骤中分离成各种料流。例如，所述方法包括分离步骤，所述分离步骤包括形成第一料流(first stream)和形成第二料流(second stream)，第一料流包含有机单酸的酸酐(期望产物)和任何未反应的有机单酸，第二料流包含可再生酸酐的二酸、部分水解的酸酐和/或未反应的酸酐。在一些实施方式中，将残留的未反应的可再生酸酐从其酸的形式中萃取出来以推动再生反应向前进行。
[0015]本文所描述的分离步骤可以使用任何合适的物理分离方法，包括蒸馏(例如，简单、分子、蒸发、短程、批量、连续、闪蒸、蒸汽、真空、低温、分馏、共沸、萃取或其组合)。在一些实施方式中，取决于反应物，所述分离步骤是通过分馏、共沸蒸馏和/或萃取蒸馏进行的。
[0016]在共沸蒸馏或其它具有接近沸点差的两种或更多种化合物的蒸馏中，通常会向共沸物或其它不可分离的混合物中加入新组分(例如，夹带剂)。新组分用于形成可以分离的两个或更多个不混溶的液相。另外，还可以添加第三组分，如固体脱水剂，例如，分子筛、硅胶、氧化铝、其它热可再生固体干燥剂和其组合。
[0017]共沸蒸馏可以进行均相共沸蒸馏、非均相共沸蒸馏、反应性蒸馏和加盐蒸馏。在均
相共沸蒸馏中，添加了与原始混合物混溶的夹带剂。在非均相共沸蒸馏中，添加了与原始混合物中的一种或多种组分形成非均相共沸物的夹带剂。在反应性蒸馏中，添加了与原始混合物中的一种或多种组分发生反应的夹带剂。非反应组分作为蒸馏物产生，并且从逆反应中回收夹带剂。加盐蒸馏是萃取蒸馏的一种，其通过添加盐作为夹带剂来改变相对挥发性。
[0018]在某些实施方式中，将未反应的有机单酸与有机单酸的酸酐分离。如果需要，分离的未反应的有机单酸可以作为起始原料回收以供重复使用。在一些情况下，将未反应的有机单酸的一部分转移到含有第二料流的容器中。在此类情况下，据信，在可再生酸酐的再生期间，回收的有机单酸可以充当夹带剂或共沸剂以去除水。
[0019]通过从可再生酸酐的多酸形式中去除水来使可再生酸酐再生。在任何前述实本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种产生有机单酸的酸酐的方法，所述方法包括使有机单酸与热可再生酸酐接触，以产生所述有机单酸的酸酐和所述可再生酸酐的二酸或部分水解的可再生酸酐。2.根据权利要求1所述的方法，其中将所述有机单酸的酸酐和所述可再生酸酐的二酸或所述部分水解的可再生酸酐分离。3.根据权利要求2所述的方法，其中所述分离步骤是通过蒸馏进行的。4.根据权利要求2所述的方法，其中所述分离步骤包括形成第一料流(first stream)和第二料流(second stream)，所述第一料流包含所述有机单酸的酸酐和未反应的有机单酸，所述第二料流包含所述可再生酸酐的二酸或部分水解的可再生酸酐以及未反应的可再生酸酐。5.根据权利要求4所述的方法，其中将所述未反应的有机单酸与所述有机单酸的酸酐分离。6.根据权利要求5所述的方法，其中使分离的未反应的有机单酸再循环。7.根据权利要求4所述的方法，其中加热所述第二料流以再生所述可再生酸酐。8.根据权利要求7所述的方法，其中使用共沸蒸馏以再生所述可再生酸酐。9.根据权利要求7所述的方法，其中使所述可再生酸酐再循环。10.根据权利要求1所述的方法，其中所述可再生酸酐是环状的或者能够形成环状结构。11.根据权利要求1所述的方法，其中所述可再生酸酐选自羧酸酐、磺酸酐、次膦酸酐、膦酸酐、以及含有不同的酸部分或不同的主链结构的组合的混合酸酐。12.根据权利要求1所述的方法，其中所述可再生酸酐选自琥珀酸酐、戊...

【专利技术属性】
技术研发人员：J，
申请(专利权)人：纮康公司，
类型：发明
国别省市：