从羰基化合物和氢氰酸制备羧酸酰胺的方法技术

本发明专利技术涉及从羰基化合物和氢氰酸制备羧酸酰胺的方法，该方法包括如下步骤：Ａ）使羰基化合物与氢氰酸反应以制备羟基羧酸腈，Ｂ）在包含二氧化锰的催化剂的存在下使在步骤Ａ）中获得的羟基羧酸腈水解，其中为了进行根据步骤Ａ）的羰基化合物与氢氰酸的反应，使用相对于所述氢氰酸摩尔过量的羰基化合物，并且在进行根据步骤Ｂ）的水解之前不通过蒸馏将在步骤Ａ）中获得的反应混合物进行纯化。本发明专利技术还涉及制备（甲基）丙烯酸烷基酯、聚合物、模塑材料和模塑件的方法，其中根据如上所述方法进行从羰基化合物和氢氰酸制备羧酸酰胺的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及。本专利技术还涉及制备(甲基)丙烯酸烷基酯、聚合物、模塑材料和塑料模塑件的方法。
技术介绍
通过在包含二氧化锰的催化剂的存在下水解羧酸腈制备羧酸酰胺自长时间以来就是现有技术。工业中在许多情况下需要羧酸酰胺作为中间体。例如α-羟基异丁酰胺可用于制备甲基丙烯酸或甲基丙烯酸酯，尤其是甲基丙烯酸甲酯。用于制备羧酸酰胺的特别优选的方法详细描述于WO 2008/061822Α1中。尽管上述详细说明的文献的教导已经导致相对廉价的制备，但一直需要进一步改进所述方法。通常，由氢氰酸和羰基化合物，尤其是丙酮的反应获得的氰醇通过添加酸而稳定化。在将所述氰醇转化成所述羧酸酰胺之前，这种稳定化必须被去除，其中通常进行蒸馏。WO 2008/061822Α1中公开了在丙酮与氢氰酸的反应之后获得的混合物可用于水解。 然而，其没有公开是否必须进行纯化。通常，这种纯化过程包含两阶段蒸馏，其中在第一阶段中分离除去未转化的反应物。在第二阶段中，通常从所述氰醇中除去用于稳定作用的酸。 如果没有进行纯化，例如蒸馏，则获得了相对短的催化剂使用寿命。在使用经蒸馏的反应混合物的情况下，所述催化剂的使用寿命可以被显著改进，但是其中由此该方法的整体效率由于通过所述蒸馏导致的能量消耗而变差。
技术实现思路
鉴于现有技术，本专利技术的目的因此是提供制备羧酸酰胺的方法，该方法可以特别简单、廉价地以及以高收率进行。特殊的问题尤其是提供一种方法，该方法在高速度、低能量使用和低收率损失的情况下，确保了所述催化剂的特别长的寿命和用于制备所述羧酸酰胺的设备的长的使用寿命。这些目的和未明确提及但从在此引入式讨论的上下文中可立即衍生或推断出的其它目的通过具有权利要求1的所有特征的方法实现。根据本专利技术的方法的合适变体在从属权利要求中要求保护。关于制备(甲基)丙烯酸烷基酯、聚合物、模塑材料和塑料模塑件的方法，权利要求22、24、沈和27提供了解决这些目的所基于的问题的解决方案。因此，本专利技术提供，该方法包括如下步骤Α)使羰基化合物与氢氰酸反应以制备羟基羧酸腈，B)在包含二氧化锰的催化剂的存在下，将在步骤Α)中获得的羟基羧酸腈水解，其特征在于，为了进行根据步骤Α)的羰基化合物与氢氰酸的反应，使用相对于所述氢氰酸摩尔过量的羰基化合物，并且在进行根据步骤B)的水解之前不通过蒸馏将在步骤Α)中获得的反应混合物进行纯化。由此令人惊奇地成功提供能量特别有效的方法，该方法可以实现长的催化剂使用寿命。同时，通过根据本专利技术的方法可以实现一系列的其它优点。这些优点尤其是，通过本专利技术的方法可以使得用于制备羧酸酰胺的设备的使用寿命令人惊奇地显著延长。由此所述方法可以在高的速度下和以低能量使用和低收率损失而特别有效、廉价地实施。根据本专利技术的方法使得可以有效地制备羧酸酰胺。在该方法中，尤其使用羰基化合物，该羰基化合物通常具有式-CO-的基团。羧酸酰胺包含至少一个式-CONH2W基团。这些化合物在本领域中是已知的并且例如描述在⑶-ROM上的R0mpp Chemie Lexikon，第2 版中。所用的反应物可以尤其是脂族或脂环族羰基化合物，饱和或不饱和的羰基化合物，以及芳族和杂芳族羰基化合物。用作反应物的所述羰基化合物可以具有一个、两个或更多个羰基基团。另外，还可以使用在所述芳族或脂族基团中具有杂原子的羰基化合物，所述杂原子尤其是卤素原子例如氯、溴、氟，氧原子，硫原子和/或氮原子。特别合适的羰基化合物优选包含1至100个，更优选2至20个和最优选2至5个碳原子。特别优选的羰基化合物包括具有3至5个碳原子的脂族或杂脂族酮，例如丙酮，和具有2至5个碳原子的脂族或杂脂族醛，例如3-甲基巯基丙醛或乙醛。丙酮在此特别优选作为反应物。这些化合物可以单独地或者作为混合物形式与氢氰酸(HCN)反应生成α -羟基羧酸腈(氰醇)，例如α -轻基-Y -甲硫基丁腈O-羟基-4-甲硫基丁腈)，2-羟基丙腈(乳腈)和2-羟基-2-甲基丙腈(丙酮氰醇)，其中特别优选丙酮氰醇。所述羰基化合物以基于所述氢氰酸为摩尔过量使用。羰基化合物与氢氰酸的摩尔比例可以优选为1.1 1至7 1，优选1.5 1至5 1，和最优选为2 1至3 1。优选在碱的存在下，进行根据步骤Α)的羰基化合物与氢氰酸的反应。在此可以使用阴离子交换剂。优选使用氢氧化物或氧化物，它们更优选由碱土金属或碱金属形成。这些尤其包括Ca(OH)2和Mg(OH)2, MgO, CaO, NaOH, Κ0Η, LiOH或Li2O0在此非常特别优选使用LiOH或Li20。优选将0.001至IOwt %，更优选0. Olwt %至2 丨％的氢氧化物和/或氧化物添加到用于所述羰基化合物与氢氰酸反应的反应混合物中。在本专利技术的一个特别变体中，可以对氢氧化物和/或氧化物的比例进行选择以使得不必须添加另外的碱以调节随后根据步骤B)的水解反应的pH值。理论上，还可以使用可溶性胺调节所述pH值。然而，已经发现使用这些胺可能对用于根据步骤B)的水解的催化剂的寿命起到不利影响。在本文中，除了具有氮原子的有机化合物外，氨(NH3)也包括在所述胺中。在所述反应混合物中的可溶性胺的比例因此优选至多0. Iwt %，更优选至多0. Olwt%和最优选至多0. OOlwt%。在特别的方面中，不添加显著比例的这些胺以调节所述反应混合物的PH值。进行所述羰基化合物与氢氰酸的反应所处的温度通常可以在-30至70°C范围内， 优选在-20至60°C范围内，尤其在-10至50°C范围内和更优选在-5至40°C范围内。用于形成羟基羧酸腈的根据步骤A)的反应可以根据反应温度而在负压或超压下进行。该反应优选在0.5至10巴，更优选0.8至3巴的压力范围内进行。用于根据步骤A)形成所述羟基羧酸腈的反应时间尤其取决于所用的羰基化合物、所述催化剂的活性和所述反应温度，其中这些参数可以在宽范围内。用于所述羰基化合物与HCN反应的反应时间优选在30秒至15小时，更优选10分钟至5小时和更优选30分钟至3小时范围内。在连续方法中，根据步骤A)的反应的停留时间优选为30秒至15小时，更优选10 分钟至5小时和最优选30分钟至3小时。在根据步骤A)的反应后制备的反应混合物与现有技术方法不同，在进行根据步骤B)的水解之前不通过蒸馏进行纯化。在此蒸馏是指利用混合物组分的不同沸点分离所述反应混合物。由此可以获得所述方法的显著的效率改进。在根据步骤A)的反应的特别设计中，不需要纯化。相反，在根据步骤A)的反应之后获得的混合物可以被直接输送到根据步骤B)的水解反应中。根据本专利技术，在步骤A)中获得的羧酸腈的水解在包含二氧化锰的催化剂的存在下进行。天然和合成的二氧化锰的化学计量组成，通过将其它价态的锰引入到晶格中，而可以优选在MnOu至胞02.(|范围内。二氧化锰以多种同素异形变体形式存在。它们在作为催化剂的行为方面显著不同。在软锰矿(β_ 二氧化锰)，最稳定的变体中，结晶度表现为最高。在其它变体中结晶度较不显著并且延伸直到无定形产品，该无定形产品尤其包括α或 δ-Μη02。通过X射线衍射可以归属所述变体。二氧化锰的化学和催化方面特别活性的形式在一些情况下可以被水合并额外含有羟基基团。包含二氧化锰的催化剂可以包含其它化合物或离子。这些尤其包括本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．从羰基化合物和氢氰酸制备羧酸酰胺的方法，该方法包括如下步骤：Ａ）使羰基化合物与氢氰酸反应以制备羟基羧酸腈，Ｂ）在包含二氧化锰的催化剂的存在下，将在步骤Ａ）中获得的羟基羧酸腈水解，其特征在于，为了进行根据步骤Ａ）的羰基化合物与氢氰酸的反应，使用相对于所述氢氰酸摩尔过量的羰基化合物，并且在进行根据步骤Ｂ）的水解之前不通过蒸馏将在步骤Ａ）中获得的反应混合物进行纯化。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·迈，
申请(专利权)人：赢创罗姆有限公司，
类型：发明
国别省市：DE