ES2970359T3 - Procedimiento de recuperación del 3-metil-but-3-en-1-ol - Google Patents
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Abstract
La invención actualmente reivindicada se refiere a un proceso para la recuperación de 3-metil-3-buten-ol de una corriente que comprende (Z)-3-metilpent-2-eno-1,5-diol, (E)-3- metilpent-2-eno-,5-dio y 3-metilenpentano-1,5-diol tratando la corriente con isobuteno y agua. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
DESCRIPCIÓN
Procedimiento de recuperación del 3-metil-but-3-en-1-ol
Campo de la invención
La invención actualmente reivindicada se refiere a un procedimiento para la recuperación de 3-metil-3-buten-1-ol a partir de una corriente que comprende (Z)-3-metilpent-2-eno-1,5-diol, (E)-3-metilpent-2-eno-1,5-diol y 3-metilenpentano-1,5-diol tratando la corriente con isobuteno y agua.
Antecedentes de la invención
La síntesis de 3-metil-3-buten-1-ol a partir de una reacción de 2-metilprop-1-eno y formaldehído es bien conocida en la literatura y se usa a escala industrial. El 3-metil-3-buten-1-ol es un importante material de partida para la fabricación de polímeros, resinas, plastificantes y lubricantes sintéticos, y también se usa como intermediario químico en la producción de materiales como el citral.
También es bien conocido en la técnica que una mezcla de 3-metil-1,5-pentanodiol y los dos isómeros geométricos de 3-metil-2-penteno-1,5-diol se obtiene durante la síntesis de aparte de 3-metil-3-buten-1-ol.
El documento U.S. 4,079,088 describe un procedimiento para producir 3-metil-3-buten-1-ol a partir de una mezcla de (E/Z)- 3-metil-2-penteno-1,5-diol y 3-metil-1,5-pentanodiol calentando la mezcla de dioles a una temperatura entre 200 °C y 450 °C en presencia de isobuteno. Sin embargo, tal procedimiento da lugar a rendimientos pobres de 3-metil-3-buten-1-ol que oscilan entre el 10 % y el 32 % (en mol) únicamente. De este modo, el procedimiento es especialmente inadecuado para la producción a gran escala de 3-metil-3-buten-1-ol
De acuerdo con lo anterior un objeto de la invención actualmente reivindicada para contrarrestar las desventajas descritas en la técnica anterior y proporcionar un procedimiento mejorado para la síntesis de 3-metil-3-buten-1-ol que es fácil de llevar a cabo industrialmente y conduce a una alta selectividad global y rendimientos de 3-metil-3-buten-1-ol.
Sumario de la invención
Sorprendentemente, se descubrió que la adición de agua en la reacción de la mezcla de dioles con isobuteno produce un aumento del rendimiento del 3-metil-but-3-en-1-ol recuperado en el intervalo del 43 % al 47 % (en mol). Adicionalmente también se mejoró la selectividad del 3-metil-but-3-en-1-ol recuperado.
De este modo, en un aspecto, la invención actualmente reivindicada se refiere a un procedimiento para la recuperación de 3-metil-but-3-en-1-ol que comprende al menos las etapas de
a) poner en contacto una corriente que comprende (Z)-3-metilpent-2-eno-1,5-diol, (E)-3-metilpent-2-eno-1,5-diol y 3-metilenpentano-1,5-diol con isobuteno y agua para obtener una mezcla,
b) calentar la mezcla obtenida en la etapa a) a una temperatura en el intervalo de > 200 °C a < 450 °C para obtener una mezcla tratada que comprenda 3-metil-but-3-en-1-ol; y
c) recuperar 3-metil-but-3-en-1-ol a partir de la mezcla tratada obtenida en la etapa b).
En otro aspecto, la invención actualmente reivindicada se dirige a un procedimiento para proporcionar la corriente que comprende (Z)-3-metilpent-2-eno-1,5-diol, (E)-3-metilpent-2-eno-1,5-diol y 3-metilenpentano-1,5-diol, en el que el procedimiento comprende al menos las etapas de:
A) hacer reaccionar 2-metilprop-1-eno y formaldehído para obtener una mezcla que comprenda al menos 3-metil-but-3-en-1-ol, formaldehído, metanol, agua, (Z)-3-metilpent-2-eno-1,5-diol, (E)-3-metilpent-2-eno-1,5-diol y 3-metilenpentano-1,5-diol;
B) separar la mezcla obtenida en la etapa A) en una fase orgánica que comprenda al menos 3-metil-but-3-en-1-ol, (Z)-3-metilpent-2-eno-1,5-diol, (E)-3-metilpent-2-eno-1,5-diol y 3-metilenopentano-1,5-diol, y una fase acuosa que comprenda agua y < 10 % en peso de 3-metil-but-3-en-1-ol, preferentemente > 2,0 a < 10 % en peso de 3-metil-but-3-en-1-ol, basado en el peso total de la fase acuosa; y
C) someter la fase orgánica obtenida en la etapa B) a una temperatura en el intervalo de >120 °C a < 160 °C para obtener 3-metil-but-3-en-1-ol y la corriente que comprende (Z)-3-metilpent- 2-eno-1,5-diol, (E)-3-metilpent-2-eno-1,5-diol y 3-metilenpentano-1,5-diol.
En otro aspecto más, la invención actualmente reivindicada también se dirige a un procedimiento para la producción de 3-metil-but-3-en-1-ol, en el que el procedimiento comprende al menos las etapas de:
AA) hacer reaccionar 2-metilprop-1-eno y formaldehído para obtener una mezcla que comprenda al menos 3-metil-but-3-en-1-ol, formaldehído, metanol, agua, (Z)-3-metilpent-2-eno-1,5-diol, (E)-3-metilpent-2-eno1,5-diol y 3-metilenpentano-1,5-diol;
BB) separar la mezcla obtenida en la etapa AA) en una fase orgánica que comprenda al menos 3-metil-but-3-en-1-ol, (Z)-3-metilpent-2-eno-1,5-diol, (E)-3-metilpent-2-eno-1,5-diol y 3-metilenopentano-1,5-diol y una fase acuosa que comprenda agua y < 10 % en peso de 3-metil-but-3-en-1-ol.% de 3-metil-but-3-en-1-ol, preferentemente > 2,0 a <10 % en peso de 3-metil-but-3-en-1-ol, basado en el peso total de la fase acuosa;
CC) someter la fase orgánica obtenida en la etapa BB) a una temperatura en el intervalo de >120°C a < 160°C para obtener 3-metil-but-3-en-1-ol y la corriente que comprende (Z)-3-metilpent-2-eno-1,5-diol, (E)-3-metilpent-2-eno-1,5-diol y 3-metilenpentano-1,5-diol; y
DD) combinar 3-metil-but-3-en-1-ol obtenido en la etapa CC) con 3-metil-but-3-en-1-ol obtenido por el procedimiento de recuperación según la invención actualmente reivindicada para obtener 3-metil-but-3-en-1-ol combinado
Descripción detallada de la invención
La siguiente descripción detallada es de naturaleza meramente ejemplar y no pretende limitar la invención actualmente reivindicada o la aplicación y usos de la invención actualmente reivindicada.
Adicionalmente no se pretende quedar vinculado por ninguna teoría presentada en el campo técnico precedente, los antecedentes, el resumen o la siguiente descripción detallada.
Los términos "que comprende", "comprende" y "compuesto de" como se usan en la presente memoria son sinónimos de "que incluye", "incluye" o "que contiene", "contiene", y son inclusivos o abiertos y no excluyen miembros, elementos o etapas del procedimiento adicionales y no recitados. Se apreciará que los términos "que comprende", "comprende" y "compuesto de" como se usan en la presente memoria comprenden los términos "que consiste en", "consiste en" y "consiste en".
Adicionalmente los términos "(a)", "(b)", "(c)", "(d)" etc. y similares en la descripción y en las reivindicaciones se usan para distinguir entre elementos similares y no necesariamente para describir un orden secuencial o cronológico. Debe entenderse que los términos así usados son intercambiables en circunstancias apropiadas y que las realizaciones del tema descritas en la presente memoria son capaces de funcionar en otras secuencias que las descritas e ilustradas en la presente memoria. En caso de que los términos “(A)”, “(B)” y “(C)” o AA), BB) y CC) o "(a)", "(b)", "(c)", "(d)", "i", "ii", etc. se refieran a las etapas de un procedimiento o uso o ensayo, no existe coherencia temporal o de intervalos de tiempo entre las etapas, es decir, las etapas pueden llevarse a cabo simultáneamente o puede haber intervalos de tiempo de segundos, minutos, horas, días, semanas, meses o incluso años entre tales etapas, a menos que se indique lo contrario en la solicitud como se establece en este documento arriba o abajo.
En los pasajes siguientes se definen con más detalle distintos aspectos de la materia. Cada aspecto así definido podrá combinarse con cualquier otro aspecto o aspectos, salvo que se indique claramente lo contrario. En particular, cualquier rasgo indicado como preferido o ventajoso puede combinarse con cualquier otro rasgo o rasgos indicados como preferidos o ventajosos.
La referencia a lo largo de esta memoria descriptiva a "una realización" o "una realización" o "realización preferida" significa que un rasgo, estructura o característica particular descrita en relación con la realización está incluida en al menos una realización de la invención reivindicada. De este modo, las apariciones de las frases "en una realización" o "en una realización preferida" o "en una realización preferida" en varios lugares a lo largo de esta memoria descriptiva no se refieren necesariamente a la misma realización, pero pueden referirse. Adicionalmente los rasgos, estructuras o características pueden combinarse de cualquier manera adecuada, como sería evidente para un experto en la técnica a partir de esta divulgación, en una o más realizaciones. Adicionalmente, mientras que algunas realizaciones descritas en el presente documento incluyen algunos, pero no otros, rasgos incluidos en otras realizaciones, se pretende que las combinaciones de características de diferentes realizaciones estén dentro del alcance del tema y formen diferentes realizaciones, como lo entenderían aquellos en la técnica. Por ejemplo, en las reivindicaciones anexas, cualquiera de las realizaciones reivindicadas se usa en cualquier combinación.
Adicionalmente los intervalos definidos a lo largo de la memoria descriptiva incluyen también los valores finales, es decir, un intervalo de 1 a 10 implica que tanto 1 como 10 están incluidos en el intervalo. Para evitar cualquier duda, el solicitante tendrá derecho a cualquier equivalente según la legislación aplicable.
En una realización, la invención actualmente reivindicada proporciona un procedimiento para proporcionar la corriente que comprende (Z)-3-metilpent-2-eno-1,5-diol, (E)-3-metilpent-2-eno-1,5-diol y 3-metilenpentano-1,5-diol, en el que el procedimiento comprende al menos las etapas de:
A) hacer reaccionar 2-metilprop-1-eno y formaldehído para obtener una mezcla que comprenda al menos 3-metil-but-3-en-1-ol, formaldehído, metanol, agua, (Z)-3-metilpent-2-eno-1,5-diol, (E)-3-metilpent-2-eno1,5-diol y 3-metilenpentano-1,5-diol;
B) separar la mezcla obtenida en la etapa A) en una fase orgánica que comprenda al menos 3-metil-but-3-en-1-ol, (Z)-3-metilpent-2-eno-1,5-diol, (E)-3-metilpent-2-eno-1,5-diol y 3-metilenopentano-1,5-diol, y una fase acuosa que comprenda agua y < 10 % en peso de 3-metil-but-3-en-1-ol, preferentemente > 2,0 a < 10 % en peso de 3-metil-but-3-en-1-ol, basado en el peso total de la fase acuosa; y
C) someter la fase orgánica obtenida en la etapa B) a una temperatura en el intervalo de >120 °C a < 160 °C para obtener 3-metil-but-3-en-1-ol y la corriente que comprende (Z)-3-metilpent- 2-eno-1,5-diol, (E)-3-metilpent-2-eno-1,5-diol y 3-metilenpentano-1,5-diol.
El formaldehído usado en la etapa A) se usa en forma gaseosa, en forma polimérica o en forma de solución acuosa. Aunque el formaldehído puede usarse tal cual, también puede usarse formaldehído disuelto en un disolvente. Aunque el disolvente en el que se disuelve el formaldehído está particularmente limitado, es preferentemente agua desde el punto de vista de su fácil disponibilidad.
En una realización preferida, se usa formaldehído acuoso. Además, desde el punto de vista de la eficiencia volumétrica, se prefiere que la concentración de formaldehído sea mayor. Sin embargo, cuando la concentración de formaldehído es demasiado alta, se produce un problema de deposición que dificulta su manipulación. La concentración de la solución de formaldehído es preferentemente del 10 al 70 % en peso, más preferentemente del 30 al 60 % en peso, y aún más preferentemente del 35 % en peso al 55 % en peso.
En otra realización preferida, en la etapa A) se usan de 1,0 a 60,0 mol, más preferentemente de 2,0 a 30,0 mol, aún más preferentemente de 3,0 a 30,0 mol, más preferentemente de 2,0 a 15,0 mol, y en particular de 3,0 a 15,0 mol de 2-metilprop-1-eno por 1,0 mol de formaldehído.
En otra realización, la etapa A) se lleva a cabo en presencia o ausencia de un disolvente. En una realización preferida, la etapa a) se lleva a cabo en ausencia de cualquier disolvente.
En otra realización, la etapa A) se lleva a cabo en presencia o ausencia de una amina.
En una realización preferente la reacción en la etapa A) se lleva a cabo en presencia de una amina. La amina se selecciona del grupo que consiste en trimetilamina, dimetilamina, trietilamina, dietilamina, triisopropilamina, diisopropilamina, 1-propilamina, butano-2-amina, metilpropano-2-amina, etano-1,2-diamina, urotropina, piridina y piperidina. En una realización más preferida, la amina es urotropina.
En otra realización preferida, la temperatura de reacción en la etapa A) está en el intervalo de 200 °C a 350 °C, preferentemente en el intervalo de 220°C a 300°C, más preferentemente en el intervalo de 240°C a 280°C.
En otra realización preferida, la presión de reacción en la etapa A) está en el intervalo de 200 bar a 300 bar, preferentemente en el intervalo de 50 bar a 280 bar, más preferentemente en el intervalo de 100 bar a 280 bar, aún más preferentemente en el intervalo de 150 bar a 250 bar.
En una realización preferida, la reacción de la etapa A) se lleva a cabo en modo discontinuo, semicontinuo o continuo. La etapa A) se realiza preferentemente en modo continuo.
En una realización preferida, una solución mezclada que contiene 2-metilprop-1-eno y la solución acuosa de formaldehído en proporciones predeterminadas se introduce en un recipiente de reacción que se calienta a una temperatura predeterminada. La presión de reacción se regula y se mantiene a una presión predeterminada. Se permite que la solución mezclada antes mencionada permanezca dentro del recipiente de reacción durante un tiempo predeterminado de aproximadamente 0,025 horas a aproximadamente 5,0 horas, preferentemente de 0,05 horas a aproximadamente 2,0 horas, más preferentemente de aproximadamente 0,05 horas a aproximadamente 1,5 horas para obtener una mezcla de reacción. Se enfría la mezcla de reacción.
En otra realización preferida, la mezcla que comprende 3-metil-but-3-en-1-ol, formaldehído, metanol, agua, (Z)-3-metilpent-2-eno-1,5-diol, (E)-3-metilpent-2-eno-1,5-diol y 3-metilenpentano-1,5-diol se obtiene de la etapa A). La mezcla obtenida de la etapa A) comprende además 3-metil-but-3-enil formiato y 3-metil-but-2-enal.
Los condensados de la mezcla obtenida de la etapa A) consisten en dos fases, a saber, la fase orgánica superior y la fase acuosa inferior. La mezcla obtenida en la etapa A) se separa en la etapa B) en una fase orgánica que comprende al menos 3-metil-but-3-en-1-ol, (Z)-3-metilpent-2- ene-1,5-diol, (E)-3-metilpent-2-eno-1,5-diol y 3-metilenpentano-1,5-diol y una fase acuosa que comprende agua y < 10 % en peso de 3-metil-but-3-en-1-ol.% de 3-metil-but-3-en-1-ol, preferentemente > 2,0 a < 10 % en peso de 3-metil-but-3-en-1-ol, basado en el peso total de la fase acuosa.
La fase orgánica obtenida en la etapa B) se somete a una temperatura en el intervalo de >120°C y < 160°C en una columna de destilación para separar una fracción de ebullición ligera que comprende agua y metanol de una fracción de ebullición elevada que comprende 3-metil-but-3-en-1-ol, (Z)-3-metilpent-2-eno-1,5-diol, (E)-3-metilpent-2-eno-1,5-diol y 3-metilenpentano-1,5-diol.
En otra realización preferida, la fase orgánica obtenida en la etapa B) se somete a una temperatura en el intervalo de >120 °C a < 160 °C a una presión en el intervalo de > 50 a < 300 mbar para obtener 3-metil-but-3-en-1-ol y la corriente que comprende (Z)-3-metilpent-2-eno-1,5-diol, (E)- 3-metilpent-2-eno-1,5-diol y 3-metilenpentano-1,5-diol.
En otra realización, la fase acuosa obtenida en la etapa B) comprende al menos agua y < 10 % en peso de 3-metilbut-3-en-1-ol, preferentemente > 2,0 a < 10 % en peso de 3-metil-but-3-en-1-ol, basado en el peso total de una fase acuosa.
En otra realización más, la fase acuosa de la etapa B) se combina con la fracción de ebullición ligera que comprende agua y metanol de la etapa C). El 3-metil-but-3-en-1-ol se aísla de la fase acuosa combinada de la etapa B) y de la fracción de ebullición ligera que comprende agua y metanol de la etapa C) por destilación.
En otra realización más, la fracción de alto punto de ebullición que comprende al menos 3-metil-but-3-en-1-ol, (Z)-3-metilpent-2-eno-1,5-diol, (E)-3-metilpent-2-eno-1,5-diol y 3-metilenopentano-1,5-diol obtenida en la etapa B) se somete a una temperatura en el intervalo de >120 °C a < 165°C en una columna de destilación a una presión en el intervalo de >50 a < 150 mbar para obtener 3-metil-but- 3-en-1-ol y la corriente que comprende (Z)-3-metilpent-2- eno-1,5-diol, (E)-3-metilpent-2-eno-1,5-diol y 3-metilenpentano-1,5-diol.
En una realización, la invención actualmente reivindicada proporciona un procedimiento para la recuperación de 3- metil-but-3-en-1-ol que comprende al menos las etapas de
a) poner en contacto una corriente que comprende (Z)-3-metilpent-2-eno-1,5-diol, (E)-3-metilpent-2-eno-1,5-diol y 3-metilenpentano-1,5-diol con isobuteno y agua para obtener una mezcla,
b) calentar la mezcla obtenida en la etapa a) a una temperatura en el intervalo de > 200 °C y < 450 °C para obtener una mezcla tratada que comprenda 3-metil-but-3-en-1-ol; y
c) recuperar 3-metil-but-3-en-1-ol a partir de la mezcla tratada obtenida en la etapa b).
En una realización preferida, las etapas a) a c) se llevan a cabo en modo discontinuo, en modo semicontinuo y en modo continuo. En una realización más preferida, las etapas a) a c) se llevan a cabo en modo continuo. En otra realización preferida, las etapas a) a c) se llevan a cabo simultáneamente.
En una realización preferida, la corriente que comprende (Z)-3-metilpent-2-eno-1,5-diol, (E)-3-metilpent-2-eno-1,5-diol y 3-metilenopentano-1,5-diol se somete a una temperatura en el intervalo de > 115 °C a < 170 °C en una columna de destilación a una presión en el intervalo de > 1 a < 10 mbar para obtener la corriente que comprende (Z)-3-metilpent-2-eno-1,5-diol, (E)-3-metilpent-2-eno-1,5-diol y 3-metilenpentano-1,5-diol en una cantidad en el intervalo de > 750 % en peso a < 99,0 % en peso, más preferentemente en el intervalo de > 80,0 % en peso a < 95,0 % en peso, basado en el peso total de la corriente.
En otra realización preferida, la corriente comprende (Z)-3-metilpent-2-eno-1,5-diol en una cantidad en el intervalo de > 15 % en peso a < 30 % en peso, (E)-3-metilpent-2-eno-1,5-diol en una cantidad en el intervalo de > 15 % en peso a < 30 % en peso y 3-metilenopentano-1,5-diol en una cantidad en el intervalo de > 35 % en peso a < 55 % en peso, cada uno basado en el peso total de la corriente.
En otra realización más preferida, la corriente comprende además (Z)-3-metilpent-2-eno-1,5-diol en una cantidad en el intervalo de > 15 % en peso a < 30 % en peso, (E)-3-metilpent-2-eno-1,5-diol en una cantidad en el intervalo de > 15 % en peso a < 30 % en peso y 3-metilenpentano-1,5-diol en una cantidad en el intervalo de > 35 % en peso a < 55 % en peso, 3-metilpent-4-eno-1,3-diol en una cantidad de < 5 % en peso, 3-metilbutano-1,3-diol en una cantidad de < 3 % en peso, 3(2-hidroxietil)pent-2-eno-1,5-diol en una cantidad de < 2 % en peso, por lo cual la cantidad de % en peso se basa en el peso total de la corriente y suma hasta 100 % en peso.
En una realización preferida, el isobuteno se agrega en la etapa a) en una cantidad en el intervalo de > 75 % en peso a < 90 % en peso, más preferentemente en el intervalo de > 80 a < 90 % en peso, basado en el peso total de la corriente.
En otra realización más preferida, el agua se agrega en la etapa a) en una cantidad en el intervalo de > 5 % en peso a < 70 % en peso, más preferentemente en el intervalo de > 7 % en peso a < 65 % en peso, basado en el peso total de la corriente que comprende (Z)-3-metilpent-2-eno-1,5-diol, (E)-3-metilpent-2-eno-1,5-diol y 3-metilenopentano-1,5-diol en una cantidad en el intervalo de > 75,0 % en peso a < 99,0 % en peso.
En una realización preferida, la mezcla obtenida en la etapa a) se calienta a una temperatura en el intervalo de > 200 °C a < 450 °C, más preferentemente en el intervalo de > 220 °C a < 440 °C, a una presión en el intervalo de > 60 bar a < 260 bar, para obtener una mezcla tratada que comprende 3-metil-but-3-en-1-ol. En otra realización más preferida, la mezcla obtenida en la etapa a) se calienta a una temperatura en el intervalo de > 200°C a < 450°C a una presión en el intervalo de > 60 bar a < 260 bar para obtener una mezcla tratada que comprende además (Z)-3-metilpent-2-eno-1,5-diol, (E)-3-metilpent-2-eno-1,5-diol y 3-metilenpentano-1,5-diol en una cantidad en el intervalo de > 12.0%en peso a < 20.0%en peso.
En otra realización preferida, la etapa a) se lleva a cabo durante un período de 0,25 h a 5 h, más preferentemente durante un período de 0,5 h a 4 h, aún más preferentemente durante un período de 1,0 h a 3 h, en particular durante un período de 1,0 h a 2,5 h.
En otra realización preferida, la etapa c) comprende al menos las etapas de
A') separar la mezcla tratada obtenida en la etapa b) en una fase orgánica que comprenda al menos > 60 % en peso de 3-metil-but-3-en-1-ol, metanol, basado en el peso total de la fase orgánica, y una fase acuosa que comprenda agua y < 10 % en peso de 3-metil-but-3-en-1-ol, preferentemente > 2,0 a < 10 % en peso de 3-metilbut-3-en-1-ol, basado en el peso total de la fase acuosa; y
B') someter la fase orgánica obtenida en la etapa A') a una temperatura en el intervalo de > 120 °C a < 160 °C. En otra realización más preferida, la mezcla tratada que comprende además (Z)-3-metilpent-2-eno-1,5-diol, (E)-3-metilpent-2-eno-1,5-diol y 3-metilenpentano-1,5-diol en una cantidad en el intervalo de > 12,0 % en peso a < 20,0 % en peso se recicla de nuevo a la etapa A) o a la etapa B).
En una realización, la invención actualmente reivindicada proporciona un procedimiento para la producción de 3-metil-but-3-en-1-ol, en el que el procedimiento comprende al menos las etapas de:
AA) hacer reaccionar 2-metilprop-1-eno y formaldehído para obtener una mezcla que comprenda al menos 3-metilbut-3-en-1-ol, formaldehído, metanol, agua, (Z)-3-metilpent-2-eno-1,5-diol, (E)-3-metilpent-2-eno-1,5-diol y 3-metilenpentano-1,5-diol;
BB) separar la mezcla obtenida en la etapa AA) en una fase orgánica que comprenda al menos 3-metil-but-3-en-1 -ol, (Z)-3-metilpent-2-eno-1,5-diol, (E)-3-metilpent-2-eno-1,5-diol y 3-metilenopentano-1,5-diol y una fase acuosa que comprenda agua y < 10 % en peso de 3-metil-but-3-en-1-ol, preferentemente > 2,0 a <10 % en peso de 3-metil-but-3-en-1-ol, basado en el peso total de la fase acuosa;
CC) someter la fase orgánica obtenida en la etapa BB) a una temperatura en el intervalo de >120 °C y < 160 °C para obtener 3-metil-but-3-en-1-ol y la corriente que comprende (Z)-3-metilpent-2-eno-1,5-diol, (E)-3-metilpent-2-eno-1,5-diol y 3-metilenpentano-1,5-diol; y
DD) combinar 3-metil-but-3-en-1-ol obtenido en la etapa CC) con 3-metil-but-3-en-1-ol obtenido por el procedimiento de recuperación según la invención actualmente reivindicada para obtener 3-metil-but-3-en-1-ol combinado
En una realización preferida, el 3-metil-but-3-en-1-ol recuperado en la etapa c) se combina con el 3-metil-but-3-en-1-ol obtenido en la etapa CC). El 3-metil-but-3-en-1-ol combinado se somete a un procedimiento de purificación para obtener 3-metil-but-3-en-1-ol combinado purificado
En otra realización preferida, el procedimiento de purificación se selecciona entre filtración, evaporación, destilación y cromatografía; más preferentemente, el procedimiento de purificación es la destilación.
En otra realización preferida, la destilación para la purificación del 3-metil-but-3-en-1-ol combinado se lleva a cabo a una temperatura en el intervalo de >120 °C a < 160 °C para obtener 3-metil-but-3-en-1-ol purificado. El 3-metilbut-3-en-1-ol purificado tiene una pureza de > 98,0 % en peso.
Una vez descrita la invención, puede obtenerse una mayor comprensión haciendo referencia a ciertos ejemplos específicos que se proporcionan en el presente documento únicamente con fines ilustrativos. Los ejemplos no pretenden ser limitativos a menos que se especifique lo contrario.
Ejemplos
El análisis por cromatografía de gases en cada uno de los ejemplos se realizó en las siguientes condiciones. Aparatos: Agilent 7890 B
Columna usada: DB Wax 30m, diámetro interior 0,32 mm, espesor de la película 0,25 |im
Condiciones de análisis: 50 °C, isoterma 5 minutos - tasa de calentamiento 6 °C/min hasta 230 °C - 230 °C, isoterma 30 minutos
Ejemplo 1a/2a
se introdujeron en un autoclave 2-metilprop-1-eno (2053 g), formaldehído acuoso (200 g; 50 % en peso) y 1,4 g de urotropina. El autoclave se cerró herméticamente, se agitó y se calentó a 270 °C, con lo que la presión interna se elevó a 100 bar. El autoclave se presurizó con nitrógeno a 250 bar. La mezcla de reacción se agitó a 270 °C y 250 bar durante 1 h. La mezcla de reacción se enfrió a 25 °C y se liberó la presión. Se recogió la corriente de 2-metilprop-1-eno, se separó el agua y se recicló el 2-metilprop-1-eno. La mezcla líquida de reacción se pesó y analizó.
Fase superior orgánica: 370 g
69 % = 255 g 3-metil-but-3-en-1-ol
0,9 % = 3.3 g formaldehído
20,8 % = 77 g agua
2 % = 7,4 g metanol
1.1 % = 4,1 g formiato de 3-metil-but-3-en-1-ilo
1.1 % = 4,1 g 3-metil-but-2-enal
5 % = 5,5 g mezcla de C6-dioles = (Z)-3-metilpent-2-eno-1,5-diol, (E)-3-metilpent-2-eno-1,5-diol y 3-metilenpentano-1,5-diol
Fase acuosa inferior: 29 g
8 % = 2.3 g 3-metil-but-3-en-1-ol
4 % = 1,16 g metanol
2 % = 0,56 g productos secundarios
86 % = 24,9 g Agua
Ejemplo 1b
Procedimiento continuo
En un autoclave de 50 ml de agitación continua se agregaron 100 g/h de isobuteno y una solución premezclada de 9,2 g de formaldehído acuoso (49 %) 0,012 g de urotropina. El autoclave funcionó a una temperatura de 270 °C y a una presión de 240-250 bar. La salida del reactor se enfriaba a 150 °C y se alimentaba a una destilación continua, que funcionaba a una presión de 6 bar y una temperatura del sumidero de 155-160 °C. El isobuteno se eliminó como corriente de cabeza del destilado y, tras la separación de fases para eliminar la fase acuosa, el isobuteno se volvió a usar en la síntesis. El análisis por cromatografía GC (% en peso) de la corriente del sumidero reveló la siguiente composición:
3-metil-but-3-en-1-ol = 66,6 %
metanol = 2,2 %
formiato de 3-metil-but-3-en-1-ilo = 1,04 %
3-metil-but-2-enal = 1,1 %
mezcla de C6-dioles = (Z)-3-metilpent-2-eno-1,5-diol, (E)-3-metilpent-2-eno-1,5-diol, 3-metilenpentano-1,5-diol = 4,9 %.
Para el aislamiento y purificación del 3-metil-but-3-en-1-ol, la corriente del sumidero se transfirió a otras etapas de destilación.
Procedimiento general para la purificación del 3-metil-but-3-en-1-ol
Destilación 1: Se usó una columna de destilación continua y la salida del reactor del ejemplo 1 de la reacción se destiló a una presión de 1013 mbar con una temperatura de sumidero de 130-135 °C y una temperatura de cabeza de 93-96 °C. La proporción de reflujo para la corriente de destilado se ajustó a 5 : 1.
El agua, el formiato de 3-metil-but-3-en-1-ilo, el metanol y otros productos de bajo punto de ebullición se eliminaron con la corriente de cabeza del destilado.
Destilación 2: La corriente del sumidero de la destilación 1 con 3-metil-but-3-en-1-ol, 3-metil-but-2-enal (Z)-3-metilpent-2-eno-1,5-diol, (E)-3-metilpent-2-eno-1,5-diol y 3-metilenopentano-1,5-diol se purificó en una columna de destilación a una presión de 120 mbar con una temperatura del sumidero de 160-165 °C y una temperatura de cabeza de 75 °C -80 °C para obtener > 98.0 % de 3-metil-but-3-en-1-ol puro y una corriente que comprende (Z)-3-metilpent-2-eno-1,5-diol, (E)-3-metilpent-2-eno-1,5-diol y 3-metilenpentano-1,5-diol.
Destilación 3 (destilación de trayecto corto): La corriente que comprende (Z)-3-metilpent-2-eno-1,5-diol, (E)-3-metilpent-2-eno-1,5-diol y 3-metilenopentano-1,5-diol se introdujo en un aparato de destilación con un puente de destilación.
La destilación se operó a una presión de 5 mbar con una temperatura del sumidero de 130-170 °C. A una temperatura de condensación de 110 °C a 140 °C se obtuvo una corriente que comprendía (Z)-3-metilpent-2-eno-1.5- diol, (E)-3-metilpent-2-eno-1,5-diol y 3-metilenpentano-1,5-diol en una cantidad en el intervalo de > 75,0 % en peso y < 90 % en peso, sobre la base del peso total de la corriente. La corriente se usó sin una purificación adicional en el ejemplo 2.
Una corriente que comprende (Z)-3-metilpent-2-eno-1,5-diol, (E)-3-metilpent-2-eno-1,5-diol y 3-metilenpentano-1.5- diol se puso en contacto con isobuteno y se trató como se ilustra en los ejemplos 2a y 2b. Las reacciones se llevaron a cabo en un autoclave de acero de 300 ml con revestimiento interior de vidrio, equipado con un agitador, tubos de inyección de gas para isobuteno/nitrógeno y control de temperatura y presión. La mezcla de reacción se analizó por cromatografía de gases con un patrón interno y calibración en % en peso.
La salida del reactor de los ejemplos 2a/b se usó en la destilación 1 y el 3-metil-but-3-en-1-ol se aisló en la destilación 2.
Ejemplo 2: Procedimiento para la recuperación de 3-metil-but-3-en-1-ol en presencia de isobuteno y aguaa) Se cargó un autoclave (300 ml) con 15,0 g de una mezcla de (Z)-3-metilpent-2-eno-1,5-diol, (E)- 3-metilpent-2-eno-1,5-diol y 3-metilenpentano-1,5-diol (83 % en peso), 0,02 g de urotropina, 3,75 g de agua y 90,0 g de isobuteno. El autoclave se selló, se calentó a 270 °C y se agitó durante 2 h a 270 °C y una presión de 196 bar. El autoclave se enfrió a 25 °C y se relajó a presión atmosférica. El residuo líquido monofásico (21,0 g) se aisló en autoclave. El análisis por cromatografía GC (% en peso) reveló la siguiente composición:
Metanol -1,1 %,
3-metil-but-3-en-1-ol - 40,5 %,
mezcla de (Z)-3-metilpent-2-eno-1,5-diol,
(E)-3-metilpent-2-eno-1,5-diol y
3-metilenpentano-1,5-diol -14,6 %.
Conversión de la mezcla de dioles - 75 %
Rendimiento del 3-metil-but-3-en-1-ol - 46,1
Selectividad del 3-metil-but-3-en-1-ol - 61,2 %.
b) Se cargó un autoclave (300 ml) con 15,0 g de una mezcla de (Z)-3-metilpent-2-eno-1,5-diol, (E)- 3-metilpent-2-eno-1,5-diol y 3-metilenpentano-1,5-diol (83 % en peso), 0,02 g de urotropina, 3,75 g de agua y 90,0 g de isobuteno. El autoclave se selló, se calentó a 270 °C y se agitó durante 2 h a 270 °C y una presión de 190 bar. El autoclave se enfrió a 25 °C y se relajó a presión atmosférica. El residuo líquido monofásico (21,2 g) se aisló en autoclave. El análisis por cromatografía GC (% en peso) reveló la siguiente composición:
Metanol -1,1 %,
3-metil-but-3-en-1-ol - 39,4 %,
mezcla de (Z)-3-metilpent-2-eno-1,5-diol,
(E)-3-metilpent-2-eno-1,5-diol y
3-metilenpentano-1,5-diol -13,6 %.
Conversión de la mezcla de dioles - 77 %
Rendimiento del 3-metil-but-3-en-1-ol - 45,3 %
Selectividad del 3-metil-but-3-en-1-ol - 58,9 %.
Ejemplo fuera del alcance de la invención reivindicada actualmente
Ejemplo 3: Procedimiento de recuperación de 3-metil-but-3-en-1-ol en presencia de isobuteno
Se cargó un autoclave (300 ml) con 15,0 g de una mezcla de (Z)-3-metilpent-2-eno-1,5-diol, (E)-3-metilpent-2-eno1,5-diol y 3-metilenpentano-1,5-diol (83%en peso), 0,02 g de urotropina y 90,0 g de isobuteno. El autoclave se selló, se calentó a 270 °C y se agitó durante 2 h a 270 °C y una presión de 156 bar. El autoclave se enfrió a 25 °C y se relajó a presión atmosférica. El residuo líquido monofásico (18,5 g) se aisló en autoclave. El análisis por cromatografía GC (% en peso) reveló la siguiente composición:
Metanol - 0,96 %,
3-metil-but-3-en-1-ol - 39,2 %,
mezcla de (Z)-3-metipent-2-eno-1,5-diol,
(E)-3-metilpent-2-eno-1,5-diol y
3-metilenpentano-1,5-diol -17,3 %.
Conversión de la mezcla de dioles - 75 %
Rendimiento del 3-metil-but-3-en-1-ol - 39,3
Selectividad del 3-metil-but-3-en-1-ol - 52,5 %.
Los ejemplos demuestran claramente que la adición de agua conduce a la recuperación de 3-metil-but-3-en-1-ol en mayor rendimiento con una mayor selectividad.
Claims (15)
1. Un procedimiento de recuperación de 3-metil-but-3-en-1-ol que comprende al menos las etapas de a) poner en contacto una corriente que comprende (Z)-3-metilpent-2-eno-1,5-diol, (E)-3-metilpent-2-eno-1,5-diol y 3-metilenpentano-1,5-diol con isobuteno y agua para obtener una mezcla,
b) calentar la mezcla obtenida en la etapa a) a una temperatura en el intervalo de > 200 °C a < 450 °C para obtener una mezcla tratada que comprenda 3-metil-but-3-en-1-ol; y
c) recuperar 3-metil-but-3-en-1-ol a partir de la mezcla tratada obtenida en la etapa b).
2. El procedimiento según la reivindicación 1, en el que el procedimiento es un procedimiento continuo.
3. El procedimiento según la reivindicación 1 o 2, en el que las etapas a) a c) se llevan a cabo simultáneamente.
4. El procedimiento según la reivindicación 1, en el que la corriente comprende (Z)-3-metilpent-2-eno-1,5-diol, (E)-3-metilpent-2-eno-1,5-diol y 3-metilenopentano-1,5-diol en una cantidad en el intervalo de > 75,0 % en peso a < 99,0 % en peso, basado en el peso total de la corriente.
5. El procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que la corriente comprende (Z)-3-metilpent-2-eno-1,5-diol en una cantidad en el intervalo de > 15 % en peso a < 30 % en peso, (E)-3-metilpent-2-eno-1,5-diol en una cantidad en el intervalo de > 15 % en peso a < 30 % en peso y
3-metilenpentano-1,5-diol en una cantidad en el intervalo de > 35 % en peso a < 55 % en peso, cada una de ellas basada en el peso total de la corriente.
6. El procedimiento según la reivindicación 1, en el que en la etapa a) el isobuteno se agrega en una cantidad en el intervalo de > 75 % en peso a < 90 % en peso, basado en el peso total de la corriente.
7. El procedimiento según la reivindicación 1, en el que en la etapa a) el agua se agrega en una cantidad en el intervalo de > 5 % en peso a < 70 % en peso, basado en el peso total de la corriente según la reivindicación 1.
8. El procedimiento según la reivindicación 1, en el que la etapa b) comprende además calentar la mezcla a una presión en el intervalo de > 60 bar a < 260 bar.
9. El procedimiento según la reivindicación 1, en el que la etapa c) comprende al menos las etapas de A') separar la mezcla tratada obtenida en la etapa b) en una fase orgánica que comprenda al menos >60 % en peso de 3-metil-but-3-en-1-ol, metanol, basado en el peso total de la fase orgánica, y una fase acuosa que comprenda agua y < 10 % en peso de 3-metil-but-3-en-1-ol, basado en el peso total de la fase acuosa; y
B') someter la fase orgánica obtenida en la etapa A') a una temperatura en el intervalo de >120 °C a <160 °C.
10. El procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en el que la corriente de la etapa a) se obtiene mediante un procedimiento que comprende al menos las etapas de:
A) hacer reaccionar 2-metilprop-1-eno y formaldehído para obtener una mezcla que comprenda al menos 3-metil-but-3-en-1-ol, formaldehído, metanol, agua, (Z)-3-metilpent-2- ene-1,5-diol, (E)-3-metilpent-2-eno-1,5-diol y 3-metilenpentano-1,5-diol;
B) separar la mezcla obtenida en la etapa A) en una fase orgánica que comprenda al menos 3-metil-but-3-en-1-ol, (Z)-3-metilpent-2-eno-1,5-diol, (E)-3-metilpent-2-eno-1,5-diol y 3-metilenpentano-1,5-diol y una fase acuosa que comprenda agua y < 10 % en peso de 3-metil-but-3-en-1-ol, basado en el peso total de la fase acuosa; y
C) someter la fase orgánica obtenida en la etapa B) a una temperatura en el intervalo de >120 °C a < 160 °C para obtener 3-metil-but-3-en-1-ol y la corriente que comprende (Z)-3-metilpent-2-eno-1,5-diol, (E)-3-metilpent-2-eno-1,5-diol y 3-metilenpentano-1,5-diol.
11. El procedimiento según la reivindicación 10, en el cual en la etapa A) la temperatura está en el intervalo de >200 °C a < 350 °C.
12. El procedimiento según la reivindicación 10, en el que en la etapa A) la presión está en el intervalo de > 200 bar a < 300 bar.
13. El procedimiento según la reivindicación 10, en el que en la etapa C) la presión está en el intervalo de > 50 a < 300 mbar.
14. Un procedimiento para la producción de 3-metil-but-3-en-1-ol que comprende la etapa de combinar 3-metil-but-3-en-1-ol obtenido por el procedimiento según la reivindicación 10 con 3-metil-but-3-en-1-ol obtenido por el procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9 para obtener 3-metil-but-3-en-1-ol combinado.
15. El procedimiento según la reivindicación 14, en el que el procedimiento comprende además la etapa de someter el 3-metil-but-3-en-1-ol combinado a un procedimiento de purificación para obtener 3-metil-but-3-en-1-ol combinado de una pureza > 98,0 % en peso.
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