KR100222119B1 - 감마,델타-에폭시부텐으로부터 2,5-디하이드로푸란을 제조하는 연속공정 - Google Patents

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제럴드 웨인 필립스
스테펀 닐 폴링
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존 로버트 모니어
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그윈넬 해리 제이
이스트만 케미칼 컴퍼니
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Abstract

본원은 오늄 아이오다이드 화합물과 Lewis 산으로 구성되는 촉매시스템 및 2,5-디하이드로푸란 공정 생성물과,-에폭시알켄 반응물의 올리고머로 구성되는 공정 용매의 존재하에, 액상에서,

Description

-에폭시부텐으로부터 2,5-디하이드로푸란을 제조하는 연속공정
본원은 액상의,-에폭시알켄을 이성질화시켜 2,5-디하이드로푸란을 제조하는 연속공정에 관하고, 보다 구체적으로는 오늄 아이오다이드 화합물 및 Lewis 산으로 구성되는 촉매시스템과 공정에서 얻어지는 2,5-디하이드로푸란 생성물과,-에폭시알켄 반응물의 올리고머로 구성되는 공정 용매의 존재하에,-에폭시알켄을 연속적으로 이성질화시키는 방법에 관한다.
미합중국 특허 제 4,897,498 호 및 제 4,950,773 호에서는 부타디엔을 선택적으로 모노에폭시화시켜 3,4-에폭시-1-부텐을 제조하는 방법에 대하여 기술하고 있다. 2,5-디하이드로푸란은 미합중국 특허 제 4,962,210 호에서 기술한 바와같이 수소화되어, 화학공정 용매로서 사용되고 폴리(테트라메틸렌에테르)글리콜과 같은 중합체 제조시에 중간체로서 사용되는 유용한 화합물인 테트라하이드로푸란으로 될 것이다.
미합중국 특허 제 3,932,468 호 및 제 3,996,248 호에서는 유기용제내 전이금속 Lewis 산과 하이드로겐 아이오다이드 또는 하이드로겐 브로마이드로 구성되는 균질 촉매시스템과,-에폭시알켄(즉, 비치환되거나 치환된 부타디엔 모노에폭사이드 화합물)을 재배열시켜 2,5-디하이드로푸란을 제조하는 방법에 대하여 기술하고 있다. 이 방버은 부식성 하이드로겐 할라이드의 사용과 전이금속 Lewis 산을 용해시키기 위하여 고가이고 고비점의 3차 아미드 용제(예를들면, N-메틸-2-피롤리디논)의 필요성과 같은 많은 불리한 점을 안고 있다. 우리는 미합중국 특허 제 3,932,468 호 및 제 3,996,248 호의 방법들에 의해서도 역시 상당량의 3,4-에폭시-1-부텐을 크로톤알데하이드로 전환시킬 수 있음을 알게되었다.
미합중국 특허 제 5,082,956 호에서는 흑종의 오늄 아이오다이드 화합물과, 임의로 무기 Lewis 산 및/또는 흑종의 유기금속 할라이드 화합물들로 구성되는 촉매 시스템의 존재하에,-에폭시알켄을 이성질화시켜 2,5-디하이드로푸란을 제조하는 방법에 대하여 기술하고 있다. 상기 방법은 에폭시알켄 반응물의 증기가, 비산성 지지체상에 침적된 필름 또는 용융염 형태인 촉매 시스템을 함유하는 반응존(zone)을 통과하는 증기상(vapor phase)공정을 포함한다. 이 기체상 공정에는 질소 또는 헬륨과 같은 불활성 기체 희석제가 사용되고 촉매성분들의 용융점 이상의 온도, 일반적으로 130-150의 온도에서 실시된다.
미합중국 특허 제 5,082,956 호에 기술된 이성질화 공정의 다른 구체예에서, 100-150의 온도와 외부의 불활성 용제내의 전기한 촉매 시스템 용액을 사용하여,-에폭시알켄을 이성질화시켜서 액상의 디하이드로푸란으로 만든다. 이 방법에서는 증류시켜 촉매용액으로부터 생성물을 용이하게 분리시키기 위하여 2,5-디하이드로푸란 생성물보다 더 높은 비점을 갖는 메시틸렌, 슈도쿠멘 또는 디클로로벤젠과 같은 하이드로카본 또는 할로겐화된 하이드로카본 용제가 사용된다.
불활성 지지체상에 지지된 필름형태 또는 용융염 형태의 촉매를 사용하려면 비교적 높은 공정온도(촉매의 용융점이상)가 요구되는데 이러한 조건하에서는 부산물 생성과 촉매의 열화가 촉진된다. 촉매로 사용될 화합물 선택시에는 촉매로서 사용가능하게 해줄 정도로 충분히 낮은 용융점을 지녀야 한다는 조건을 또한 충족시켜야만 한다. 지지된 촉매의 사용 역시 반응존에서 얻어진 비휘발성 올리고머 부산물을 퍼지시킬 수 없다는 단점이 있다. 용융염 형태로 촉매를 사용하면 촉매 혼합물의 일부를 퍼지 또는 보충시킬때 물질 처리의 곤란성을 가중시킨다. 기체상 공정내에 불활성 기체 희석제를 사용할때는 기체 생성물 스트림내 디하이드로푸란 생성물과 불활성 기체를 분리시켜야할 필요가 있다. 디하이드로푸란 생성물보다 더 높은 비점을 갖는 용제내의 용액형태로 촉매를 사용할 경우 또한 나중에 증류시켜 제거시켜야만 하는 부가 성분이 생성 시스템에 도입되는 것과같은 흑종의 불리한 점이 있게 된다.
우리는 공정용매로서 2,5-디하이드로푸란 생성물과,-에폭시알켄 반응물의 올리고머로 구성되는 혼합물을 사용하고 전술한 촉매시스템의 존재하에,-에폭시알켄을 액상으로 이성질화시키는 연속공정에 의하여 2,5-디하이드로푸란이 편리하고 경제적으로 제조될 수 있음을 발견하였다. 따라서 본원은 반응존의 액상을 65-160의 온도에서 유지시키고 반응존 액체내의 촉매시스템의 농도를 반응존 액체의 총중량에 기준하여 10-95중량로 유지시키면서
(1)(A)(ⅰ) 오늄 아이오다이드와 (ⅱ) 무기 Lewis 산, 오가노틴(Ⅳ)화합물, 오가논 스티보늄 화합물 또는 이들의 혼합물에서 선택된 Lewis 산으로 구성되는 촉매량의 촉매 시스템 ; 및 (B) 2,5-디하이드로푸란 생성물과,-에폭시알켄 반응물의 올리고머로 구성되는 공정용매 시스템의 용액을 함유하는 반응존에,-에폭시알켄을 연속적으로 공급시키는 단계와 ;
(2) 반응존 용액에서 2,5-디하이드로푸란 생성물로 구성되는 증기를 연속적으로 분리시키는 단계로 구성되는 2,5-디하이드로푸란 연속 제조방법을 제공한다. 용매 시스템의 올리고머 성분은,-에폭시알켄 반응물이 2,5-디하이드로푸란으로 재배열되는 이성질화 공정의 부산물이다. 올리고머는 이성질화 공정시행시에 또는 종래 증기/액체 분리 기술로써 조 반응혼합물에서 2,5-디하이드로푸란 생성물 분리시킬때 통상 휘발되지 않는 저분자량의 폴리에테르이다. 폴리에테르 올리고머는 에틸렌 옥사이드와 프로필렌 옥사이드로부터 폴리에테르 올리고머와 중합체를 제조하는 방법과 유사한,-에폭시알켄 반응물의 개환 중합반응의 결과로 얻어진다.
본원에서 상술한 연속공정에 의해 얻어지는 이점으로는 더 온화한 반응조건, 단순화된 생성물의 분리와, 촉매시스의 제거 및 보충능력이 있다. 불활성 공정 용매로서 2,5-디하이드로푸란 생성물과,-에폭시알켄 반응물의 올리고머의 혼합물을 사용하면 기체담체를 사용하여 지지된 필름 또는 용융염 형태로 촉매를 사용하는 증기상 공정에서보다 상당히 낮은 온도에서 반응을 수행할 수 있다. 그결과로서, 잠재적으로 촉매 열화와 분해 및 부산물의 생성이 줄어든다.
,-에폭시알켄 반응물은 C4-C8을 함유할 것이다. 에폭시알켄과 에폭시싸이클로알켄 반응물의 보기로는 하기식(Ⅰ)의 구조식을 갖는 화합물이 포함된다.
[식중, 각각의 R1은 서로 독립하여 수소와 메틸로부터 선택되거나 2개의 R1치환체들은 집합적으로 자신들이 붙어있는 카본원소들과 합쳐져서 C5-C8의 싸이클로알켄기를 형성하는 알킬렌 라디칼로 나타낼 수 있음.]
바람직한 에폭시알켄 반응물들은 최대 4개의 R1치환체가 각기 메틸을 나타내는 식(Ⅰ)의 화합물로 구성된다. 본원의 실시에 사용될 것으로 예상되는 화합물들의 보기로는 3,4-에폭시-3-메틸-1-부텐, 3,4-에폭시-2-메틸-1-부텐, 2,3-디메틸-3,4-에폭시-1-부텐, 3,4-에폭시-1-부텐, 2,5-디메틸-2,4-헥사디엔 모노에폭사이드, 3,4-에폭시싸이클로옥텐등이 있다. 가장 중요한 에폭시알켄 반응물은 3,4-에폭시-1-부텐이다.
본원의 신규 공정에 따라 얻어지는 2,5-디하이드로푸란 화합물들은 하기식(Ⅱ)의 구조식을 갖는다.
[식중, R1치환체들은 상기에서 정의한 바와같음.]
본원에 따라 얻어질 수 있는 화합물들중에서 가장 중요한 것은 2,5-디하이드로푸란이다.
본원의 신규공정에 촉매로서 사용될 수 있는 4차 오늄 아이오다이드 화합물들은 공지 화합물들 및/또는 공개된 방법들에 따라 제조할 수 있을 것이다. 예를들면, 미합중국 특허 제 3,992,432 호와 거기에 인용된 참고문헌을 참조하라. 4차 유기 오늄 아이오다이드 화합물들의 보기로는 알킬 또는 치환된 알킬기, 싸이클로알킬 또는 치환된 싸이클로알킬기, 카보싸이클릭 아릴 또는 치환된 카보싸이클릭 아릴기, 헤테로아릴 또는 치환된 헤테로아릴기에서 선택된 치환체들로 테트라 치환된 4차 오늄 아이오다이드들이 있으며, 상기 치환체들의 각각은 서로 결합하여 환식, 복환식, 다환식 또는 다-복환식 구조를 형성하고 있다. 통상 오늄 아이오다이드 화합물들은 최소한 C6, 바람직하게는 최소한 C12를 함유할 것이다.
오늄 아이오다이드 촉매들의 보기로는 하기식들에 따르는 화합물들이 있다.
또는
[식중, 각각이 R2는 서로 독립하여 최대 C20을 갖는 알킬 또는 치환된 알킬성분, C5-C20을 갖는 싸이클로알킬 또는 치환된 싸이클로알킬 또는 C6-C20을 갖는 아릴 또는 치환된 아릴에서 선택되거나 ; 또는 Y가 P일때 각각의 R2는 또한 최대 C20의 알콕시, C5-C20의 싸이클로알콕시, C6-C10의 아릴옥시 또는 할로겐에서 선택될 수 있으며 ; 2개 또는 3개의 R2치환체들은 예를들면 주쇄에 C4-C6을 갖거나 또는, 알킬렌 및 불포화기들로 치환된 저급알킬 및 - CH = CHCH = CHCH = 와 같은 불포화기들을 갖는 알킬렌과 같은 결합된 하이드로카빌렌기들로 집합적으로 나타낼 수 있으며, 자신들이 결합하고 있는 Y원자와 단환식 또는 다환식링을 형성하며 ; 각각의 R3는 서로 독립적으로 하이드로카빌렌 성분 또는 치환된 하이드로카빌렌 성분에서 선택되고 ; X는 0 또는 1 이며 ; Y는 N, P 또는 AS이며 ; 단, 4차 오늄 아이오다이드 화합물이 최소한 C6을 함유할 것을 조건으로 함.]
상기에서 언급된 치환된 기들과 성분들은 하기 식들을 갖는 기들과 같은 하나이상의 치환체들을 포함할 것이다.
[식중, 각각의 R4는 서로 독립적으로 수소 또는 최대 C20의 알킬에서 선택되고 X는 할로겐임.]
본원에서 "하이드로카빌렌 성분"이란 용어는 최대 C6을 갖는 알킬렌 성분들과 C6-C20을 갖는 아릴렌 또는 폴리아릴렌 성분들을 의미한다.
바람직한 오늄 아이오다이드 촉매들은 4차 암모늄과 특히 4차 포스포늄 아이오다이드 화합물들이다. 암모늄 화합물들의 보기로는 테트라펜틸암모늄 아이오다이드, 테트라헥실암모늄 아이오다이드, 테트라옥틸암모늄 아이오다이드, 테트라데실암모늄 아이오다이드, 테트라도데실암모늄 아이오다이드, 테트라프로필암모늄 아이오다이드, 테트라부틸암모늄 아이오다이드, N-옥틸퀴누실리디늄 아이오다이드, N, N'-디메틸-N, N'-디헥사데실피페라지늄 디아이오다이드, 디메틸-(헥사데실)(3-피롤리디닐프로필)암모늄 아이오다이드, N, N, N, N', N', N'-헥사(도데실)옥탄-1,8-디암모늄 아이오다이드, N, N, N, N', N', N'-헥사(도데실부탄-1,4-디암모늄 디아이오다이드, N-옥틸피리디늄 아이오다이드 등이 있다.
포스포늄 화합물들의 보기로는 테트라옥틸포스포늄 아이오다이드, 테트라부틸포스포늄 아이오다이드, 트리페닐(헤실)포스포늄 아이오다이드, 트리페닐(옥틸)포스포늄 아이오다이드, 트리벤질(옥틸)포스포늄 아이오다이드, 트리벤질(도데실)포스포늄 아이오다이드, 트리페닐(데실)포스포늄 아이오다이드, 트리페닐(도데실)포스포늄 아이오다이드, 테트라키스(2-메틸프로필)포스포늄 아이오다이드, 트리스(2-메틸프로필)(부틸)포스포늄 아이오다이드, 테트라 도데실 포스포늄 아이오다이드, 테트라헥사데실포스포늄 아이오다이드, 트리옥틸(옥타데실)포스포늄 아이오다이드, 트리페닐(3,3-디메틸부틸)포스포늄 아이오다이드, 트리페닐(3-메틸부틸)포스포늄 아이오다이드, 트리스(2-메틸부틸)(3-메틸부틸)포스포늄 아이오다이드, 트리페닐[2-트리메틸실릴에틸]포스포늄 아이오다이드, 트리스(P-클로로 페닐)(도데실)포스포늄 아이오다이드, 헥실 트리스(2,4,6-트리메틸페닐)포스포늄 아이오다이드, 테트라데실트리스(2,4,6-트리메틸페닐)포스포늄 아이오다이드 도데실-트리스(2,4,6-트리메틸페닐)포스포늄 아이오다이드 등이 있다.
총 C16-C64를 함유한 테트라 치환된 암모늄과 포스포늄 아이오다이드 화합물들이 특히 바람직하다. 그러한 화합물들은 하기식을 갖는다.
[식중, 각각의 R5치환체는 서로 독립적으로 최대 C20의 알킬에서 선택되고 각각의 R6치환체는 서로 독립적으로 R5, 벤질, 페닐, 또는 저급 알킬(최대 C4의 알킬), 저급알콕시 또는 할로겐에서 선택된 최대 3개의 치환체들로 저급 알킬로 치환된 C4-C6의 알킬렌을 포함한 C4-C6의 알킬렌으로 나타낼 수 있으며 ; 단, 상기에서 언급한 바와같이, 4차 아이오다이드 화합물이 C16-C64를 함유할 것을 조건으로 함.]
본원에서 기술하고 있는 오늄 아이오다이드 화합물들은 Lewis 산과 결합하여 본원의 이성질화 공정을 촉진시키기 위하여 사용된다. 무기 Lewis 산 조촉매들의 보기로는 알카리 금속 할라이드, 징크 할라이드, 틴(Ⅱ)할라이드, 틴(Ⅳ)할라이드, 티타늄(Ⅳ)할라이드, 티타늄(Ⅳ)테트라-저급-알콕사이드, 지르코늄(Ⅳ)할라이드, 망간(Ⅱ)할라이드, 아이언(Ⅲ)할라이드, 또는 아이언(Ⅲ)아세틸아세토네이트가 있다. 바람직한 무기 Lewis 산 조촉매들로는 알카리 금속 아이오다이드, 징크 아이오다이드, 징크 클로라이드, 틴(Ⅱ)아이오다이드, 틴(Ⅳ)아이오다이드, 티타늄(Ⅳ)아이오다이드, 티타늄(Ⅳ)테트라메톡사이드, 티타늄(Ⅳ)테트라에톡사이드, 티타늄(Ⅳ)테트라이소프로폭사이드, 지르코늄(Ⅳ)아이오다이드, 망간(Ⅱ)아이오다이드, 망간(Ⅱ)클로라이드, 아이언(Ⅲ)아이오다이드, 아이언(Ⅲ)아세틸아세토네이트 또는 이들의 조합물이 있다. 특히 바람직한 무기 Lewis 산 조촉매들은 예를들면 티타늄(Ⅳ)아이오다이드, 지르코늄(Ⅳ)아이오다이드, 특히 징크 아이오다이드와 틴(Ⅱ)아이오다이드와 같은 극성의 아이오다이드들이다.
Lewis 산 조촉매는 바람직하게는 예를들면 하이드로카빌렌 트리할라이드, 디하이드로카빌렌 디할라이드, 트리하이드로카빌렌 할라이드, 테트라하이드로카빌렌 화합물들과 테트라하이드로카빌렌안티모니 할라이드와 같은 오가노틴(Ⅳ)와 오가노안티모니(Ⅴ) 화합물들에서 선택된다. 이러한 유기 금속 화합물들의 보기로는 하기식들을 갖는 화합물들이 있다.
[식중, 각각의 R7은 서로 독립적으로 최대 C20을 갖는 알킬 또는 치환된 알킬성분들, C5-C20을 갖는 싸이클로알킬 또는 치환된 싸이클로알킬, C6-C20을 갖는 카보싸이클릭아릴 또는 치환된 카보싸이클릭아릴 또는 C4-최대 C20을 갖는 헤테로아릴 또는 치환된 헤테로아릴 성분에서 선택되고 ; Hal은 클로로, 브로모 또는 특히 아이오도와 같은 할로겐원자 이고 ; n은 1, 2, 3 또는 4임.]
유기금속 화합물들의 보기로는 디부틸틴 디아이오다이드, 트리부틸틴 디아이오다이드, 트리옥틸틴 디아이오다이드, 트리페닐틴 디아이오다이드, 트리부틸틴 브로마이드, 트리메틸틴 아이오다이드, 부틸틴 트리아이오다이드, 테트라부틸틴, 테트라옥틸틴, 테트라페닐틴, 트리싸이클로헥실틴 아이오다이드, 트리스-(2-메틸-2-페닐프로필)틴 아이오다이드, 트리벤질틴 아이오다이드, 디메틸틴 디아이오다이드, 디페닐틴 디아이오다이드, 트리페닐틴 클로라이드, 트리페닐틴 브로마이드 및 테트라페닐안티모니 아이오다이드가 있다.
바람직한 유기금속 화합물들로는 상기의 일반식에 관련하여 각각의 R7치환체가 서로 독립하여 최대 C12의 알킬, C5-C7의 싸이클로알킬, 벤질, 2-메틸-2-페닐프로필, 페닐, 또는 저급 알킬, 저급 알콕시 또는 할로겐에서 선택된 최대 3개의 치환체들로 치환된 페닐에서 선택되고 ; Hal은 아이오도이며 ; n은 3인, 총 C3-C30을 갖는 트리하이드로카빌틴(Ⅳ) 아이오다이드가 있다.
본원의 이성질화 공정에 특히 바람직한 촉매 시스템은 (ⅰ) 총 C16-C64를 함유하는 4차 포스포늄 아이오다이드 화합물들과 (ⅱ) 하기 일반식을 갖는 오가노틴 아이오다이드 화합물들의 조합물로 구성된다.
[식중, 각각의 R6치환체는 서로 독립적으로 최대 C20의 알킬, 벤질, 페닐, 또는 저급 알킬, 저급 알콕시 또는 할로겐에서 선택된 최대 3개의 치환체들로 치환된 페닐에서 선택되고 ; 각각의 R7치환체는 서로 독립하여 최대 C12의 알킬, 벤질, 2-메틸-2-페닐프로필, 페닐, 또는 저급알킬, 저급 알콕시 또는 할로겐으로 치환된 페닐에서 선택됨.]
촉매시스템의 오늄 아이오다이드와 Lewis 산 성분의 비는 예를들면 사용된 특정 화합물들에 따라 상당히 달라질 수 있다. 일반적으로 4차 오늄 아이오다이드 ; Lewis 산의 몰비는 100 : 1 - 0.02 : 1의 범위내이다. 4차 오늄 아이오다이드와 무기 Lewis 산으로 구성되는 촉매 시스템에 있어서, 오늄 아이오다이드 ; Lewis 산의 몰비는 바람직하게는 100 : 1 - 2 : 1, 가장 바람직하게는 20 : 1 - 5 : 1의 범위내이다. 4차 오늄 아이오다이드와 유기금속 Lewis 산으로 구성되는 촉매시스템에 있어서, 오늄 아이오다이드 ; Lewis 산의 몰비는 바람직하게는 20 : 1 - 0.05 : 1, 가장 바람직하게는 10 : 1 - 0.1 : 1의 범위내이다. 포스포늄 아이오다이드와 오가노틴 아이오다이드로 구성되는 바람직한 촉매 시스템에 있어서, 포스포늄 아이오다이드 ; 오가노틴 아이오다이드의 몰비는 5 : 1 - 0.2 : 1이 특히 바람직하다.
다음은 성분들의 몰비를 1.0 몰의 오늄 아이오다이드에 맞춘 상기의 촉매 시스템의 구체적인 보기이다 ;
(1) 테트라도데실 암모늄 아이오다이드(1.0 몰)과 징크아이오다이드(0.05 몰)
(2) 트리페닐(헥실)포스포늄 아이오다이드(1.00 몰)과 징크아이오다이드(0.007 몰)
(3) 트리페닐(헥실)포스포늄 아이오다이드(1.00 몰), 트리스-(2,4,6-트리메틸페닐)(헥실)포스포늄 아이오다이드(0.77 몰)과 징크아이오다이드(0.015 몰)
(4) 테트라도데실암모늄 아이오다이드(1.00 몰)과 트리부틸틴 아이오다이드(0.045 몰)
(5) 테트라도데실암모늄 아이오다이드(1.00 몰)과 디부틸틴 디아이오다이드(0.05 몰)
(6) 테트라도데실암모늄 아이오다이드(1.00 몰)과 트리페닐탄 아이오다이드(0.05 몰)
(7) 트리페닐(헥실)포스포늄 아이오다이드(1.00 몰)과 트리부틸틴 아이오다이드(0.007 몰)
(8) 트리페닐(헥실)포스포늄 아이오다이드(1.00 몰)과 디부틸틴 디아이오다이드(0.02 몰)
(9) 테트라도데실암모늄 아이오다이드(1.00 몰)과 트리옥틸틴 아이오다이드(0.05 몰)
(10) 트리페닐(헥실)포스포늄 아이오다이드(1.00 몰)과 트리옥틸틴 아이오다이드(0.02 몰)
(11) 테트라부틸아르소늄 아이오다이드(1.00 몰)과 트리옥틸틴 아이오다이드(0.05 몰)
(12) 테트라옥틸아르소늄 아이오다이드(1.00 몰)과 트리옥틸틴 아이오다이드(0.05 몰)
(13) 트리페닐(헥실)포스포늄 아이오다이드(1.00 몰)과 트리페닐틸 아이오다이드(0.02 몰)
(14) 트리페닐(헥실)포스포늄 아이오다이드(1.00 몰)과 트리페닐틴 아이오다이드(0.05 몰)
(15) 트리페닐(헥실)포스포늄 아이오다이드(1.00 몰)과 트리페닐틴 아이오다이드(0.20 몰)
(16) 트리페닐(헥실)포스포늄 아이오다이드(1.00 몰)과 트리페닐틴 아이오다이드(1.00 몰)
(17) 트리페닐(헥실)포스포늄 아이오다이드(1.00 몰)과 트리페닐틴 아이오다이드(5.00 몰)
(18) 트리페닐(헥실)포스포늄 아이오다이드(1.00 몰)과 트리페닐틴 아이오다이드(20.00 몰)
(19) 트리페닐(헥실)포스포늄 아이오다이드(1.00 몰)과 트리페닐틴 아이오다이드(100.0 몰)
(20) 트리페닐(헥실)포스포늄 아이오다이드(1.00 몰)과 트리싸이클로헥실틴 아이오다이드(5.00 몰)
(21) 트리페닐(헥실)포스포늄 아이오다이드(1.00 몰)과 트리벤질틴 아이오다이드(5.00 몰)
(22) 테트라도데실포스포늄 아이오다이드(1.00 몰)과 트리페닐틴 아이오다이드(1.00 몰)
(23) 트리옥틸(옥타데실)포스포늄 아이오다이드(1.00 몰)과 트리페닐틴 아이오다이드(1.00 몰)
(24) 트리옥틸(옥타데실)포스포늄 아이오다이드(1.00 몰)과 트리옥틸틴 아이오다이드(1.00 몰)
상기에서 설명한 바와같이, 촉매시스템은 반응존 내에 함유된 액상의 10 - 95 중량를 구성한다. 바람직하게는 촉매시스템은 액상 반응 혼합물의 50 - 90 중량를 구성한다.
본원 공정의 개시후 연속작동시 용매 시스템은 디하이드로푸란 ; 올리고머의 중량비가 20 : 1 - 1 : 50 범위내인 2,5-디하이드로푸란 생성물과,-에폭시알켄 반응물의 올리고머의 혼합물로 구성된다. 그러나, 2 : 1 - 1 : 20 범위의 디하이드로푸란 : 올리고머의 중량비가 더 일반적이다. 당업자들에게는 자명한 일이지만, 올리고머와 2,5-디하이드로푸란이 공정 개시시에 존재할 필요는 없다.
공정 작동시 비휘발성 올리고머가 반응존내에 축적되기 때문에 용인할만한 생산율을 유지하기 위해서는 생산 시스템으로부터 반응존내의 올리고머함유 액상의 일부를 연속적으로 또는 간헐적으로 제거(퍼지)시켜주어야 할 필요가 있다. 생성되는 디하이드로푸란내 용액형태로 촉매성분들을 공급함으로써 반응존내의 농도를 미리 측정한 촉매시스템을 유지할 수 있을 것이다.
본원의 연속 액상 공정은 증기제거 또는 액체제거 형태의 실시로 구성된다. 본 공정의 증기제거 구체예는 촉매성분들이 (ⅰ) 오늄 아이오다이드와 (ⅱ) 무기 Lewis 산, 오가노틴(Ⅳ)화합물, 오가노 스티보늄 화합물 또는 이들의 혼합물로 부터 선택된 Lewis 산으로 구성되며 ; 반응존 액체내 촉매시스템의 농도가 반응존 액체의 총중량을 기준하여 10 - 95 중량로 유지되고 ; 반응존의 액상이 65 - 160의 온도에서 유지되며 (1) 2,5-디하이드로푸란 생성물 및,-에폭시알켄 반응물의 올리고머의 혼합물로 구성되는 가공용매내에 촉매성분들이 용해되어 있는 반응존으로,-에폭시알켄을 연속적으로 공급시키는 단계 ; 와 (2) 2,5-디하이드로푸란 생성물이 풍부한 증기를 반응존에서 연속적으로 제거하는 단계로 구성된다. 이 형태의 실시에서, 비휘발성 촉매성분들과 올리고머 공정용매는 반응 혼합물에 잔류시키는 반면 액상의 반응혼합물을 고온에서 정치시켜 2,5-디하이드로푸란 생성물로 구성되는 증기유출물을 얻는다. 증기 유출물을 얻기 위하여 액체 반응 혼합물을 정치시키는 구체적인 온도는 공급되는 특정의 에폭시알켄과 반응존내에 유지되는 압력에 따라 달라진다. 일반적으로, 2,5-디하이드로푸란으로의 3,4-에폭시-1-부텐 이성질화 반응의 온도는 65 - 160, 바람직하게는 80 - 120이다. 주위압력에서 우수한 생산율이 얻어지긴 하지만 반응존은 예를들면 0.3 - 4.5 절대 bar(30 - 450 kPa)와 같이 대기압이하 또는 이상의 압력에서 온화하게 유지될 것이다.
증기 유출물이 제거되는 반응존으로,-에폭시알켄 반응물을 공급시킬 때에만, 얻어지는 2,5-디하이드로푸란 생성물이 일반적으로 대략 5 중량이상의 미전환 반응물을 함유한다. 이 생성물 혼합물을 미합중국 특허 제 4,962,210 호에서 기술한 니켈 촉매 존재하에서 수소화시켜 테트라하이드로푸란과 1-부탄올을 얻게되며 이들은 증류시켜 분리시킬 수 있을 것이다. 2,5-디하이드로푸란으로의,-에폭시알켄 반응물의 전환을 극대화시키기 위하여 최소한 50 중량, 바람직하게는 70 - 90 중량의 반응기 생성 유출물을 응축시켜 반응존으로 재순환시켜야 할 것이다. 생성 유출물을 재순환시키면 98 몰이상의 2,5-디하이드로푸란 생성물과 2 중량미만의,-에폭시알켄 반응물을 함유하는 2,5-디하이드로푸란 생성물로의,-에폭시알켄 반응물의 전환이 일어난다.
본 공정의 액체제거 형태의 실시는 촉매 성분들이 (ⅰ) 오늄 아이오다이드와 (ⅱ) 무기 Lewis 산, 오가노틴(Ⅳ)화합물, 오가노 스티보늄 화합물 또는 이들의 혼합물로 부터 선택된 Lewis 산으로 구성되며 ; 반응존 액체내 촉매시스템의 농도가 반응존 액체의 총중량을 기준하여 10 - 95 중량로 유지되고 ; 반응존의 액상이 65 - 100의 온도에서 유지되며 (1),-에폭시알켄 반응물과 단계(3)(b)의 액상으로 구성되는 균질 혼합물을 반응존으로 연속적으로 공급시키는 단계 ; (2) 2,5-디하이드로푸란 생성물,,-에폭시알켄 반응물의 올리고머와 촉매성분들로 구성되는 균질 액체를 반응존에서 연속적으로 제거하는 단계와 (3) 단계(2)의 균질액체를 증류존으로 연속적으로 공급시켜 (a) 2,5-디하이드로푸란 생성물이 풍부한 증기상과 (b),-에폭시알켄 반응물과 촉매성분들로 구성되는 액상을 얻는 단계로 구성된다.
단계(3)(b)의 액상은 일반적으로 극소량의 2,5-디하이드로푸란 생성물을 함유한다. 반응존은 최소한 90 중량, 바람직하게는 최소한 98 중량,-에폭시알켄 반응물이 생성물로 전환되는 일련으로 배열된 복수개의 반응기들로 구성되는 것이 바람직하다. 반응존내의 온도와 압력은 증기제거형태의 실시에 관련하여 상기에서 기술한 범위내에서 유지된다.
본원의 신규 공정은 다음의 실시예들에 의해 더 잘 설명되어진다. 실시예 1과 2에 사용된 장치는 1ℓ의 기체케틀(반응기), 글리콜-냉각된 응축기, 수용기, 재순환 탱크와 생성물 탱크로 구성된다. 반응기에는 히팅맨틀, 기계적 교반기, 액체 피드튜브, 온도계와 증기를 응축기로 공급시키는 증류헤드가 장착되어 있다. DB-1 융합된 실리카 캐피러리 칼럼(0.50내경15m)을 사용하여 Hewlett Packard 5890 A 가스 크로마토그래프상에서 가스 크로마토그래피 분석을 행하였다. 오븐은 40에서 3분간 작동시킨 다음 분당 20의 속도로 185까지 가열시켰다. 다른 지시가 없는한, 분석결과들은 실시예들에서 면적로 나타내었다.
트리페닐틴 아이오다이드(400g)과 트리페닐(n-헥실)포스포늄 아이오다이드(200g)를 반응기에 넣고 고체들이 용융될때까지 가열하였다(약 130). 재순환탱크에서 2,5-디하이드로푸란 생성물을 반응기로 시간당 580의 양으로 펌프시키기 시작하고 온도는 90까지 내려가도록 하였다. 온도를 약 90로 유지시키고 2,5-디하이드로푸란 생성물의 피드(재순환)량을 시간당 580로 유지시키면서 3,4-에폭시-1-부텐을 시간당 145의 유량으로 반응기로 공급시켰다. 반응기로 부터 증기 생성물 스트림을 연속적으로 분리시켜내어 응축시키고 그 응축된 액체 생성물을 처음에는 수용기로 유동시킨 다음 생성물 재순환탱크로 유동시켰다. 생성물 스트림의 평균유량은 시간당 2.5g의 3,4-에폭시-1-부텐과 661.3g의 2,5-디하이드로푸란이었다. 재순환 탱크에서 반응기로 재순환되지않는 일부분의 생성물 스트림은 생성물 탱크로 오버플로우시켰다. 본 공정을 실시하는 동안, 응축기 바로 아래에서 생성물 스트림의 샘플을 주기적으로 분리해내어 가스크로마토그래피로 분석하였다. 195시간 동안 작동시키는 동안, 생성된 순수한 2,5-디하이드로푸란의 공시 수율(space-time yield)은 대략 400g/1-시간이고 반응기로부터 증류되어나온 생성물의 평균 조성은 0.6의 3,4-에폭시-1-부텐, 98.3의 2,5-디하이드로푸란, 0.2의 2,3-디하이드로푸란 및 0.9의 크로톤알데하이드였다.
[실시예 2]
테트라-n-도데실암모늄 아이오다이드(200g), 징크 아이오다이드(10g)와 2,5-디하이드로푸란(100)을 반응기에 넣고 그 혼합물을 90까지 가열하였다. 시간당 160로 2,5-디하이드로푸란 생성물을 재순환시키면서, 3,4-에폭시-1-부텐을 시간당 80의 양으로 상기의 균질한 교반 용액에 공급시켰다. 반응기에서 얻어진 증류물로부터 가스 크로마토그래피 분석용으로 샘플들을 주기적으로 취하였다. 증류물의 조성은 약 13의 3,4-에폭시-1-부텐, 86의 2,5-디하이드로푸란과 1의 크로톤알데하이드였다.
[실시예 3]
트리페닐틴 아이오다이드(10.1g)과 트리페닐(n-헥실)포스포늄 아이오다이드(10.3g)을 온도계, 자기교반기, 증류헤드, 히팅맨틀과 피드튜브가 장착된 100짜리 가지 넷달린 둥근바닥 플라스크에 넣었다. 약 125에서 촉매성분들을 용융시킨후, 반응혼합물을 110 - 132에서 가열시키면서 3,4-에폭시-3-메틸-1-부텐(165.5g)을 30분에 걸쳐 플라스크로 펌프시켰다. 플라스크로부터 수거한 증류물의 무게는 10.7g이었고 조성은 71.9의 3-메틸-2,5-디하이드로푸란과 24.0의 2-메틸-2-부텐알이었다.
[실시예 4]
트리페닐틴 아이오다이드(24.9g), 테트라도데실포스포늄 아이오다이드(52.4g)과 2,5-디하이드로푸란(15.0g)을 열전쌍, 자기교반기, 증류헤드, 오일 히팅 배쓰와 반응물 피드튜브가 장착된 200짜리, 가지넷달린 등근바닥 플라스크에 넣었다. 그 혼합물을 90까지 가열하면서 3,4-에폭시-1-부텐을 가하기 시작하였다. 온도를 105까지 올린다음 그 온도로 유지시켰다. 38시간 동안 연속적으로 작동시키면서 2350g의 3,4-에폭시-1-부텐을 공급하였더니 2235.6g의 증류물이 회수되었다(95.1중량회수). 증류물의 중량조성은 6.65의 3,4-에폭시-1-부텐, 92.2의 2,5-디하이드로푸란과 1.13의 크로톤알데하이드였다.
[실시예 5]
트리페닐틴 아이오다이드(25.0g), 트리옥틸(옥틸데실)포스포늄 아이오다이드(39.4g)과 2,5-디하이드로푸란(10.0g)을 열전쌍, 자기 교반기, 증류헤드, 오일 히팅 배쓰와 반응물 피드튜브가 장착된 200짜리, 가지넷달린 등근바닥 플라스크에 넣었다. 그 혼합물을 105까지 가열시킨 다음 3,4-에폭시-1-부텐을 가하기 시작하였다. 105에서 40시간에 걸쳐 연속적으로 작동시키면서 3430.9g의 3,4-에폭시-1-부텐을 공급시키고 2368.6g의 증류물을 회수하였다(97.4중량회수). 증류물의 중량조성은 6.65의 3,4-에폭시-1-부텐, 92.4의 2,5-디하이드로푸란과 0.96의 크로톤알데하이드였다.
[실시예 6]
트리옥틸틴 아이오다이드(30.7g), 트리옥틸(옥틸데실)포스포늄 아이오다이드(39.6g)과 2,5-디하이드로푸란(9.9g)을 열전쌍, 자기교반기, 증류헤드, 오일 히팅 배쓰와 반응물 피드튜브가 장착된 200짜리, 가지 넷달린 등근바닥 플라스크에 넣었다. 그 혼합물을 105까지 가열하면서 3,4-에폭시-1-부텐을 가하기 시작하였다. 105에서 51시간에 걸쳐 연속적으로 작동시키면서 1400.5g의 3,4-에폭시-1-부텐을 공급시켰더니 1336.9g의 증류물이 회수되었다(95.5중량회수). 증류물의 중량조성은 8.32의 3,4-에폭시-1-부텐, 90.9의 2,5-디하이드로푸란과 0.79의 크로톤알데하이드였다.
[실시예 7]
2,5-디하이드로푸란으로의 3,4-에폭시-1-부텐의 이성질화는 두단계, 즉 생성물이 두번째 반응기에서 얻어진 유출물질로부터 증류되어나오고, 촉매는 첫번째 반응기로 재순환되는 연속반응 시스템으로 수행되어졌다. 각각의 두 반응기는 히팅맨틀, 자기교반기, 온도계, 응축기, 피드 유입구와 액체제거 튜브들이 장착된 1ℓ의 가스케틀로 구성되어졌다. 첫번째 반응기내에 약 500레벨을 유지키시면서 액체반응 혼합물을 첫번째 반응기에서 두번째 반응기로 오버플로우시켰다. 두번째 반응기에서 분리시킨 액체는 솔레노이드 밸브를 경유하여 진공 증류장치로 공급시켰다. 솔레노이드 밸브는 생성물과 흑종의 미반응 출발물질 제거용 증류칼럼으로 유출물을 유동시키기 위하여 솔레노이드 밸브를 열어둠으로써 두번째 반응기내에 250 - 500의 레벨을 유지시킬 수 있도록 조정시킬 수 있는 레벨 센싱장치에 의해 조절되어진다.
증류장치의 기저부의 포트에는 히팅맨틀과 측부 제거장치가 장착되어있다. 첫번째 반응기로 촉매를 재순환시키기 위하여 포트에서 얻어진 유출물을 펌프 유입구로 공급시켰다. 모든 운반 라인들을 가열시키고 단열시켜 온도를 약 90로 유지시켰다. 반응 시스템은 대략 등몰량의 트리페닐틴 아이오다이드와 트리옥틸(옥타데실)포스포늄 아이오다이드르 구성되는 용융 촉매 혼합물로 이루어졌다. 반응기를 가열시켜 90 - 95의 온도로 유지시켰다.
촉매재순환 펌프를 가동시켜 시간당 1000 - 1200의 양으로 촉매를 첫번째 반응기의 유입구로 공급시켰다. 공정 실시중 반응기내에 함유된 촉매 성분들의 양은 대략 400g의 트리옥틸(옥타데실)포스포늄 아이오다이드와 255g의 트리페닐틴 아이오다이드였다. 시간당 약 120의 양으로 3A 분자체(molecular sieves)의 300상(bed)을 통하여 3,4-에폭시-부텐을 첫번째 반응기로 공급시켰다. 두번째 반응기를 통하여 상기 반응 혼합물을 280 - 305 torr와 약 90로 유지되는 증류 칼럼으로 유동시켰다. 증류되어나온 생성물을 냉각 수용기내에 수거시키고 잔류 촉매는 기저부포트에서 반응기로 되돌려보낼 목적으로 사용되는 재순환 펌프로 유동시켰다. 반응중에 소량의 올리고머 부산물이 연속적으로 생성되어졌다. 반응 혼합물내의 상기 물질의 양은 총 25 - 35중량의 레벨까지 증대시켰다. 개시시에 두번째 반응기내의 레벨은 약 250로 유지되었고 올리고머의 양이 증대됨에 따라 약 500까지 증대되도록 하였다. 생성물의 조성은 0.3의 에폭시 부텐, 98.7의 디하이드로푸란과 1.0의 크로톤알데하이드였다.
본원은 바람직한 구체예들을 구체적으로 들어 상세하게 기술되었으나 발명의 의도 및 영역내에서의 변경 및 수정이 있을 수 있음을 이해바란다.

Claims (17)

  1. 반응존의 액상을 65-160의 온도에서 유지시키고 반응존 액체내의 촉매시스템의 농도를 반응존 액체의 총중량에 기준하여 10-95중량로 유지시키면서 (1)(A)(ⅰ) 오늄 아이오다이드와 (ⅱ) 무기 Lewis 산, 오가노틴(Ⅳ)화합물, 오가논 스티보늄 화합물 또는 이들의 혼합물에서 선택된 Lewis 산으로 구성되는 촉매량의 촉매 시스템 ; 및 (B) 2,5-디하이드로푸란 생성물과,-에폭시알켄 반응물의 올리고머로 구성되는 공정용매 시스템의 용액을 함유하는 반응존에,-에폭시알켄을 연속적으로 공급시키는 단계와; (2) 반응존 용액에서 2,5-디하이드로푸란 생성물로 구성되는 증기를 연속적으로 분리시키는 단계로 구성되는 C4-C8을 함유하는 2,5-디하이드로푸란의 연속제조방법.
  2. 제1항에 있어서, 촉매성분들이 (ⅰ) 오늄 아이오다이드와 (ⅱ) 무기 Lewis 산, 오가노틴(Ⅳ)화합물, 오가노 스티보늄 화합물 또는 이들의 혼합물로 부터 선택된 Lewis 산으로 구성되며 ; 반응존 액체내 촉매시스템의 농도가 반응존 액체의 총중량을 기준하여 10 - 95 중량로 유지되고 ; 반응존의 액상이 65 - 160의 온도에서 유지되며 (1) 2,5-디하이드로푸란 생성물 및,-에폭시알켄 반응물의 올리고머의 혼합물로 구성되는 가공용매내에 촉매성분들이 용해되어 있는 반응존으로,-에폭시알켄을 연속적으로 공급시키는 단계 ; 와 (2) 2,5-디하이드로푸란 생성물이 풍부한 증기를 반응존에서 연속적으로 분리하는 단계로 구성되는, C4-C8을 함유하는 2,5-디하이드로푸란의 연속제조방법.
  3. 제2항에 있어서, 2,5-디하이드로푸란과,-에폭시알켄이 하기식을 갖는 방법.
    [식중, 각각의 R1은 서로 독립하여 수소와 메틸에서 선택됨.]
  4. 제3항에 있어서, 공정이 80 - 120의 온도와 0.3 - 4.5 절대 bar(30 - 450 kPa)의 압력에서 실시되고 R1치환체들중 4개 이하가 메틸인 방법.
  5. 반응존의 액상을 65-160의 온도에서 유지시키고 반응존 액체내의 촉매시스템의 농도를 반응존 액체의 총중량에 기준하여 50-95중량로 유지시키고 각각의 R1치환체가 서로 독립하여 수소와 메틸에서 선택되며, (1)(A)(ⅰ) 오늄 아이오다이드와 (ⅱ) 무기 Lewis 산, 오가노틴(Ⅳ)화합물, 오가논 스티보늄 화합물 또는 이들의 혼합물에서 선택된 Lewis 산으로 구성되는 촉매량의 촉매 시스템 ; 및 (B) 2,5-디하이드로푸란 생성물과,-에폭시알켄 반응물의 올리고머의 혼합물의 용액을 함유하는 반응존에 하기식을 갖는,-에폭시알켄을 연속적으로 공급시키는 단계
    및 (2) 반응존 용액에서 2,5-디하이드로푸란 생성물로 구성되는 증기를 연속적으로 분리시키는 단계로 구성되는 C4-C8을 함유하는 하기식의 2,5-디하이드로푸란의 연속제조방법
  6. 제5항에 있어서, 오늄 아이오다이드가 하기식을 갖는 화합물들에서 선택되는 방법.
    [식중, 각각의 R5치환체는 서로 독립적으로 최대 C20의 알킬에서 선택되고 각각의 R6치환체는 서로 독립적으로 R5, 벤질, 페닐, 또는 저급 알킬 저급알콕시 또는 할로겐에서 선택된 최대 3개의 치환체들로 치환된 페닐에서 선택되거나 ; 또는 2개의 R5치환체들은 집합적으로 저급알킬로 치환된 C4-C6의 알킬렌을 포함한 C4-C6의 알킬렌으로 나타낼 수 있으며 ; 단, 4차 아이오다이드 화합물이 C16-C64를 함유할 것을 조건으로 하고 ; Lewis 산은 징크아이오다이드 또는 틴(Ⅱ)아이오다이드에서 선택됨.]
  7. 제5항에 있어서, 오늄 아이오다이드가 하기식을 갖는 화합물들에서 선택되는 방법.
    [식중, 각각의 R5치환체는 서로 독립적으로 최대 C20의 알킬에서 선택되고 각각의 R6치환체는 서로 독립적으로 R5, 벤질, 페닐, 또는 저급 알킬 저급알콕시 또는 할로겐에서 선택된 최대 3개의 치환체들로 치환된 페닐에서 선택되거나 ; 또는 2개의 R5치환체들은 집합적으로 저급알킬로 치환된 C4-C6의 알킬렌을 포함한 C4-C6의 알킬렌으로 나타낼 수 있으며 ; 단, 4차 아이오다이드 화합물이 C16-C64를 함유할 것을 조건으로 하고 ; Lewis 산은 하기식을 갖는 오가노틴(Ⅳ)와 오가노안티모니(Ⅴ)화합물들에서 선택됨.]
    [식중, 각각의 R7은 서로 독립적으로 최대 C20을 갖는 알킬 또는 치환된 알킬성분들, C5-C20을 갖는 싸이클로알킬 또는 치환된 싸이클로알킬, C6-C20을 갖는 카보싸이클릭아릴 또는 치환된 카보싸이클릭아릴 또는 C4-최대 C20을 갖는 헤테로아릴 또는 치환된 헤테로아릴 성분에서 선택되고 ; Hal은 할로겐원자 이고 ; n은 1, 2, 3 또는 4임.]
  8. 제5항에 있어서, 4차 포스포늄 아이오다이드 : 오가노틴 아이오다이드의 몰비가 10 : - 0.1 : 1 이고, 오늄 아이오다이드가 하기식의 총 C16-C60을 함유하는 4차 포스포늄 아이오다이드 화합물들에서 선택되며
    Lewis 산이 하기식을 갖는 오가노틴 아이오다이드 화합물들에서 선택되는 방법.
    [식중, 각각의 R6치환체는 서로 독립적으로 최대 C20의 알킬, 벤질, 페닐, 또는 저급 알킬, 저급 알콕시 또는 할로겐에서 선택된 최대 3개의 치환체들로 치환된 페닐에서 선택되고 ; 각각의 R7치환체는 서로 독립하여 최대 C12의 알킬, 벤질, 2-메틸-2-페닐프로필, 페닐, 또는 저급알킬, 저급 알콕시 또는 할로겐으로 치환된 페닐에서 선택됨.]
  9. 반응존의 액상을 80 - 120의 온도로 유지시키고 반응존 액체내의 촉매 시스템의 농도를 반응존 액체의 총중량에 기준하여 50 - 90중량로 유지시키면서 (1)(A)(ⅰ) 하기식을 갖고 총 C16-C60을 갖는 4차 포스포늄 아이오다이드 및 (ⅱ) 하기식을 갖는 오가노틴(Ⅳ)화합물로 구성되고, (ⅰ) : (ⅱ)의 몰비가 10 : 1 - 0.1 : 1인, 촉매량의 촉매 시스템
    [식중, 각각의 R6치환체는 서로 독립적으로 최대 C20의 알킬, 벤질, 페닐, 또는 저급 알킬, 저급 알콕시 또는 할로겐에서 선택된 최대 3개의 치환체들로 치환된 페닐에서 선택되고 ; 각각의 R7치환체는 서로 독립하여 최대 C12의 알킬, 벤질, 2-메틸-2-페닐프로필, 페닐, 또는 저급알킬, 저급 알콕시 또는 할로겐으로 치환된 페닐에서 선택됨. 및 (B) 2,5-디하이드로푸란 생성물과 3,4-에폭시-부텐의 올리고머의 혼합물의 용액을 함유하는 반응존에 3,4-에폭시-1-부텐을 연속적으로 공급시키는 단계와 ; (2) 반응존 용액에서 2,5-디하이드로푸란 생성물로 구성되는 증기를 연속적으로 분리시키는 단계로 구성되는 2,5-디하이드로푸란의 연속제조방법.]
  10. 제1항에 있어서, 촉매성분들이 (ⅰ) 오늄 아이오다이드와 (ⅱ) 무기 Lewis 산, 오가노틴(Ⅳ)화합물, 오가노 스티보늄 화합물 또는 이들의 혼합물로 부터 선택된 Lewis 산으로 구성되며 ; 반응존 액체내 촉매시스템의 농도가 반응존 액체의 총중량을 기준하여 10 - 95 중량로 유지되고 ; 반응존의 액상이 65 - 100의 온도에서 유지되며 (1),-에폭시알켄 반응물과 단계(3)(b)의 액상으로 구성되는 균질 혼합물을 반응존으로 연속적으로 공급시키는 단계 ; (2) 2,5-디하이드로푸란 생성물,,-에폭시알켄 반응물의 올리고머와 촉매성분들로 구성되는 균질 액체를 반응존에서 연속적으로 제거하는 단계와 (3) 단계(2)의 균질액체를 증류존으로 연속적으로 공급시켜 (a) 2,5-디하이드로푸란 생성물이 풍부한 증기상과 (b),-에폭시알켄 반응물의 올리고머와 촉매성분들로 구성되는 액상을 얻는 단계로 구성되는 C4-C8을 하유하는 2,5-디하이드로푸란 제조방법.
  11. 제10항에 있어서, 2,5-디하이드로푸란과,-에폭시알켄이 하기식을 갖는 방법.
    [식중, 각각의 R1은 서로 독립하여 수소와 메틸에서 선택됨.]
  12. 제11항에 있어서, 공정이 80 - 120의 온도와 0.3 - 4.5 절대 bar(30 - 450 kPa)의 압력에서 실시되고 R1치환체들중 4개 이하가 메틸인 방법.
  13. 촉매성분들이 (ⅰ) 오늄 아이오다이드와 (ⅱ) 무기 Lewis 산, 오가노틴(Ⅳ)화합물, 오가노 스티보늄 화합물 또는 이들의 혼합물로 부터 선택된 Lewis 산으로 구성되며 ; 반응존 액체내 촉매시스템의 농도가 반응존 액체의 총중량을 기준하여 10 - 95 중량로 유지되고 ; 반응존의 액상이 65 - 100의 온도에서 유지되며 (1) 하기식을 갖는,-에폭시알켄과 단계(3)(b)의 액상으로 구성되는 균질 혼합물을 연속적으로 반응존으로 공급시키는 단계; 및 (2) 하기식의 2,5-디하이드로푸란 생성물,,-에폭시알켄 반응물의 올리고머와 촉매성분들로 구성되는 균질 액체를 반응존에서 연속적으로 제거하는 단계; 및 (3) 단계(2)의 균질액체를 증류존으로 연속적으로 공급시켜 (a) 2,5-디하이드로푸란 생성물이 풍부한 증기상과 (b),-에폭시알켄 반응물의 올리고머와 촉매성분들로 구성되는 액상을 얻는 단계로 얻어지고 하깃기을 갖는 C4-C8을 하유하는 2,5-디하이드로푸란의 제조방법.
  14. 제13항에 있어서, 오늄 아이오다이드가 하기식을 갖는 화합물들에서 선택되는 방법.
    [식중, 각각의 R5치환체는 서로 독립적으로 최대 C20의 알킬에서 선택되고 각각의 R6치환체는 서로 독립적으로 R5, 벤질, 페닐, 또는 저급 알킬 저급알콕시 또는 할로겐에서 선택된 최대 3개의 치환체들로 치환된 페닐에서 선택되거나 ; 또는 2개의 R5치환체들은 집합적으로 저급알킬로 치환된 C4-C6의 알킬렌을 포함한 C4-C6의 알킬렌으로 나타낼 수 있으며 ; 단, 4차 아이오다이드 화합물이 C16-C64를 함유할 것을 조건으로 하고 ; Lewis 산은 징크아이오다이드 또는 틴(Ⅱ)아이오다이드에서 선택됨.]
  15. 제13항에 있어서, 오늄 아이오다이드가 하기식을 갖는 화합물들에서 선택되는 방법.
    [식중, 각각의 R5치환체는 서로 독립적으로 최대 C20의 알킬에서 선택되고 각각의 R6치환체는 서로 독립적으로 R5, 벤질, 페닐, 또는 저급 알킬 저급알콕시 또는 할로겐에서 선택된 최대 3개의 치환체들로 치환된 페닐에서 선택되거나 ; 또는 2개의 R5치환체들은 집합적으로 저급알킬로 치환된 C4-C6의 알킬렌을 포함한 C4-C6의 알킬렌으로 나타낼 수 있으며 ; 단, 4차 아이오다이드 화합물이 C16-C64를 함유할 것을 조건으로 하고 ; Lewis 산은 하기식을 갖는 오가노틴(Ⅳ)와 오가노안티모니(Ⅴ)화합물들에서 선택됨.]
    [식중, 각각의 R7은 서로 독립적으로 최대 C20을 갖는 알킬 또는 치환된 알킬성분들, C5-C20을 갖는 싸이클로알킬 또는 치환된 싸이클로알킬, C6-C20을 갖는 카보싸이클릭아릴 또는 치환된 카보싸이클릭아릴 또는 C4-최대 C20을 갖는 헤테로아릴 또는 치환된 헤테로아릴 성분에서 선택되고 ; Hal은 할로겐원자 이고 ; n은 1, 2, 3 또는 4임.]
  16. 제13항에 있어서, 4차 포스포늄 아이오다이드 : 오가노틴 아이오다이드의 몰비가 10 : 1- 0.1 : 1 이고, 오늄 아이오다이드가 하기식을 갖고 총 C16-C60을 함유하는 4차 포스포늄 아이오다이드 화합물들에서 선택되며, Lewis 산이 하기식을 갖는 오가노틴 아이오다이드 화합물들에서 선택되는 방법.
    [식중, 각각의 R6치환체는 서로 독립적으로 최대 C20의 알킬, 벤질, 페닐, 또는 저급 알킬, 저급 알콕시 또는 할로겐에서 선택된 최대 3개의 치환체들로 치환된 페닐에서 선택되고 ; 각각의 R7치환체는 서로 독립하여 최대 C12의 알킬, 벤질, 2-메틸-2-페닐프로필, 페닐, 또는 저급알킬, 저급 알콕시 또는 할로겐으로 치환된 페닐에서 선택됨.]
  17. 반응존의 액상을 80 - 120의 온도로 유지시키고 반응존 액체내의 촉매 시스템의 농도를 반응존 액체의 총중량에 기준하여 50 - 90중량로 유지시키면서 촉매 성분들이 (ⅰ) 하기식을 갖고 총 C16-C60을 갖는 4차 포스포늄 아이오다이드 및 (ⅱ) 하기식을 갖는 오가노틴(Ⅳ)화합물로 구성되고 (ⅰ) : (ⅱ)의 몰비가 10 : 1 - 0.1 : 1이며,
    [식중, 각각의 R6치환체는 서로 독립적으로 최대 C20의 알킬, 벤질, 페닐, 또는 저급 알킬, 저급 알콕시 또는 할로겐에서 선택된 최대 3개의 치환체들로 치환된 페닐에서 선택되고 ; 각각의 R7치환체는 서로 독립하여 최대 C12의 알킬, 벤질, 2-메틸-2-페닐프로필, 페닐, 또는 저급알킬, 저급 알콕시 또는 할로겐으로 치환된 페닐에서 선택됨.] (1) 3,4-에폭시-1-부텐과 단계(3)(b)의 액상으로 구성되는 균질 혼합물을 반응존으로 연속적으로 공급시키는 단계 ; (2) 2,5-디하이드로푸란 생성물, 3,4-에폭시-1-부텐의 올리고머와 촉매성분들로 구성되는 균질 액체를 반응존에서 연속적으로 제거하는 단계와 (3) 단계(2)의 균질액체를 증류존으로 연속적으로 공급시켜 (a) 2,5-디하이드로푸란 생성물이 풍부한 증기상과 (b) 2,5-디하이드로푸란 생성물, 3,4-에폭시-1-부텐의 올리고머와 촉매성분들로 구성되는 액상을 얻는 단계로 구성되는 2,5-디하이드로푸란 제조방법.
KR1019940701687A 1991-11-19 1992-11-09 감마,델타-에폭시부텐으로부터 2,5-디하이드로푸란을 제조하는 연속공정 KR100222119B1 (ko)

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