TW442466B - Process for preparing Α-hydroxycarboxylate - Google Patents

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4 42 4 6 6 Α7 Β7 五、發明説明（/ ) 發明背景 1 .發明銥幢 {請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本發明傈關於a -羥基羧酸酯之製法。更具體而言， 本發明偽關於以工業上有利的方式，由a-羥基羧醯胺 和醇，有效率製造cr-羥基羧酸酯之方法，α-羥基羧酸 酯可用做溶劑、食物添加劑、香水、蕖品、農業化學品 、工業化學品、降解性聚合物和氨基酸之任何縻料。 2.前案抟慈夕說龃 已知or-羥基羧酸酯為工業上掻為重要的化合物，例 如α-羥基羧酸酯之一種的乳酸酯，用做高沸點溶劑， 並做為食物添加劑、香水、藥品、農業化學品和降解性 聚合換之原料c此外，《-羥基羧酸酯可用做溶劑，利 用脱水製造異丁烯酸酯，尤指異丁烯酸甲酯之原料，以 及利用氨解製造α -氨基酸之原料。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 α -羥基羧酸酯之製造技術，從前就已知有若干方法， 包括令醇和腈在酸觴媒存在下反應例如關於乳酸酿之 製造技術，日本專利特公昭25-806 1和35-2333號掲示之 方法，包括將乳腈溶入醇和水内，於溶液加硫酸，進行 水解和酯化，再將醇蒸氣引進所得混合物内。商於《-羥基異丁酸酯，已知製法是令丙酮偕醇睛與酵，在酸觸 媒存在下反應，此等方法載於例如美國專利204,820號 和日本專利特開平2-23(141號。此等反應為放熱式，可 自然進行，因此，製造裝置較其他方法簡單，詳後，然 -3 - 本紙張尺度通用中國國家標準（CMS ) Α4規格（210X297公釐） 4 42 4 6 6 A7 B7 五、發明説明（2 ) 而，由於使用酸觸媒，需用耐腐蝕性材料，更槽的是製 成大最不良的鹽，成為廢物。 α -羥基羧酸酯之製造技術，有包括羥基羧醯胺與 酯反應之方法。例如特開平3-178792和平4-145 1 06號揭 示之方法，包括α-羥基異丁醯胺與甲酸酯反應，而得 α-羥基異丁酸酯。此反應為醃胺和酯的交換反應，因 而既非明顯故熱式，亦非吸熱式，故不巡任何耐腐蝕性 材料。然而，此等技術的缺點是，反應只會進行到醯胺 和酯達成平衡分解為止。 此外，己知方法包括α-羥基羧酿胺與醇直接反應， 製成α-羥基羧酸酯。此法之特徵為不會製成要丟棄的 任何鹽，而原料藤胺的轉化率原則上無上限。例如特開 昭52-3015號記載之方法，是在羧酸金屬鹽的存在下進 行反應，而反應糸統則間駄用氣體排淨。然而，在此方 法中，產率低且形成大量副產品，因此，揭示之方法不 切實際。 此外，日本專利特開平4-345692號，平5-258154號和 平6-73408號擬議之方法，包括在不溶性画體酸觸媒或 (諳先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 將中 並法 ，方 氣各 氣在 量示 大顯 Λ - 加究 時研 同的 ，.人 應朗 反發 行本 進照 下按 在 οα 存棄之 媒排率 觸氨產 性的高 屬生得 金發欲 此 因 ο 氮 量 大 有 須 必 酯 酸 羧 基 羥 用所 媒 ， 觸此 ..因 外。 此品 〇 產 源副 能量 量大 大成 要形 需 ，。 , 長用 氨間實 集時不 收爾上 體所業 氣應工 放反在 排，法 従加方 了增示 為*揭 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） 4 42 4 6 6 Μ Β7 五、發明説明（3 ) 發flfl廐沭 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本發明係旨在克服羥基羧酸酯習知製法上述缺點 而開發，而本發明之目的在於提供Μ工業上有益方式， 由《 -羥基羧醯胺和醇，有效率製堦羥基羧酸酯之方 法。 本發明人等旨在研究下式之反應，於液相内進行，Κ 達成上述目的，結果，發現反應溶液內的氨存在量降低 時，反應率會增加，可得高轉化率和選擇性，而且可控 制副產品的形成。反應可Κ下式⑴表示： R 1 R 2 (OH )CONH 2 +R 3 OH = R 1 R 2 C (OH)COOR 3 +NH 3 ⑴ 其和R1和R2各為氫原子或烷基，R3為烷基或芳烷基。 由於此反應為平衡反應，從生產系餾出氨，自然會朝 生產側的反應進行。如上所述，已知和習用技術類 由於生產氨會發生壓力上升，藉間歇或部份排放壓力， 可使平衡往生產側動。然而，氨在加壓下會溶入醇和 α-羥基羧酸酯内，因此，僅靠此操作程序，無法降低 液相内的氨濃度。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本發明人等發現，將反應溶液調至沸騰狀態，或將惰 性氣體在反應溶液内冒泡，Μ維持反應溶液內的氨濃度 在低水平，而在反應進行中同時把發生的氨做為氣體排 放入氣相內，則可提高反應率，獲得高轉化率和選擇性 ,而且可抑制副產品的形成。尤其是本發明人等已發現 ，維持反應溶液內的氨濃度在0.1¾重量或Μ下，可有效 抑制副產品的形成，為迄今尚無人倡議者。 -5- 本紙張尺度適用中國國家標举（CNS ) Α4規格（210 X 297公釐） 442466 A7 B7 五、發明説明（4 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 關於副產品，若反應溶液内有氨存在，如下式⑵所示 ，由所需生成物之α-羥基羧酸_，和氨，可製成α-羥 基羧酸之季胺鹽，再經由Hofwann降解，產生α-羥基 羧（N-烷基）醯胺： RVctOHJCOOR3 + NH3 = [R^CtOHiCOO]· [R3NH3] + =rVc^OHJCONR3!! + H20 (2) 其中R1，R2，R3同上。 若反應溶液內的氨濃度在0.1¾重量M上，則此α-羥 基羧（N-烷基）醯胺之生產增加，故選擇性明顧下降。 此外，本發明人等發現若反應溶液內的氨濃度高，不 但平衡反應很少朝生產系進行，而旦氨會配位或吸附在 觸媒上。因此，原料的a-羥基羧酸之配位或吸附受 到明顯干擾，故發生反應率下降◊意即若反應溶液内的 氨濃度超過〇 . 1 S：重量，反應不再能進行到平衡轉化，故 表現反應率低，且反應會不當停止。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 維持反應溶液内的氨濃度在0.1¾重量或Μ下之手段， 可構思間歌或部份排放因產生氨引趄的上升，但此項構 想不充分。本發明人等發規利用連續加醇於反應溶液相 ，同時杷反應溶液調至沸騰狀態，或進行憤性氣體冒泡 ，Μ餾出氨和醇，即可容易達上述維持氨濃度於低水平。 本發明即基於此項知識而完成。 意即本發明係針對a -羥基羧酸酯之製法，包括步驟 為，令a-羥基羧醯胺與醇在觸媒存在下，於液相内反 應，同時將產生的氨K氣體排放入氣相内，而維持反應 -6- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公嫠） 442 46 6 A7 B7 五、發明説明（S ) 溶液內的氨濃度於0.1¾重量或以下。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 維持反應溶液內氨濃度於0.1¾重量或Μ下之較佳方式 ，包括杷反應溶液調至沸騰狀態，Μ及把惰性氣體在反 應溶液內冒泡，將發生的氨做為氣體排放入氣相内，二 者採其一或兼備。維持氨濃度之另一較佳方式所包括步 驟搔，杷酵連缡加料至反應溶液，同時把產生的氨，連 同醇，呈氣體連縝排放人氣相内。 圖忒篛厘說明 第1鬪為實施本發明所用反應裝置一具體例之簡圖，胃 其中獨立反應器相連接； 第2鬭為實胞例11至15所用反應裝置之簡圖。 龙搿Β3龄隹里體例夕說明 本發明α-羥基羧酸酯之製法所包括步驟為，令原料 α-羥基羧醸胲與醇，在觸媒存在下，於液相內反應。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 在此製法中，可用做原料α-羥基狻醸胺典型例，包 含乳酵胺和α -羥基異丁醢胺，但不限於此。醇的典型 例包含甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、2-乙基己醇、縮水甘 油酵和苯甲醇，尤Μ甲醇為適用。每莫耳α-羥基羧醯 胺的醇用最在1至50莫耳範圍，M2至20莫耳為佳。 反應溻度通常選在100Τ：至250¾範圍，从120C至230 °C 為佳。若反應溫度低於ι〇〇υ，反應率低到不切實際， 而若高於250t：，諸如α-烷氧基羧酸酷、α-羥基羧酸 和烯烴衍生物降解生成物等副產品量，會不當增加，在 反應中，反應糸内Κ無水存在為佳，但茬每莫耳α-羥 _ γ _ 本紙張Α度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐) 442466 A7 B7 五、發明説明（6 ) 基羧醯胺，水最在3莫耳或Μ下，反應可進行。 (諳先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 反應壓力可考慮醇類別和用量、反應溫度等適當決定 ，但一般是在1〜100大氣壓範圍，Μ5至50大氣壓為佳 。反應亦可在溶劑存在内進行。此外，反應系可為分批 '糸或連鑛系。 在本發明製法中，可用任何可溶性金屬觸媒和固體觸 媒，但不加Μ任何特別限制。例如，觸媒可按情彩選自 包含⑴可溶性金腐錯合物，©三氟甲烷磺酸金屬鹽，Ο) 不溶性金屬氧化物，⑷不溶性金屬。 可溶性金屬錯合物⑴之較佳例，包含但不限於包括鈦 和錫之一或二者，Κ及α-羥基羧醯胺之可溶性金屬錯 合物。在此情況下，選鈦為金麕源，四異丙氧化鈦等烷 氧化物，可直接加料於反應系，在系內彩成包括钛和 α-羥基羧酼胺之可溶性錯合物，或另外在反應系外由 四異丙氧化钛和α-羥基羧醯胺形成另一錯合物，再將 彤成的錯合物添加於反應系。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 選用錫為金屬源時，可應用上述同.樣技術。例如烷基 錫化合物可直接加料至反應系，在反應系內形成包括錫 和ct-羥基羧醯胺之可溶性錯合物。在此情況下，烷基 錫化合物之例，為結合於特丁基等取代物之锡化合物。 於此步驟所用觸媒材料基質之金屬化合物無特別限制。 上述三氟甲磺酸金屬鹽（2)(亦稱氟仿磺酸金屬鹽）為 可溶性或不溶性，其例為含有一或以上金屬元素之氟仿 磺酸金_鹽，金屬係選自包含周期表1 ，2 , 3 , 4 , _ δ ~ 本紙張Λ度適用中國國家操準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） 4 42 4 6 6 A7 B7 五、發明説明（7) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1 1 » 12 , 13 1^ [族 之 元 素 t 具 有 氟 仿 磺 酸 鹽 為 配 合 基 〇 持 佳 之 氟 仿 磺 酸 金 屬 各 含 一 或 K 上 元 素 y 係 選 自 包 含 Na Li > K t Mg, Ca ί 1 S r， B a :ί Sc » Υ r La Pr > Rd Sm ， Eu • t Gd \ , Dy Ho 1 Ϊ Er , T m L , Yb ， 1 u » Hf Cu 1 Ag » Ζ η 3 Cd , Hg * B 9 AI , G a S In • y ΤΙ » si, Ge t Sn 1 Pb 0 特 開 眧 52 "301 5 號 記 載 含 羧 酸 根 為 陰 離 子 之 可 溶 性 金 园 脚 錯 合 物 9 可 加 速 醇 解 f 但 使 用 氟 仿 磺 酸 金 屬 鹽 時 » 反 應 可 更 為 加 速 * 旦 反 frlff 應 率 較 使 用 羧 酸 金 屬 鹽 者 為 高 0 上 述 可 溶 性 金 屬 錯 合 物 ⑴ 9 尤 其 是 钛 均 質 % 觸 媒 ， 具 有 高 度 水 解 牲 ， 因 此 9 使 用 時 9 霜 控 制 原 料 系 内 之 水 含 最 0 反 之 氟 仿 磺 酸 鑭 糸 金 屬 鹽 可 在 水 溶 液 内 由 熱 液 合 成 製 造 0 由 於 鑭 系 金 屬 亦 較 低 水 解 性 » 氟 仿 磺 酸 金 屬 鹽 觸 媒 即 使 在 含 水 系 內 既 不 水 解 ， 也 不 失 活 9 故 可 進 行 反 聰 Ο 因 此 9 氟 仿 磺 酸 金 羼 鹽 觸 媒 有 大 優 點 9 在 工 業 上 m 用 0 此 外 上 述 不 溶 性 金 屬 氧 化 物 (3) 較 佳 例 為 含 有 選 自 下 列 至 少 一 元 素 之 金 屬 氧 化 物 : Sb 9 Sc t La Ce * τ i » It * H f t V 9 Nb * Ta ， Cr » Mo F !ί 9 Tc 9 Re ， Fe S Co N i C u A 1 9 Si P Sn i Pb 9 B i 0 再 者 > 上 述 不 溶 性 金 屬 ⑷ 較 佳 例 t 為 含 有 選 S 下 列 至 少 元 素 之 不 溶 性 金 屬 ： T i > Zr ί Hf 3 V » Nb > Ta 9 C r 9 Mo 9 W 9 F e Co > N i Cu i G a f In 9 Β ί Te Ο 此 等 觸 媒 可 單 獨 或 其 中 二 種 或 多 種 組 合 使 用 » 任 何 用 法 均 可 按 昭 反 應 類 別 » 適 當 決 定 可 溶 性 觸 媒 和 不 溶 性 觸 (諳先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 442 46 6 A7 __B7_ 五、發明説明（8 ) 媒。此外，不溶性觸媒可用漿液或成型品之形式，可按 照其用法適當選用。 (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 在本發明製法中，需將產生的氨Μ氣體排人氣栢内， 同時維持反應溶液内之氨濃度在0.U重量，Κ進行反應 。如上所述，維持反應溶液内氨穠度於0.U重畺或以下 進行反應時，可壻進反應率，獲得高轉化率和選擇性， 亦可抑制副產品量。 維持反應溶液內氨濃度在〇 . 1重量或以下的有利技術 ,其方法有例如⑴包括將反應溶液調至沸騰狀態的步驟 ,Μ及令惰性氣體在其内冒泡，將所產生氨Μ氣體排入 氣相内的步驟之一或二者；或⑵包括將醇連缜加料於反 應溶寂，同聘將產生的氨連同醇Μ氣體排人氣相內。 另外，亦宜使用汽提塔為反應裝置，將原枓醸胺和醇 加料於此塔，於汽提塔内通行反應，同時將氨餾出。由 於反應塔內溶液和氣體組成份連缠或不連續變化，可提 高醯胺轉化率，同時蒸餾醇量維持在較低水平。於此， 汽提塔指在工業上可用來從混合溶液分離所需成份和排 入氣體內之塔。氣體之之排放理論上是氣體吸收的逆向 操作，因此常可利用氣體吸收所用之塔。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 盛行各揷汽提塔，可用液體分散式和氣體分散式。瘐 體分散式之例包含填充塔、濕壁塔、液柱塔、噴霖塔。 氣體分散式之例包含泡罩塔、吹氣式攪拌器、多曆塔。 其中Κ填充塔、泡罩塔和多層塔為佳。在填充塔內，可 用任何無規填充物、順序填充物。此外，可成型固體觸 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） 442466 Α7 Β7 五、發明説明（9 ) 媒，如此成型物再用做填充物。在泡罩塔内，可用噴嘴 式或多孔板，而泡罩塔可充填某種填充物。 在氣體分戢式塔内，漿液狀原料較易流動，此種塔適 於使用不溶件觸媒之情況。若使用均質系觸媒，無論液 體分散式和氣體分散式均可接受。其内所用氣體，不但 非冷凝性氣體，連冷凝性氣體，諸如醇蒸氣亦可用。塔 下部加熱使內部疲體蒸發產生的氣體亦可用。液體和氣 體需呈逆流狀態，因為在此情況，氨可比並流情況更有 效汽提。為了逆流，氣體宜加料或產生通過汽提塔下部 ,而原料醃胺則經其上部加料。 再者，在實施本發明的較佳具體例中，可採用下逑再 循環方法或多段反應法。 首先說明再循環方法。 在反應中或反應後製成的溶液内，含醇為原料，α-羥基羧酸賄為生成物，α-羥基羧（Ν-烷基）醸胺為副產 品，α-羥基羧醯胺為原料，Κ及低沸點的觸媒。在再 循槙方法中，將此製成的溶液引進蒸餾段内，而未反應 的醇和製成的α -羥基羧酸酯，則分離成蒸發之成份。 另方面，未蒸發材科之一部份或全部，原樣直接循環到 反應器，並於反應器添加原料ct_羥基羧醯胺和醇，再 進行反應。由於觸媒只要遛有活性，就可再用，故可提 高每單位觸媒的ct-羥基羧酸酯。 沸點比原料α-羥基羧醜胺低的副產品α -羥基羧（N-烷基）醸胺累積，使含量增加，留在（第一）蒸餾段内的 -11 - 本紙張X度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（21〇Χ；297公釐） (請先聞讀背面之注項再填寫本頁} .¾. r 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 442 46 6 A7 B7 五、發明説明（l〇 ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 未蒸發材料，引人第二蒸餾段內，《-羥基羧（N-烷基） 醸胺在此分離成蒸發成份，部份或全部未蒸發材料循環 至反應器。除羥基羧（N-烷基）醢胺外，沸點介於ct-羥基羧酸酯和α-羥基羧醢胺間之副產品，亦可利用此 項操作除去。當沸點比原料α-羥基羧醯胺為高的副產 品大最累積時，可抽出部份或全部未蒸發材料丢棄。此 外，反應器可新加鮮觸媒，莫耳量和丟棄的未蒸發材料 所含觸媒一樣。 蒸餾操作可以通常程序完成。為顧及使用狀態，可適 當選擇填充塔、多曆塔或薄膜蒸餾塔。無論分批蒸餾或 連缡蒸餾，均可實施。尤其是在反應器外，不必另裝置 蒸餾設備，蒸餾塔可設在反應器内，因而可在生成的溶 液保持在反應器内時，進行蒸餾操作，無任何問題。對 蒸餾條件無特別限制。壓力可在廣範薗内選用，從大氣 壓力到減壓，溫度可適當選用2501或以下，此時通常 的有機物質品質不變。 其次，說明上述多段反應方法。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 在此多段埂應方法中，使用複數反應段，令包含氨和 醇的氣體，與包含醯胺的氣體，Μ逆流狀態流動，使彼 此接觸。 在此方法中， (a) 複數反應段串聯，各反應器設相鄰反應段之間加 K連接，使液體和氣體可以逆流狀態流動； (b) 原料ot-羥基羧醮胺和醇，加料至第一或K後之 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS > A4規格（210X297公釐） 442 4 6 6 A7 _B7_ 五、發明説明（11 ) 反應段； (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) U)各反應段保持在沸騰狀態，來自其反應段的氣體 ,包含醇和製成的氨，加料至前一反應段，而反應段内 包含原料和生成物之反應溶液，再加至κ後之反應段； (d)氣體從第一反應段排出，而反應溶液從最後反應 段排出。 在各反應段中，反應溶液在沸騰狀態，於此，沸騰狀 態指生成的氨連同反應溶液内之醇蒸發。在各反應段内 ，原料醃胺與原料醇在觸媒存在下反應，變成酷。包含 生成_和原料醃胺的溶液，流至次一反應段。意即反應 溶液前進到最後反應段時，醢胺轉化率增加，故酯加多。 各反應段内產生的氨，一部份連同醇蒸發，再加料至 上游側的相鄰反應段。當蒸餾氣體從最後反應段前進到 第一反應段時，蒸餾氣體内的氨比例增加。結果，在各 反應段内，液相原料醯胺對酵的莫耳比，與反應段蒸餾 氣體内氨的莫耳分率間，可維持比例關係。因此，醯胺 轉化率可增加，而不改變蒸餾物之量.。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 為了利用少量熱能保持全部反應段内之沸騰狀態，需 探用方法有：（a)包括將反應溶液在最後反應段加熱， 杷一部份酵，或酵和氨之混合溶液蒸發，將所得蒸氣依 序引進前一反應段，由第一反應段抽出蒸氣，或（b)包 括將醇蒸氣，或醇蒸氣和惰性氣體之混合氣體，輸送到 最後反應段，把蒸氣或氣體依序引進前一反應段，然後 由第一反應段抽出蒸氣或氣體。 本紙張尺度適用中國國家標準（CMS ) A4規格（210X297公釐） 4 4246 6 Α7 Β7 五、發明説明（12 ) 反應段可彼此串聯，不必有獨立反應器，意即獨立反 應器可藉管連接，或另外將一反應器分成複數反應段。 反應段的立髖配置不受限制，可奴水平或直立配置，階 段柱k反應器具有複數反應段，係彼此直立連接。 獨立反應器用管連接之例，如第1圖所示為三個反應 器連接之裝置。在第1圖中，原料醯胺加料至第一反應 器1 ,而氣體加料至第三反應器3 。各反應器利用氣體 管道8 , 9和液體管道4 , 5逑接，液體從第一反應器 1經液髑管道流至第二反應器2 ,再至第三反應器3 。 反之，氣體經氣體管道從第三反應器3流至第二反應器 2 ，再到第一反應器1 。以一反應器分成複數反應段之 情況而言，各反應段分成隔間，使疲體和氣體可以逆流 狀態流動。 在此多段反應方法中，重點是操作之進行，使各反應 段内之反應溶液內氨濃度維持在0.U重畺或从下。 採用此多段反應方法可以少最熱能得到高度轉化率和 選擇性。 按照本發明t C(-羥基羧酸酯可由α-羥基羧醯胺和醇 ,按工業上有利的方式，Μ高度轉化率和選擇性製得。 其次，本發明按照實施例詳细說明，但本發明範圍絲 毫不眼於此等實施例。 甯倫例1 取65.3克（0.634莫耳）α-羥基異丁醯胺（HBD),溶於 10 00克異丙醇內。於此溶液添加在〗000克異丙醇内溶化 -14- 本紙張X渡適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210 X 297公釐） (讀先閱讀背面之注意事項再镇寫本頁) 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 4 42 4 6 6 Α7 Β7 五、發明説明（I3) (#先間讀背面之注意事項再填寫本頁) 30克（0.106莫耳）四異氧化钛所得之溶液。使用旋轉式 蒸發器餾除異丙醇，將混合溶詨濃縮至840克。令冷凝 液在室溫靜置一整日夜，利用過滹法收集澱積的沉析物 ，用庚烷洗淨，再經真空乾燥，得37.0克錯合物晶體。 所得錯合物經元素分析，結果是Ti=10.5重量it； 、C = 42.7 重最、H = 7.91重量ίΚ 、NM2.1重畺ίΚ ，此錯合物鑑定 為Ti(HBD)4 (元素分析内的計算值為：Ti=10.4重量％、 C = 41.8重最 5! 、H = 7.83簠最、Ν = 12·2 重量！S)。 在裝設夾套式回潦冷凝器和授拌器的300毫升不銹鋼 颳熱器内，放置3 0 . 3克（0 . 2 9 1莫耳）ct -羥基異丁醯胺、 100克甲醇和4.S5克（0.0106莫耳）Ti(HBD)4錯合物， '加氮氣於壓熱器，於190t：搜拌，壓力維持3.0MPa。進 行反應1.5小時，同時將生成的氨連同氮氣，從壓熱器 排出。在此情況下，令185C的油循環通過回流冷凝器 的夾套，對反應溶液加熱，於是一部份甲醇連同氨Μ 30g/hr流量，經回流冷凝器的上部抽出。同時，甲醇Κ 30g/hr流量加至反應器* 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 反應後，將反應溶液冷卻，再Μ氣體層析法分析。結 果，生成溶液的氨濃度低於0 . 0 ]重量-羥基異丁 醗胺轉化率為95.3奠耳％ , ct-羥基異丁酸甲酯之選擇 率為9 7 . 1莫耳％ ，而α -羥基羧（N -甲基）醯胺之選擇率 為2 . 9莫耳％。 屮龄例1 在裝設攪拌器的300毫升不銹鋼壓熱器内，放置30.0 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） 4 4 2 466 A7 B7 五、發明説明（l4 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 克（0.291莫耳）ct-羥基異丁醢胺、100克甲醇和4.85克 (0.010 6莫耳）T丨（HBD)4錯合物，在封閉壓熱器内，於 190ΊΠ榥拌中進行反應1.5小時，壓力維持3.0MPa。 生成溶液内的氨濃度在1.01重量：!： Μ下，ct-羥基異 '丁醸胺轉化率為34.9莫耳8；, ct-羥基異丁酸甲酯選擇率 為7 8 . 9莫耳％ ，而α -羥基羧（N -甲基）醜胺選擇率為1 8 · 2 莫耳5Κ 。 f:h齩例2 在裝設攪拌器的300毫升不銹鋼壓熱器内，放置30.0 克（〇.2ίΠ箅耳）α-羥基異丁醸胺、100克甲醇和4.85克 (0.0106莫耳）Ti(OD)4錯合物，再將氮氣加料人壓熱 器內，於190=0攪拌。進行反應1.5小時，同時將生成的 氨連同氮氣，從壓熱器排出。在此情況下，令20 υ冷水 循環通過回流冷凝器的夾套，將反應溶液冷卻，於是將 反應器内蒸發的甲醇全部冷凝，溶有氨的甲酵回流到反 應器。 生成溶疲内的氨濃度在0.59重量％ ， a-羥基異丁醯 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 胺轉化率為56.4奠耳S：， ct-羥基異丁酸甲酯之選擇率為 87.1冥耳S：，而ct-羥基羧U -甲基）醯胺之選擇率為 1 1 , 2 莫耳 S：。 甯敝例2 取56. 5克（0.6 3 4莫耳）乳醯胺（LD),溶於500克異丙 醇內。於fc溶液添加在150克異丙醇内溶化30克（0.106 莫耳）四異氧化钛所得之溶液。使用旋轉式蒸發器餾除 -16- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 4 42 46 6 A7 B7 五、發明説明（15 ) (諳先閱讀背面之注意事項再填寫本頁} 異丙醇，將混合溶液濃縮至200克。令冷凝液在室溫靜 置一整日夜，利用過滹法收集澱積的沉析物，用庚烷洗 淨，再經真空乾燥，得34 . 3克錯合物晶體。所得錯合物 經元素分析，結果是Τί=11.9重量Si 、C = 36.0重量ί；、 Η = 6.84蓽量S； 、Ν = 13,6重量％ ，此錯合物鑑定為Ti(LD)4 f元素分析内的計算值為：Ti = 11.9重蠆3；、C = 35.6重量％ 、H = 6.9 3蓽最 SK 、N = 13.9重量 ％ )。 在裝設夾套式回流冷凝器和攪拌器的30 0毫升不銹鋦 Μ熱器內，放置25.9克（0.291莫耳）乳醯胺、100克甲 醇和4.28克（0.0106箅耳）1'丨（11&&)4錯合物，加氮氣於 壓熱器，於1901攪拌，壓力維持進行反應1,5 小時，同時將生成的氨連同氮氣，從壓熱器排出。在此 情況下，令185 T：的油循環通過回流冷凝器的夾套，對 反應溶液加熱，於是一部份甲醇連同氨K 30g/hr流量， 經同流冷凝器的上部抽出。同時，甲醇以30g/hr·流量加 至反應器。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 屄應後，將反應溶液泠卻，再Μ氣體層析法分析。結 果，生成溶液的氨濃度低於0.01重畺SK ,乳豳胺轉化率 為95.fi莫耳％,乳酸甲酯之選擇率為97.4莫耳3! f而乳 (N -甲基）藤胺之選擇率為2.6莫耳黑。 笸槲例3 取40克硝酸鉍溶入5 0牽升的1 0 5S硝酸水溶液内，Μ 2 8 重最3：氨水溶液調節溶液的pH至8 , Μ析出氫氧化鉍。 利用過濾法收集此沉析物，經水洗，在110t乾燥一整 -17- 本紙張尺度逋用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 44246 6 A7 B7 五、發明説明（a ) 曰夜，再在450 °C煅燒3小時。按實施例1闻樣方式， 以甲醇進行酯化，惟使用所得氣化物3.0克為觸媒。 (諳先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 反應後，將反應溶液冷卻，再以氣體層析法分析。結 果，生成溶液内的氨濃度低於0.01重量3： , α-羥基異 丁耱胺轉化率為57.3奠耳％ 羥基異丁酸甲酯之選 擇率為97. 3莫耳5ί ,而α-羥基異丁（Ν-甲基）醯胺之選 擇率為2 . 7莫耳；ί 。 t~h龄例3 按照比較例2同樣方式，使用實施例3所得3.0克氣 化铋為觸媒，以甲醇進行酯化反應。 生成溶液内之氨濃度為G.47重暈5! , α-羥基異丁醛 胺轉化率為32.7莫耳3； 羥基異丁酸甲酯之選擇率 為8 0 . 3莫耳％ ，而α -羥基異丁（ H -甲基）酵胺之選擇率 為1 9 . 7莫耳％ 。 宵掄例4 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 取200克硝酸鋪溶人2000毫升水内，攪拌中添加5重 量％碳酸銨水溶液調節溶液的PH至8.，以發生沉析β利 用過濾法收集此沉析物，經水洗，在llfl°C乾燥一整日 夜，再在450 °C煅燒3小時。按實施例1同樣方式，以 甲醇進行酯化，惟使用所得氣化物3.0克為觸媒。 反應後，將反應溶液冷卻，再以氣髏層析法分析。結 果，生成溶液内的氨濃度低於〇.01重量X , 羥基異 丁醯胺轉化率為81.7莫耳3S ，《-羥基異丁酸甲酯之選 擇率為9 7 . 4奠耳％ ,而tr -羥基異丁（ Ν -甲基）醅胺之選擇 -18- 本紙浪尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210><297公釐） 442466 A7 B7 五、發明説明（) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 率為2 . 6奠耳％。 屮龄例4 按 照 比 較 例 2 同 樣 方 式 9 使用實 施 例 4 所得3 .0 兒氧 化 鉍 為 觸 媒 以 甲 醇 進 行 酯 化反應 〇 生 成 溶 液 内 之 氨 底 度 為 0 . 86重量 % a -經基 異 丁 m 胺 轉 化 率 為 5 2 .7 莫 耳 % » a 羥基異丁酸甲酯之 選 擇 率 為 86.5 莫 耳 % 而 a -羥基異丁（N- 甲 基 )醯胺之 選 擇 率為 1 3 .5 莫 耳 % 〇 實 旃 例 J) 按 照 實 施 例 1 同 樣 方 式 > 以甲醇 進 行 酯 化反應， 惟使 用 2 . 0 克 金 廳 鉍 細 粉 為 觸 媒 〇 反 應 後 > 將 反 應 溶 液 冷 卻 ，再以 氣 am 膜 層 析法分析。 結 果 9 生 成 溶 液 内 之 氣 度 為 0 0 1重 量 % » a -Μ 基 異 丁 nr *. 醒 胺 轉 化 率 為 64 _ 7 莫 耳 % i α-羥基異丁酸甲酯 之 選 擇 率 為 9 7 .3 莫 耳 % 而 a •羥基異丁（N- 甲 基 )醯胺 之 選 擇率 為 2 . 7 莫 耳 % 〇 卜h 較 例 3. 按 照 比 較 例 2 同 樣 方 式 9 以甲醇 進 行 酯 化反應， 惟使 用 2 . 0 克 金 靥 鉍 細 粉 為 *565 m 媒 〇 生 成 溶 液 的 氨 濃 度 為 0 . 7 5 重量X 9 a -羥基異 丁 酵 胺 轉 化 率 為 47 .4 莫 耳 % S a -羥基異丁酸甲酯之選 擇 率 為 82 ,6 莫 耳 % » 而 a -羥基異丁（N-甲 基 )醛胺之選 擇 率 為 17 .4 其 耳 % 0 s_ 1 M. e 酯化砭瞧審驗 -19- (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張度適用中國國家標準（CNS ) A4^格（210X297公釐） 442466 A7 _B7 五、發明説明（沾） (諳先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 在裝設夾套式回流冷凝器和攪拌器的30 0毫升不锈鋼 壓熱器内，放置30.3克（0.291莫耳）α -羥基異丁醯胺、 100克甲醇和按實施例1同樣方式形成的4.85克（0.0106 箅耳）Ti(HBD)4錯合物，加氮氣於壓熱器，於190t：攪 拌，壓力維持3.OMPa ◊進行反應1.5小時，同時將生成 的氨連同氮氣，從壓熱器排出。在此情況下，令185¾ 的油循環通過回流冷凝器的夾套，對反應溶液加熱，於 是一部份甲醇連同氨Μ 5 0 s / h r流量，經回流冷凝器的上 部柚出。同時，甲醇M50g/hr流畺加至反應器。 反應後，將反應溶液冷卻，再K氣體層析法分析。結 果，生成溶瘸的氨濃度低於〇.〇1重量羥基異丁 醢胺轉化率為9 5. 6莫耳3： , ct-羥基異丁酸甲酿之選擇 率為98. 5莫耳S!,而α-羥基羧（Ν-甲基）酿胺之選擇率 為1 . 5箅耳名。 再循環管驗ΐ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 將酯化反應實驗所得反應溶液，從反應器抽出，再進 行蒸餾操作。取200毫升反應溶液放人茄子形燒瓶内， 分離未反應甲醇，做為大氣壓下65¾的餾份。其次，將 生成的σ-羥基異丁酸甲酯分離，做為30mmHs減壓下50C 的餾份。剩餘未蒸發物料包含一部份未收集的α -羥基 異酸甲酿為餾份，α-羥基異丁（Ν -甲基）豳胺為副產品 ,未反應的原料α-羥基異丁醯胺，Μ及钛金靥性錯合 物為觸媒成份。 全部未蒸發材料均放入反應器肉，又添加α-羥基異 -20- 本紙張尺度適用中國國家標率（CNS ) Α4规格（2Ι0Χ297公釐） 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製 4 4246 6 A7 B7 五、發明説明（W) 丁醅胺和甲醇，Μ進行酯化反應。在此情況下，新加的 α -羥基異丁醱胺和未蒸發材料内存.在的α -羥基異丁醯 胺合計調節到30.0克。此項操作重複10次。結果如表1 所示。每次酯化反應可見有約1 . 5莫耳％ ex -羥基異丁 • fN -甲基）藤胺之副產品，而荏再循環實驗1中，每次重 複反應畤，有累積α-羥基異丁（N -甲基）醯胺的傾向。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X 297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

4 4246 6 經濟部智慧財產局員H消費合作社印製 五、發明説明（2〇 ) 窜複批 料次數 HBD轉化率 (莫耳ίΟ ΗΒΜ選擇率 (莫耳S!) N-He Amide 選擇率 (莫耳!K) N-He Amide 選擇率合計 (莫耳SO 1 95.6 98.5 1.5 1.5 2 95.3 98.4 1.6 3.1 3 95.2 98.6 1.4 4.5 4 95.2 98.5 1.5 6.0 5 95.3 98.4 1.6 7.6 6 95.5 98.6 1.4 9.0 7 95.4 98.5 1.5 10.4 8 95.4 98.5 1.5 12.0 9 95.3 98.4 1.6 13.0 10 95.1 98.6 1.4 15.0 HBD: α -羥基異丁醯胺 ΗΒΜ;α-羥基異丁酸甲酯 N-Me醯胺：α-羥基異丁（Ν-甲基）醯胺 HBD選擇率（薷耳ίΚ) 此枇料未反應HBD莫耳數 =1-- X too 此枇料新加ΗΒΙ)莫耳數+前批料未反應HBD窠耳數 ΗΒΜ選擇率（箅耳％) _ _此批料所生成ΗΒΜ奠耳數 此拙料所生成ΗΒΜ箕耳數+此批料所生成N-Me Amide Η-Me Ami.de選擇率（箅耳S!) 此舳料所生成N-Me Amide莫耳數 = _ _ -- 一 ---- -- 此枇料所生成HBM萁耳數+此批料所生成N-Me Aiide萁耳數 N-He Amide選擇率合計（冥耳幻 此枇料所生成溶液内含有N-Me Amide莫耳數 =； ^ ___..... ......——_ 此批科所生成HBM萁耳數+此批料所生成N~Me Aodde莫耳數 X 100 X 100 X 100 -22* (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

wt 準 標 家 囤 T ξ Μ 釐 公 7 29 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 44246 6 A7 _B7_ 五、發明説明（21) 皙旆例7 在實施例6内蓽複第+次實驗生成的反應溶液，按照 實胞例6内再循環實驗1的操作蒸豳，分雛未反應甲醇 和生成的《-羥基異丁酸甲醋，做為餾份。將30¾的未 蒸發材料丟棄，剩餘70¾未蒸發材料和1.45克（0.0032 莫耳）Τί(ΗΒΙ))4錯合物，新放入反應器内，又加 羥基異丁醃胺和甲醇，進行第11批料的酯化反應，結果 如表2所示。 丟棄部份未蒸發材料，可抑制α-羥基異丁（Ν-甲基） 醸胺的累積。 實确例8再循瑗實驗2 在實施例7内簠複第十一次實驗生成的反應'溶液，按 照實胞例β内再循環實驗1的操作蒸餾，分離未反應甲 醇和牛成的羥基異丁酸甲酯，做為餾份。所得未蒸 發材料經第二次蒸餾，分離副產品α-羥基異丁（Ν -甲基） 醃胺，做為lOmniHg減壓下100C之餾份。剩餘未蒸發材 料含羥基異丁醯胺，做為未反應原料，而鈦之金屬 錯合物為觸媒成份。全部未蒸發材料放入反應器，又 加入α -羥基異丁醢胺和甲醇，遂行第1 2次酯化反應， 結果如表2所示◊在第二次蒸餾步驟中分離除去羥 棊異丁（N -甲基）醻胺，可防止在反應系內累積ct_羥基 異丁（N -甲募）醃胺。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閩讀背面之注意事項再填寫本頁)

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A B 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明（22 ) 軎複批 料次數 HBD轉化率 (莫耳SO 選擇率 (莫耳30 H~Me Amide 選擇率 (莫耳幻 H-He Amide 選擇率合計 (莫耳％) 實胞例6 第10枇料 95.1 98.6 1,4 15.0 實胞例6 第11批料 95.6 98.6 1.4 11.9 實跑例fi 第12枇料 95.3 98.3 1.7 1.7 甯施榈9 在裝設攪拌器的300毫升不銹鋼壓熱器内，放置25.0 克（0 , 2 9 1莫耳）乳醯胺、1 0 0克甲醇，和4 . 2 8克（0 . 0 1 0 6 箅耳）按實施例2同樣方式彤成的T丨（LD ) 4錯合物，於 實腌例6酯化反應條件下，按照再循環實驗1之程序， 在第1批料至第5批料内童複反應。此外，在按照實 -24- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (諳先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

經濟部智慧財產局員工消費合作社印製

44246 S A7 ___B7_ 五、發明説明（23 ) 皰例6內再循環踅驗2之程序，在第6批料重複反應。 結果如表3所示。 蒙複枇 料次數 HBD轉化率 (奠耳幻 選擇率 (莫耳90 N~Me Amide 選擇率 (莫耳幻 N-Me Amide 選擇率合計 (莫耳X) 1 95.4 98.2 1.8 1.8 2 95.3 98.3 1.7 3.5 3 95.2 98.1 1.9 5.4 4 95.3 98.5 1.5 6,9 5 95.1 98.4 1,8 8.7 6 95.2 98.2 1.8 1.8 LD;乳醃胺 LH: α -羥基乳酸甲酯 N-Me Amide:乳（H-甲基）醯胺 -25 本紙張尺度適用中國國家標準（QNS ) A4規格（2i〇X2_97公釐） {請先W讀背面之注意事碩再填寫本頁)

442466 A7 B7 五、發明説明（24 ) 啻釉例1 0 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 於31.0克（0,301莫耳）《-羥基異丁醃胺（HBD),和 30.0克（0.1 20莫耳）二丁基氧化錫，加1800克甲醇，回 .流加熱溶化，使用旋轉式蒸發器餾除甲醇，將此溶液濃 縮至150克。令冷凝液在室溫靜置一整日夜，利用過滤 法收集澱積的沉析物，用庚烷洗淨，再經真空乾燥，得 42.1克錯合物晶體。所得錯合物經元素分析，結果是 Sn = 24.5重量 S： 、C = 42.1重量 ％ 、H = 8.16 重量 Si 、N = 5.97 重最！K ,眈錯合物鑑定為（〇D)2Bu2Sn(元素分析内的 計算值為：Sn = 27.1重量％、C = 43.8重量％ 、H = 8.21重量客 、“6.38_景黑 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 在裝設撹拌器的300毫升不銹鋼壓熱器内，放置30.0 克f〇.2iU莫耳）α-羥基異丁醯胺、100克甲醇和10.57 克（0.0241莫耳）（HBD2)Bii2Sn錯合物，在實施例6酯 化反應條件下，按照再循環實驗1的程序，在第1批料 至第5批科内重複反應，惟反應時間.改為2 . 5小時。在 第5次重複實驗内生成的反應溶液，按照實胞例6內再 循環實驗1的程序蒸餾，分離未反應甲醇和生成的a-羥基異丁酸甲酿，做為餾份。50¾的未蒸發材料原樣加 料牵反應器，而剩下的50¾未蒸發材料按照實施例8内 再循環實驗2的蒸餾程序蒸餾，分離除去cc-羥基異丁 (N -甲基）藤胺，做為餾份，此餾份再加料至反應器，做 為第二次蒸鯛的未蒸發材枓。tt外，於反應器添加α-羥基異丁醯胺和甲醇，進行第6次酯化汊應，結果如表 -2 β - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ2.97公釐） 442466 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（25 ) 4所示。 寿4 重複批 料次數 HBD轉化率 (莫耳so HBM選擇率 (莫耳幻 N-Me Amide 選擇率 (莫耳幻 H-He Amide 選擇率合計 (莫耳幻 1 85.3 97.2 2.8 2.8 2 84.7 97.5 2.5 5.6 3 83.8 97.1 2.9 8.6 4 86,6 97.3 2.7 11.0 5 85.1 97.7 2.3 13.5 6 85.2 97.6 2.4 9.1 製備反應裝置，上部為裝設有強制搜拌器的500毫升 -27- 本紙張尺度適用中國國家橾準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (#先聞讀背面之注意事項再填寫本頁)

442466 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明 (26 ) 1 1 SIIS 31 β反應1 誤（下 反 應 器 ) 1 蜜接至1 5 C 毫升SUS 3 16反 1 1 應 器 (上反應器） 9 使 液 is 和 氣 體 可 Μ 逆 流 狀 態 流 動 〇 反 1 I 應 裝 置 構 成 使 下 反 應 器 可 加 熱 使 内 部 醇 蒸 發 > 則 窗 #isV) 體 請 1 1 可 抽 經 上 反 應 器 9 而 上 反 npp 懕 器 内 之 液 體 照 被 抽 經 下 反 應 器 先 聞 I I 〇 第 2 鬪 表 示 此 反 應 裝 置 之 簡 圖 〇 脅 面 1 | 之 ίΐ 於 此 反 應 裝 置 之 上 反 愿 器 > 利 用 液 體 胆 加 料 泵 加 α -羥 注 意 1 | 基 異 丁 騎 胺 甲 醇 > 異 丙 氧 化 鈦 觸 媒 > 分 別為 50 g / h r N 事 項 1 再 1 100g /h Γ 1 0 8 /h Γ ( >於下反應器， 使用疲體加料泵， 加 填 寫 本 甲 醇 10 〇g /h Γ 、 >將下反應器加熱， 使氨和甲醇蒸發， 而 頁 __^ | 上 反 應 器 溫 度 足 保 持 抑 制 來 自 下 反 tifee 應 器 的 甲 醇 蒸 氣 冷 1 1 凝 到 極 大 〇 上 反 應 器 的 蒸 餾 氣 UtfM 體 利 用 冷 凝 器 液 化 > 所 得 1 I 冷 凝 液 再 儲 存 於 冷 凝 液 承 受 器 内 0 在 如 此 構 成 中 p 上 反 1 1 訂 應 器 和 下 反 應 器 内 的 液 體 溫 度 維 持 在 1 70 1〇 1 由 下 反 愿 器 和 上 反 應 器 得 反 應 溶 液 和 蒸 餾 物 > 分 別 為 1 I 141g/h r和1 10 g / h r 〇 下 反 應 器 所 得 反 應 溶 液 利 用 氣 體 層 1 I 析 法 分 析 〇 結 果 t α -羥基異丁醯胺轉化率為S3莫耳％ ) 1 得 a -羥基異丁酸甲醅生成物， 選擇率為98莫耳％ c 此 3 I 外 9 蒸 m m 體 利 用 冷 卻 加 K 液 化 * 再 加 Μ 分 析 〇 結 果 ♦ 1 1 顯 示 所 得 液 m 含 4 . 1 重 量 % 氨 和 95 .9 重 量 % 甲 醇 ο 附 帶 1 1 一 提 下 反 trtts 應 BS W 內 的 反 rrfp· 愿 溶 液 和 上 反 歴 器 內 的 反 應 溶 液 1 I 之 氨 濃 度 • 彼 此 栢 等 > 低 於 0 . 0 1 簠 蠆 % 0 1 1 參 考 例 1 1 '1 於 設 有 強 制 授 拌 器 的 500 毫 升 SUS 3 1 6反應器， 加C 1 η 基 異 丁 藤 胺 甲 醇 、 異 丙 m 化 钛. > 分 刖 為 50 ε / h r 1 1 -28- 1 1 1 1 本紙張尺度適用中國國家標率（CNS ) A4規格（210X297公釐） 442466 Α7 Β7 五、發明説明（27 ) (祷先間讀背面之注意事項再填寫本頁) 200g/hr、10g/hr。反應器經加熱，餾除氨和甲醇。反 應溶液湄度維持1701，得反應溶液141s/hr,蒸餾液 1 1 0 g / h r 0 經反應器下部所得反應溶液，利用氣體層析法分析， 結果，α -羥基異丁醃胺轉化率為63莫耳X ，得ct -羥基 異丁酸甲酿生成物，選擇率98莫耳S；。此外，蒸餾氣體 利用冷郤加以液化，再經分析。结果，顯示所得液體含 3.4蓽最无氨和96.6簠量％甲醇。 甯腧例1 2 進行實施例11同樣程序，惟ct-羥基異丁醯胺改換乳 藤胺。乳醸胺轉化率為80莫耳％ ,而乳酸甲_的選擇率 為98莫耳％ 。 實倫Μ 1 3 進行實_例11同樣程序，惟異丙氧化钛改換二丁基氧 化踢。ct-羥基異丁醢胺轉化率為？〇莫耳％ ，而α-羥基 異丁酸甲酯之選擇率為98莫耳Si 。 實瓶例1 4 進行實胞例U同樣程序，惟異丙氧化鈦改換鑭糸金屬 之氟仿磺酸鹽。α-羥基異丁醮胺轉化率為83莫耳％ ， 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 而《-羥基異丁酸甲酯之選擇率為9S莫耳％ 。 甯搁例1 5 進行實施例1〗同樣程序，惟異丙氧化钛改換漿狀氧化 鉍。ot-羥基異丁 _胺轉化率為50莫耳％ ,而CC-羥基異 丁酸甲酯之選擇率為98莫耳％ 。 -29- 本紙張尺度適用中國國家標準（C.NS ) Α4規格（210Χ297公釐） 442466 A7 __B7_ 五、發明説明（2S ) 當敝例1 β (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 使用裝置中，液體分散型填充塔内徑2公分，塔長2 公尺，充填直掙3mm的Dickson填充物，連接至100毫 升不銹鋼壓熱器的上部，30重量S； α-羥基異丁醸胺、 _ 64蓽量ίΚ甲醇和6重最3：異丙氧化鈦之混合溶液，Μ 5 7 g / h r經離塔頂5 0公分處加料於塔。此外，甲醇Μ 8 5 g / hr經離塔底50公分處加料於塔，壓熱器再加熱使甲醇氣 化，於是含氨的甲醇氣體，經塔頂K62g/hr汽提。在此 情況下，壓力維持2MPa,使反應溶液溫度可為170¾， 經颳熱器底部抽出反應溶液，使壓熱器内液體容量可為 50毫升。 經反應器下部所得反應溶疲，利用氣體層析法分析， 結果所生成溶液內的氨濃度在0.01重量東Μ下，α-羥 基異丁醯胺轉化率為8 6萁耳3；,得cc-羥基異丁酸甲酷 生成物，選擇率97莫耳it：。此外，汽提氣體利用冷卻加 Μ液化，所得液體再經分析。結果，液體含2.7重量 氛和97.2軎最S：甲醇。 當敝柳1 7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 使用内徑2公分和塔長1公尺的·泡罩塔，將30重量S； α -羥基異丁醸胺、64重量％甲醇和S重量％異丙氧化 钛之混合溶液，經離塔頂25公分處，MSYk/hr加料至塔。 此外，甲醇Μ 8 5 g / h「經離塔底25公分處加料於塔，塔底 再加熱使甲醇氣化，於是含氨的甲醇氣體，經塔頂K 62g/hr汽提。在此情況下，壓力維持2MPa,使反應溶液 —3 0 _ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） i42 4 6 6 A7 B7 五、發明説明（29 ) , 溫度可為1701,經塔底部抽出反應溶液，使液面蒱定 在塔頂1 0公分的高度。 經反應器下部所得反應溶液，利用氣體層析法分析， 結果所牛成溶液內的氨濃度在0.01重量劣Μ下，ct-羥 '基異丁釀胺轉化率為82莫耳ί：,得a-羥基異丁酸甲酯 生成物，選擇率97萁耳$ ◊此外，汽提氣體利用冷卻加 Μ液化，所得液體再經分析。結果，液體含2.6重量3； 氨和97. 3重最S：甲酵。 富倫例1 8 進行實施例16同樣程序，惟α-羥基異丁醯胺改換乳 藤胺。乳醻睽轉化率為δΐ莫耳5Κ ,而乳酸甲酯的選擇率 為97莫耳％ 。 實瓶例1 9 進行實細例〗6同樣程序，惟異丙氧化鈦改換二丁基氧 化躅。α -羥基異丁醯胺轉化率為69莫耳Ϊ：，而ct -羥基 異丁酸甲醑之選擇率為97莫耳35 。 實施例20 進行實陁例16同樣程序，惟異丙氧化钛改換鐦系金麕 之氟仿磺酸鹽。α-羥基異丁醯胺轉化率為84莫耳8；, 而α-羥基異丁酸甲酯之選擇率為97莫耳3；。 實釉例21 進行茛施例1 9同樣程序，惟異丙氧化鈦改換漿狀氧化 鉍。cc-羥基異丁醯胺轉化率為50莫耳ίΚ ,而ct~羥基異 丁酸甲酯之選擇率為97莫耳S；。 -31- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) .7^^ -訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 442466 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（w) 啻旆例22 進行實施例16同樣程序，惟不用異丙氣化鈦，使用直 徑3KHI ，而長5mm的Ce02成型物，做為固體觸媒充填 物，以代替狄更生充填物。 «-羥基異丁醯胺轉化率為50莫耳5；，而α-羥基異丁 酸甲酯之選擇率為97莫耳 宵掄俐 在裝設夾套式回流冷凝器和攪拌器的300毫升不銹鋼 壓熱器内，放置3 G . 0克（0 . 2 9 1莫耳）α -羥基異丁醯胺、 1〇〇克甲醇和按實施例1同樣方式形成的4.85克（0.G106 莫耳）Ti(HBD)4錯合物，加氮氣於壓熱器，於13(TC攪 拌，壓力維持3.OMPa。進行度睡1,5小時，同時將生成 的氨連同氮氣，從壓熱器排出。 反_後，將反應溶液冷卻，再以氣體層析法分析。結 果，生成溶液的氨濃度低於〇.〇1重量X 羥基異丁 醯胺轉化率為78.7莫耳3ί , α-羥基異丁酸甲酯之選擇 率為95 . 5莫耳％ 。 啻掄俐24 在裝設攪拌器的300毫升不銹銷壓熱器内，放置30.0 克（0.291莫耳）《-羥基異丁醯胺、100克甲醇和3·00克 (0.0106莫耳）四異丙氣化鈦，加氮氣於壓熱器，於I90°c 攪拌，壓力維持3.0HPae進行反應1.5小時，間畤將生 -3 2- 本紙張度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

442466 Α7 Β7 五、發明説明（u) 成的氨連同氮氣，從壓熱器排出。 (讀先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 反應後，將反應溶液冷卻，取樣，再K氣體層析法分 析。計算反應结果，生成溶液的氨濃度低於0.01重量无， α -羥基異丁騎胺轉化率為83.0奠耳！I； , α-羥基異丁酸 甲_之選擇率為79.1莫耳％ 。生成的溶液放入燒瓶內， 再經簡單蒸餾以餾出甲酵。α-羥基異丁酸甲酯和未反 _α-羥基異丁醯胺，剩4.85克未蒸餾物。對此未蒸餾 物進行元素分析，確定為Ti(HBD)4 。一部份反應之〇t-羥基異丁醯胺消耗，與钛彤成錯合物，事實上已知該化 合物與α-羥基異丁酸甲酯之生成無關。有鑑於此，再 計算cr-羥基異丁酸甲酯選擇率，為95.1莫耳％ 。 發者例2 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 對ct-羥基異丁醱胺添加四異丙氧化钛，改變9 -羥基 異丁醸胺對四異丙氧化鈦之比。此狀況保持搜拌5分鐘 ，然後定最分析锟合溶液内之ct-羥基異丁_胺。5分 鏞後的混合溶液内α -羥基異丁醢胺之定量分析，使用 _氣體層析法，按內部標準法進行。算出α-羥基異丁醯 胺（HBD)實際用量對四異丙氧化鈦（Ti)實際用垦之莫耳 比，Μ及使用氣髑廢析法定量分析的绲合溶液内α -羥 基異丁醸胺最對四異丙氧化鈦實際用量之莫耳比。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS > Α4規格（210X297公釐） 44246 6 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（32 ) 表5 OD實際用量對Τί 實際用量之莫耳比 (Η B D / Τ丨箅耳比） 氣體廇析測定HBD星對 Ti實際用量之莫耳比 (HBD/Ti莫耳比） 2.00 0.03 4.00 0 .07 6.00 2.04 8.00 4.02 如表5所示，若氣體曆析測得HBD量對Ti實際用量之 莫耳比為4或Μ下，即無法測出ct~羥基異丁醸胺，因 此可假設製成Ti (HBD) 4 。 實施例25 在裝設撹拌器的300毫升不銹鋼壓熱器內，放置30.0 克（0.291莫耳）α-羥基異丁醯胺、100克甲醇和10.57 克（0.024〗莫耳）（《&0)28^2以錯合物，按實施例10同 漾方式所形成，再將氮氣加料至懕熱器，於19CTC攪拌， 懕力維持在3,OMPa。進行反應2,5小時，而生成的氨連 同氮氣從壓熱器排出。反應後，將反應溶液冷卻，取樣 -34- 本紙張尺度適.用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁〕

442466 Α7 Β7 五 '發明説明（33 ) ，再利用氣體廣析法分析，計算反應結果。因此，α -羥基異丁醃胺轉化率為74.5莫耳％ ，生成溶液內之氨濃 度在0.0]重最％ Μ下，α-羥基異丁醯胺轉化率為96.1 莫耳％ 。 當肅例 在裝設攪拌器的300毫升不銹鋼壓熱器内，放置25.9 克（0.291莫耳）乳藤胺、100克甲醇和4.2S克（0.0106莫 耳）Ti (LD)4錯合物，按實跑例2同樣方式所形成，再 將氮氣加料至壓熱器，於190t：攪拌，壓力維持在3.0MPa 。進行反應2.5小時f而生成的氨連同氮氣從壓熱器排 出。反應後，將反應溶液冷卻，再利用氣體層析法分析 。因眈，生成溶液內之氨濃度在0.01重量采Μ下，乳醯 胺轉化率為7S.1箅耳S：，乳酸甲酯之選擇率為95. 4奠耳5Κ。 管施例2 7 在裝設夾套式回流冷凝器和攪拌器的300毫升不銹鋼 壓熱器内，放置30.0克（0.291莫耳）α-羥基異丁醸胺、 100克甲醇和6.19克（0.0106莫耳）氟仿磺酸鑭。再將氮 氣加料至懕熱器t於]^1^授拌，壓力維持在3.0MPa。 進行反應1.5小時，而生成的氨連同氮氣從壓熱器排出 。在此情況下，令1 8 5 t的油循環通過回流冷凝器的夾 套，對反應溶液加熱，於是，一部份甲醇連同氨M 30s/ h r流最抽經回流冷凝器的上部。同時，Μ 3 0 g / h r流量抽 甲醇至反應器。 反應後，將反應溶液泠卻，再Κ氣體層析法分析。結 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ 297公釐） *^1— 0 I - - - J— - 4 . -- IV v>^ ^^1 I - (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 tr 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 442 46 6 Α7 Β7 五、發明説明（34) 果，生成溶液内之氨濃度低於0.01重量3： , Ct-羥基異 丁縮胺轉化率為98.5箅耳S； , α-經基異丁酸甲_之選 擇率為98.2莫耳％ 。 窗槲例28草32 按實施例27同樣程序進行各反應，惟使用下表6内所 列氟仿磺酸金靥鹽觸媒。結果如下表6 。 {諳先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度逍用中國國家標準（CNS > Α4規格（210Χ297公釐） 42 4 6 0 A7 B7 五、發明説明（35 ) 表6 實搁例 觸媒 觸媒量 (量） α -羥基異丁 醯胺轉化率 (%) α -羥基異丁酸甲酯 選擇率Si 產率％ 27 La (OTf) a 6.19 98.5 98.2 96.7 28 Yb(OTf) 3 6.55 98.2 97.5 95,7 29 Sn(OTf) 3 4.40 97.9 98.3 96.2 30 Mg(OTf) 3 3.40 85.3 96,5 82.3 31 Sc(OTf) g 5.19 96.5 97.2 93.8 32 Zn(OTf) 3 3.84 97.1 97.7 94.9 La(OTf) 氣仿磺酸鑭，OTf為氟仿磺酸鹽之簡寫 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂_ Ύ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 參者例3革7 使用下表7所列羧酸金屬鹽為觸媒，莫耳量和氟仿磺 酸金屬鹽同，進行各反應。反應按實施例27同樣方式進 -37- 表紙張^度適用中國國家梯準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 442466 A7 _B7 _ 五、發明説明（36 ) 行，惟使用上述觸媒。結果如表7所示。 由表7可知，使用氟仿磺酸金屬鹽時，轉化率較髙。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 表7 實腋例 觸媒 觸媒量 (量） α —羥基異丁 醢胺轉化率 ⑴ α -羥基異丁酸甲酯 選擇率 產率;K 3 i,a fOAc) a -l,5fi 2 0 3.62 89,2 96.7 86.3 4 Yb(OAc) a 4H 2 〇 4.46 88.2 95.2 83.8 5 Sn (OAc) a 2.50 90.6 97.0 87.9 6 Hg (OAc) 3 * 4H 2 〇 2.26 75.4 95.4 71,9 7 Zn (OAc) a • 2H 2 〇 2.32 86.7 94.1 81.6

La(OAc)q ·1.5Η2〇:羧酸鐦，OAc為羧酸根。 -38- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 44246 6 A7 B7 五、發明説明（37 ) 參者例8 (使用均質系鈦觸媒之例） (讀先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 按實施例27同樣程序進行反應，惟α -羥基異丁醸胺 加5讀量％水為進料，使用4.85克（0.0106莫耳）Ti(HBD)4 錯合物為觸媒。 在此情況下，ex-羥基異丁醯胺轉化率為80.7莫耳％， α-羥基異丁酸甲酯之選擇率為90. 2莫耳％, a-羥基異 丁酸之選擇率為S.2莫耳S：。在生成溶液，殺積白色沉 析物，可假設在反應之際，Ti(HBD)4錯合物水解t郤 份變成氫氧化鈦和氧化鈦。因此，醯胺轉化率劣化，而 醢胺水解亦加速，結果酯之選擇性劣化。 甯敝例33 以實_例27同樣程序進行反應，惟於α-羥基異丁醯 胺添加5重最3：水為進料，使用0.19克（0.0106莫耳）

La (OTf ) 3為觸媒。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 在此情況下，cc-羥基異丁醯胺轉化率為93. 2奠耳3：, 而„-羥基異丁酸甲酯之選擇率為97.9莫耳S；，由於系 内有水，發生部份水解成α -羥基異丁酸，但因觸媒未先 活，亦同時發生與甲醇的_，故未見到_之選擇率劣化。 甯槲例34 Κ實陁例27同樣程序進行反應，惟於α-羥基異丁醯 胺添加5重罱ίΚ水為進料，使用6.55克（0.0106莫耳） Yb(0Tf)3為觸媒。 在此情況下，ct-羥基異丁醯胺轉化率為97.3莫耳％, 而〇(-經基異丁酸甲酯之選擇率為97.1莫耳％ ° -39- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） Λ42 46 6 A7 B7 五、發明説明（38 ) 诨脓钏35 Μ實施例27同樣程序進行反應，惟使用25.9克（0.291 克）乳醃胺，100克甲醇和6. 19克（0.0106莫耳）La(0Tf)3 為進料。 在此情況下，乳醸胺轉化率為98.1莫耳：Ϊ,而ct-羥基 異丁酸甲酯之選擇率為97,4莫耳％ 。 啻餱例 Μ實胞例27同樣程序進行反應，惟使用25.9克（0.291 克 >乳_胺，100克甲醇和6.55克（0.0106莫耳）？[>(0丁〇3 為進料。 在此情況下，乳醢胺轉化率為96. 2莫耳S：,而α-羥基 異丁酸甲酿之選擇率為98·4箅耳$ 。 普餱例37. Μ實陁例27同樣程序進行反應，惟使用25.9克（0.291 克）乳醯胺，100克甲醇和4.40克（0.0106萁耳）Sn(OTf) 3 為進料。 在此情況下，乳醯胺轉化率為97. 5.莫耳！Ϊ,而ct-羥基 異丁酸甲酯之選擇率為98.7奠耳％ 。 (諳先閣讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -40- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 4 42 4 6 6 A7 B7 五、發明説明（39 ) 符號之說明 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1 第 . 反 應 器 2 第 二 反 愿 器 3 第 反 應 器 4 , 5 , R 液 體 管 道 7,8,9 氣 體 管 道 10 甲 醇 11 液 體 加 料 泵 12 下 反 應 器 13 氣 體 管 道 14 液 體 管 道 15 闊 7 用 Μ 經 16 冷 卻 器 17 底 部 承 受 器 18 氣 體 管 道 19 冷 凝 器 20 冷 凝 液 承 受 21 閥 22 液 體 加 料 泵 23 原 料 溶 液 (ί 和 甲 酵 之 混 24 上 反 應 器 器 羥基異丁醯胺、異丙氧化鈦 合溶液） (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁)

本紙張又度適用中.國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐）

Claims (1)

1. β 888 ABCD 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 範圍 1. 一揮cc-羥基羧酸贿之製法，包括步驟為令α-羥基羧 醮胺和醇在觸媒存在下於液相内反應，同時將產生的 氨Μ氣體排放入氣相内，以維持反應溶液之氨濃度在 0.U重景或Μ下者。 2. 如申請專利範圍第]項之製法，其中Μ將反應溶液調 至沸騰狀態和令惰性氣體在反應溶液肉冒泡之一或二 項步驟，將產生的氨以氣體排放入氣相内者。 3. 如申請專利範圚第1項之製法，其中將醇連鑛加料至 反應溶液，同時將產生的氨連同醇排放者。 4. 如申請專利範園第1項之製法，其中使用汽提塔為反 應裝置，將包含醇和副產氨之氣體排放者。 5. 如申請專利範圍第4項之製法，其中汽提塔為填充塔 、’泡罩塔或多層塔者。 6. 如申請專利範薗第〗項之製法，其中發生的氨Μ氣體 排放入氣相內；反應溶液由反應器抽出，引進蒸餾段 内；未反應醇和生成的α-羥基羧酸酿分離成蒸發成 份；而部份或全部未蒸發物循環至反應器者。 7. 如申請專利範圜第1項之製法，其中發生的氨氣Μ氣 髒排放入氣相内；反應溶液由反應器抽出，引進第一 蒸餾段內；未反應酵和生成的c<-羥基羧酸酯分雛成 蒸發成份；部份或全部未反應物引進第二蒸餾段； α-羥基羧（H -烷基）醸胺分離成蒸發成份；而部份或 全部未反懕物循環至反應器者。 S.如申請專利範圍第]項之製法，其中： (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 、-°· 本紙張尺度逋用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） 44246 6 ABCD 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 穴、申請專利範圍 1 1 (a ) 將複數反藝段串聯 » 各反應器設在相郯反應段之間 1 1 I 連 接 使 液 體 和 氣 m 呈 逆 流 狀 態 流 動 > 1 (b) 原 料 α -羥基羧醯胺考 〇酵， 加料至第- -或最後 /~~、 請 先 1 1 之 反 應 段 * 聞 1. 背 1 (C ) 各 反 愿 段 保 持 在 沸 騰 狀 態 而 包 含 醇 和 某 反 應 ιέ 之 1 段 副 m 的 氧 之 氣 體 加 料 至 前 * 反 臑 段 含 原 料 和 反 注 意 !, 事 懕 段 內 成 物 之 反 aft? 懕 溶 液 t .再 加 料 至 最 後 反 α*α 應 段 ， 項 再 1 fd) 氣 體 從 第 -· 反 m 段 排 出 * 而 反 應 溶 液 則 從 最 後 填 % 反 應 段 排 出 者 ό 頁 1 1 9 ·如 申 請 專 利 範 鬨 第 8 項 之 製 法 9 其 中 在 每 一 反 應 段 的 1 I 反 應 溶 液 内 之 Wi 濃 度 維 持 在 0 . 1 簠 量 % 或 Μ 下 者 0 1 1 10. 如 申 請 專 利 範 圍 第 1 項 之 製 法 f 其 中 a -羥基羧醢 訂 胺 為 乳 藤 胺 或 a -羥基異丁醯胺， 而醇為甲醇者< 5 I 1 1 . 如 請 專 利 範 圍 第 1 項 之 製 法 9 其 中 觸 媒 為 可 溶 性 1 1 金 窗 錯 合 物 9 包 括 钛 和 踢 之 — 或 二 K 及 α -經基羧 [ | 歸 胺 者 0 1 12 . 如 申 請 專 利 範 圍 第 1 項 之 m 法 9 其 中 觸 媒 為 三 氟 甲 ["-Ί 院 磺 酸 金 屬 鹽 0 1 I 13 . 如 申 請 專 利 範 圍 第 1 2項之製法 1 其 中 構 成 三 氣 甲 燒 1 1 I 磺 酸 金 屬 鹽 之 金 屬 ί 係 選 自 包 含 周 期 表 内 第 1 > 2 > 1 1 3 > 4 > 11 1 12 13 , 14族 之 元 素 至 少 其 一 者 〇 1 I 14. 如 串 請 専 利 範 圚 第13項 之 製 法 i 其 中 構 成 三 氟 甲 烷 1 卜 磺 酸 金 屬 鹽 之 金 屬 T 係 撰 自 鑭 系 金 屬 至 少 其 者 0 i； 15 . 如 申 請 專 利 m 園 第 1 項 之 製 法 ， 其 中 觸 媒 為 不 溶 性 1 I -43- 1 1 1 1 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） U246 6 A8 Β8 C8 D8 六、申請專利範圍 金覉氧化物，含選自包含S t) , S c , L a，Ce , Τϊ , Zr , Hf，V , Rb, Ta, Cr, Mo, W，Tc，Re , Fe , Co , Hi ，C u , /U，S i，S η，P b，B i之至少一種元素者》 1 6 .如申請專利範圍第1項之製法，其中觸媒為不溶性 金屬，含選自包含 Ή， Zr， Hf, V ， Nb， Ta, Cr, Ko ，, Fe，Co, Ni, Cu, Ga， In, Bi, Te 之至少一種 元素者。 „---------1T------R (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -44- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）