TWI374873B - Process for preparing 2,7-octadienyl derivatives - Google Patents
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Description
1374873 九、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種用含有1,3-丁二烯之烴類混合物, 特別是來自裂解液之C4餾份,與親核劑反應來製備1_辛_ 2,7-二烯基衍生物之方法β 【先前技術】 由兩莫耳1,3-丁二烯及一莫耳親核劑進行調聚反應形 成的調聚產物(不飽和胺類、不飽和醇類及其酯類及醚類) 爲有機合成的原料。含氧衍生物爲製備線性C8-醇類及 Cs-烯烴類,特別是1-辛醇及1-辛烯的前體。丨_辛醇例如 可以用來製造塑化劑。1-辛烯爲聚乙烯及聚丙烯修改時有 用的共聚單體。 將丁二烯與親核劑反應成辛二烯基衍生物之調聚反應 係用金屬錯合物,特別是鈀化合物來催化。 調聚反應之實例尤其係述於 E.J. Smutny,J. Am. Chem . S o c . 1967,89,6793 ; S . Takahashi, T. Shibano,N. Hagihara, Tetrahedron Lett. 1 9 6 7, 245 1 ; EP-A-0 5 6 1 779, US 3 499 042, US 3 5 3 0 1 8 7, GB 1 1 7 8 8 1 2, NL 6 8 1 6 00 8, GB 1 24 8 5 93, US 3 670 029, US 3 670 03 2, US 3
769 3 52, US 3 8 8 7 627, GB 1 354 507, DE 20 40 708,US
4 1 42 060, US 4 1 46 73 8, US 4 1 96 1 3 5, GB 1 5 3 5 7 1 8, US 4 1 04 471,DE 2 1 61 750 及 EP-A-0 218 100。 在製備辛二烯基衍生物時,可以使用純的1,3· 丁二烯 -5- 1374873 或含有1,3-丁二烯之烴類混合物如來自裂解液之C4餾份 作爲原料。 因爲1,3-丁二烯難以與其它成份分離開來,所以i,3_ 丁二烯爲一種較昂貴的原料。所以較經濟地通常係選用含 有1,3-丁二烯之烴類混合物來作爲調聚反應的原料。這種 作法是可以的,因爲此等混合物中多數伴隨的物質如飽和 烴類像是正丁烷或異丁烷或者是單烯烴類如異丁烯及線性 丁烯對調聚反應係具有惰性的。只有抑制劑,即會減少空 間-時間產率或選擇性或增加觸媒消耗率之物質,必需除 去。 根據DE 1 95 23 33 5,一般建議在使用石腦油裂解液 之C4餾份作爲含有1,3-丁二烯之原料時宜限制調聚反應 原料中炔系化合物及二烯系化合物的濃度。該炔系不飽和 化合物及二烯系不飽和化合物之總量應不超過1,3 -丁二烯 質量的1%。爲了除去此等干擾性成份,可以參考習知方 法,但並沒有說明或引用特定的方法。 除了參考此一專利說明書(DE 195 23 335)以外,DE 101 49 348,DE 102 29 290 及 DE 103 29 042 皆陳述在進 行調聚反應前宜先除去炔系及二烯系化合物,但並沒有說 明其濃度限制。 WO 91 -09822指出較有利地在進行調聚反應前宜先用 選擇性氫化法把可能存在的炔系不飽和化合物從石腦油、 汽油或LPG裂解時製得的C4混合物中除去。在此並未揭 露所採用的氫化方法。於實施例中,原料內的炔類總含量 -6- 1374873 係小於60 ppm且並未含有可偵測份量之二烯系化合物》 該等炔系化合物可藉由萃取或氫化此等化合物而分離 出來。當炔系化合物(甲基乙炔(丙炔)、乙基乙炔(丁炔)、 乙烯基乙炔(丁烯炔))係藉由氫化來除去時,所採用的氫 化方法需能高度選擇性地只讓炔系化合物氫化但基本上不 會讓1,3-丁二烯及單烯烴氫化。至於觸媒,可以作爲氫化 觸媒的有例如銅、銅與卑金屬的組合、銅與貴金屬的組合 φ 或含有元素週期表之過渡元素第 VIII族金屬之金屬觸 媒,例如鈀觸媒。適當的方法尤其係述於如下專利說明書 中:US 6 5 76 5 8 8 ' US 6 4 1 7 4 1 9、US 6 225 5 1 5、US 6 0 1 5 93 3、US 6 1 94 626、US 6 040 489、US 4 493 906、 US 4 440 956、US 4 101 451、US 3 912 789、US 3 751 508、US 3 54 1 1 78、US 3 3 27 0 1 3、US 3 2 1 8 268、EP 1 217 060 、 EP 1 151 790 、 EP 1 070 695 、 EP 0 273 900 、 NL 6 6 1 3 942。 ’ φ 藉氫化法選擇性地除去二烯系化合物,特別是1,2-丁 二烯,比起選擇性地除去乙炔系化合物要困難得多。在氫 •化時1,2· 丁二烯之反應性僅略高於1,3· 丁二烯之反應性。 基於此等理由,在用氫化法把1,2-丁二烯從含有1,3-丁二 烯之烴類混合物中除去時無法避免地也會造成1,3-丁二烯 的損失。 例如’ WO 98/1 2 1 60揭示一種於反應性蒸餾管柱中用 鈀觸媒進行氫化來從含有1,3-丁二烯之烴類液流中同時除 去炔系化合物及1,2-丁二烯之方法。雖然在說明書描述的 1374873 實施例1中,頂端產物內之炔系化合物的含量僅僅被減少 約60%且1,2-丁二烯之含量僅被減少約32%,但是氫化的 結果則使得1,3-丁二烯的量損失了 3%。在從裂解液的C4 餾份製備2,7-辛二烯基衍生物時,由於除去抑制劑(及)/或 由於調聚反應之空間-時間產率或選擇性較低或由於存在 抑制劑使得觸媒消耗量較高而使得部份的1,3·丁二烯會損 失掉。 所以,本發明之一目的係在發展一種製法,其係用裂 解液之C4餾份作爲原料且能以較高產率來將裂解液之C4 餾份中的1,3-丁二烯製備成2,7-辛二烯基衍生物及/或提 供較低的調聚觸媒消耗率。 出人意料地現在已發現:炔系不飽和化合物爲以1,3· 丁二烯製備2,7-辛二烯基衍生物之調聚反應的抑制劑,但 是二烯系不飽和化合物(如1,2 - 丁二烯)則非其抑制劑。此 與原本的預期並不相同,在先前技術如DE 1 95 2 33 5中 係描述二烯系化合物(如1,2-丁二烯)之濃度若可能應加以 減少。 【發明內容】 據此,本發明係在提供一種用含有二烯系不飽和化合 物及質量超過100 ppm之炔系不飽和化合物並含有1,3-丁 二烯之烴類液流來製備如下之式I化合物之方法: -8- 1374873 其中X爲01113或NRuRlb基團,其中1113及尺^係分 別爲氫,取代或無取代之烷基、芳基或醯基,於該方法中 該炔系不飽和化合物係在第一步驟中被除去且該1,3-丁二 烯係在第二步驟(調聚步驟)中於存在一種金屬化合物下與 含有活性氫之化合物或親核劑(短鏈調聚劑)反應,其中於 來自第一步驟且被用來作爲第二步驟之原料之烴類液流中 該炔系不飽和化合物之含量以質量計係少於或等於1 00 φ ppm且該二烯系不飽和化合物之含量至少爲該二烯系不飽 和化合物之原始含量的75 %(相對而言)。 該式I化合物可同時具有順式形式及反式形式。 當第一步驟省略掉去除二烯系化合物的處理時,該步 ' 驟會有較少的1,3-丁二烯非蓄意地或部份地被氫化掉,如 此一來可使得由於烴類饋入液流內1,3-丁二烯含量損失而 造成產率降低的情況被降到最低。 本發明方法還有一個優點爲:二烯系化合物或累烯類 • 化合物,即具有多個積聚雙鍵之化合物如I,2-丁二烯,爲 有機合成反應的重要原料,此等物質並不會在這兩個步驟 中被破壞掉而仍能保留在烴類液流中,所以可在第二步驟 即調聚反應之後從調聚產物的混合物中分離出來。 本發明之方法在此以如下實施例來說明,此等實施例 並非用以限制本發明且本發明之範圍係以申請專利範圍及 內容之說明來界定。該等申請專利範圍亦屬於本發明揭示 的一部份。 1374873 【實施方式】 本發明方法爲一種用含有二烯系不飽和化合物及以質 量計超過100 ppm之炔系不飽和化合物並含有1,3 -丁二稀 之烴類液流來製備如下之式I化合物之方法:
I 其中X爲0尺13或NRlaRlb基團,其中尺13及Rlb係分 別選自氫,線性、分支或環狀之Ci-Cu-烷基 '烯基、炔 基、C5-C18-芳基或-CO·烷基-(C!_C8)基團或-CO-芳基-(C5-c10)基團,且此等基團可含有取代基選自-CN、-COOH、 -COO-院基-(C^-Cs),-CO-烷基-(CrCs)、-芳基-(c5-C10)、-COO-芳基-(C6-C1())、-CO-芳基-(C6-C10)、-Ο-烷 基-(CrCs)、-O-CO-烷基-(CrCs)、-N-烷基 ^(CrCO、 -CHO、-S03H、-NH2、-F、-Cl、-OH、-CF3、-N02 且該 等11|3及Rlb基團可藉共價鍵彼此連接在一起,於該方法 中該炔系不飽和化合物係在第一步驟中被除去且該1,3-丁 二烯係在第二步驟(調聚步驟)中於存在一種金屬化合物下 與親核劑(含有活性氫之化合物,稱爲短鏈調聚劑)反應, 其特徵在於來自第一步驟且被用來當作第二步驟之原料之 烴類液流中該炔系不飽和化合物之含量以質量計係少於或 等於100 ppm且該二烯系不飽和化合物之含量爲至少爲該 二烯系不飽和化合物之原始含量的7 5 %(相對而言)。 更詳細地,在本發明方法中如下之式】Ia或lib化合 -10- 1374873 物: Πα ν\^Γ nb 係用1,3-丁二烯與如下之式HI' 1¥或V之親核劑反 應來製得: 參 Rla-〇-H (ΙΠ) (Rla)(Rlb)N-H (IV) Rla-COOH (V) _ 其中1113及Rlb之定義同前文所述。 本發明方法特別適合用來製備如下之式I化合物,其 中該式I中X爲01113或NRlaRlb基團,其中 尺13爲Η、甲基、乙基、正丙基、異丙基、第三丁 基、正丁基、第二丁基、戊基、己基、庚基、辛基、辛烯 φ 基、辛二烯基、異壬基、2-乙基己基、正壬基、苯基、間 位、鄰位或對位-甲基苯基、萘基、2,4 -二第三丁基苯基、 2,6-二第三丁基甲基苯基、氫羰基、甲羰基、乙羰基、丙 羰基或苯羰基及/或
Rlb爲Η、甲基、乙基、正丙基、異丙基、第三丁 基' 正丁基、第二丁基、戊基、己基、庚基、辛基、辛烯 基 '辛二烯基、異壬基、2-乙基己基、正壬基、苯基、間 位、鄰位或對位-甲苯基、萘基、2,4-二第三丁基苯基、 2,6-二第三丁基甲基苯基、氫羰基、甲羰基、乙羰基、丙 -11 - 1374873 羰基或苯羰基。本發明之方法特別適合用來製備如下之式 Ila化合物,其中Rla =氫、甲基、乙基、苯基或甲羰基。 該式Ila及lib化合物可同時具有順式形式及反式形式。 本發明之原料爲富含1,3-丁二烯之烴類液流,尤其是 含有二烯系不飽和化合物及質量超過100 ppm之炔系不飽 和化合物之富含1,3-丁二烯之烴類液流。特別地還可使用 C4-烴類餾份當作烴類液流。該烴類液流較佳地可爲例如 1,3-丁二烯與其它C4及C3或C5-烴類之混合物。此等混 合物可從例如製造乙烯及丙烯之裂解過程中取得,該裂解 過程係以精煉氣體、石腦油、汽油、LPG(液化石油氣)、 NGL(天然氣液體)等等來進行反應》於此等製程中以副產 物形式取得之C4餾份可含有1,3· 丁二烯及單烯烴(1-丁 烯、順式2-丁烯、反式2-丁烯、異丁烯)、飽和烴類(正丁 烷、異丁烷)、炔系不飽和化合物(乙基乙炔(丁炔)、乙烯 基乙炔(丁烯炔)、甲基乙炔(丙炔))及二烯系不飽和化合物 (主要爲1,2-丁二烯)。此等餾份可進一步地含有少量的C3 及C5-烴類。該C4餾份之組成係與特定的裂解方法、操作 變因及進料等有關。個別成份之濃度典型地係在如下範圍 1374873
成份 質量% 1,3-丁二烯 25-70 1-丁烯 9-25 2-丁烯類 4-20 異丁烯 10-38 正丁烷 0.5-8 異丁院 0.5-6 Σ炔系化合物 0.05-4 1,2-丁二烯 0.05-2 於本發明方法中,較佳地係使用1,3-丁二烯含量大於 35質量%之烴類混合物。 作爲原料之烴類通常含有微量的氧化合物、氮化合 物、硫化合物、鹵素化合物,特別是氯化合物,以及重金 • 屬化合物,該等物質可能會干擾本發明之方法。所以較有 利地宜先將此等化合物分離出來。干擾性雜質可爲例如安 定劑如第三丁基兒茶酚(TBC)或二氧化碳或羰基化合物如 丙酮或乙醛。 此等雜質例如可藉洗滌,特別是用水或水溶液洗滌, 或用吸附劑來除去。 用水洗滌可以從該等烴類混合物中徹底地或部份地除 去親水性成份如含氮成份。含氮成份的實例有乙腈及N-甲基耻咯啶酮(NMP)。氧化合物也可藉著用水洗滌而部份 -13- 1374873
地除去。用水洗滌可直接用水或使用含鹽如亞硫酸氫鈉之 水溶液來進行(US 3,682,779,US 3,308,201 ,US 4,1 25,568,US 3,336,41 4 或 US 5,122,236) ° 該等烴類混合物經水洗滌後較有利地宜再經乾燥步驟 處理。乾燥步驟可用此技術習知的方法進行。若存在已溶 解之水,則乾燥步驟可用例如分子篩作爲乾燥劑或以共沸 蒸餾來進行。游離水則可利用相分離法如使用聚結器分離 出來。 還可使用吸附劑來除去微量範圍之雜質。此舉可能較 爲有利,因爲在第二步驟中係使用貴金屬觸媒而該等觸媒 在與微量雜質反應後會大幅降低其反應性。氮化合物或硫 化合物及TBC亦可用上游吸附劑除去。吸附劑的實例有 鋁氧化物、分子篩、沸石、活性碳或金屬-浸漬礬土(如 US 4,571,445或 WO 02/5 3 6 8 5)。吸附劑有許多不同公司 在販賣,如Alcoa之Selexsorb®,UOP或 Axens之產品 SAS、MS、AA、TG、TGS 或 CMG 等系歹IJ。 於本發明方法之第一步驟中需將炔系不飽和化合物從 該烴類液流中分離出來或除去,在把烴類液流用在調聚反 應之步驟之前,該烴類液流需已被純化到炔系不飽和化合 物之含量以質量計係小於或等於100 ppm,較佳地以質量 計係小於或等於5 0 p pm,更佳地以質量計係小於或等於 20 ppm。該分離/去除可藉著例如萃取或氫化該等炔系不 飽和化合物來進行。任何存在的甲基乙炔亦可用蒸餾除 去。 -14- 1374873 藉萃取除去炔系不飽和化合物已長時間爲人所習知且 已整合在從裂解液之(:4餾份回收1,3-丁二烯之多數工廠 中而爲一處理步驟。從裂解液的C4餾份萃取性地除去炔 系不飽和化合物之方法係述於例如 Erdol und Kohle-Erdgas-Petrochemie vereinigt mit Brennstoffchmie vol. 34, number 8,August 1 98 1,pages 343 -3 46。於此方法中,多 種不飽和烴類及炔系不飽和化合物係於第一步驟中用含水 φ NMP萃取性蒸餾來與單烯烴及飽和烴類分離開來。不飽 和烴類係藉蒸餾從NMP萃取物中分離出來,具有4個碳 原子之炔系不飽和化合物則係使用含水NMP'進行第二萃 取性蒸餾來從烴類蒸餾物中分離出來。於裂解液之C4餾 '份之處理中,純的1,3-丁二烯可再用兩個蒸餾步驟分離出 來’甲基乙炔及1,2-丁二烯則以副產物的形式製得。於本 發明方法中’第一步驟係以同樣的方式進行在此所述之多 階段製程,但是捨去蒸餾除去1,2-丁二烯之部份。 • 從含有1,3-丁二烯之液流中除去炔系化合物之去除作 用任意地可採用一或多種離子性液體作爲例如萃取劑來進 行。 由第一步驟之萃取法製得且還含有1,2-丁二烯及質量 少於100 ppm之炔系化合物之1,3 -丁二烯烴類液流可直接 地或再經處理後(以直接地較佳)用來當作第二步驟之原 料。 從烴類液流中除去炔系不飽和化合物之去除作用較佳 地係藉由氫化該炔系不飽和化合物來進行。爲了避免產率 -15- 1374873 損失,特別是1,3-丁二烯及1,2-丁二烯之產率的損失,該 氫化必需極具選擇性,即必需極力避免1,3-丁二烯或1,2· 丁二烯被氫化成線性丁烯及丁烯類被氫化成丁烷類。在存 在二烯系單烯烴之情況下炔系化合物之選擇性氫化可以使 用例如含銅觸媒來進行。類似地亦可以使用含有元素週期 表之過渡金屬第VIII族之貴金屬之觸媒,特別是鈀金屬 觸媒或混合觸媒來進行。特佳地係使用含銅觸媒或同時含 有鈀及銅之觸媒來進行。 該選擇性氫化可具有一或多個階段。當該氫化作用係 採用多個階段或複數個串聯之反應槽來進行時,可於該等 反應槽中使用不同觸媒(EP 0 273 900)。一種更適合的兩 階段氫化法係述於US 4,277,3 1 3號,於該方法中在含有 炔系不飽和化合物之液流氫化後接著會進行萃取性蒸餾以 分離出1,3-丁二烯。 觸媒活性及選擇性亦可因溶劑之添加而受到影響如 US 4,587,369、US 6,1 94,626 及 US 6,27 1,428 號所述。再 者,該氫化反應亦可在外部反應槽中以反應性蒸餾或蒸餾 進行。一般地,氫化係以液相或氣相進行。 第一步驟之選擇性氫化較佳地係在壓力0.1到7 MPa 下,更佳地係在0.3到5 MPa下進行。溫度較佳地爲20 到250 °C,更佳地爲20到150 °C,且特佳地爲30到80 °C (如 US 4,440,956、US 4,126,645 及 US 6,417,419 號所 述)。當該氫化係以液相進行時,極重要地要確保氫已徹 底地溶解了,如此儘可能地避免熱點及非選擇性氫化作用 1374873 的產生(US 3,9 1 2,78 9)。 於該第一步驟之較佳具體例中,氫化反應係以液相用 含銅觸媒進行。一種可用來作爲本發明之第一步驟之氫化 製程係述於例如US 3,91 2,789號及US 6,417,419號。關 於該選擇性氫化製程可採用之觸媒及製程條件之更詳細細 節係述於US 3,912,789號,其倂此以爲參考。當此製程 被用來作爲本發明方法之第一步驟時,視該烴類進料混合 φ 物之組成而定,來自該第一步驟之產物可含有較起始原料 更高含量之二烯系不飽和化合物。採用US 3,9 1 2,789號 所述之方法進行第一步驟之好處爲:視原始之烴類液流之 組成而定,在氫化過程中該二烯系不飽和化合物,特別是 I,2-丁二烯,不僅沒有被除去,而且產物液流中此等化合 物之含量還會提高。 所以本發明之第一步驟較佳地係在具有觸媒的情況下 進行,該觸媒基本上含有支撐在r-氧化鋁上之細分的金 • 屬銅及少量之多價活化劑金屬之混合物,其具有大於10 m2/g之表面積且含有0.1到1.5質量%之Na20。觸媒中存 在之活化劑金屬可爲例如銀、鉑、鈀、錳、鎳、鈷、鉻及 /或鉬。當觸媒活性降低時,它們可用US 3,9 1 2,789號所 述之簡單方式再生,該等方式爲例如先讓觸媒與含氧氣體 接觸(燃燒)且接著用氫來還原已氧化之觸媒。該第一步驟 較佳地宜使用兩個氫化反應槽,如此一來當進行觸媒再生 時整個製程的運作仍可繼續下去。 該第一步驟本身可例如藉著把觸媒置於反應槽的反應 -17- 1374873 區中然後讓烴類液流通過來進行。該反應可在溫度ι〇到 1 5 0°c下,較佳地在50到100 °c下進行。該反應可於任何 壓力下進行,不過較佳地係選用可讓該製法之烴類液流呈 均質液相之壓力下進行。該第一步驟通常是在超大氣壓力 下進行》反應較佳地係在壓力1.013到2.026 MPa下進 行。 含有烯烴不飽和化合物且含有高達數個體積百分率之 炔系不飽和化合物之烴類液流可根據本發明第一步驟之具 體例來選擇性地氫化》當烴類液流中所含之炔系不飽和化 合物之含量不超過0.2體積%時可以達到特佳的結果。於 此等條件下,該烴類液流可用1到51-(1-^1之流速,以 該觸媒床之體積爲基準,通過該觸媒床。再次地進一步的 細節可參考US 3,912,789號。 氫對炔鍵的莫耳比率較佳地爲至少1。特佳地於第一 步驟係採用莫耳數過量之氫來進行。本發明方法之第一步 驟較佳地係以氫對炔系不飽和鍵之莫耳數比率爲1至2下 進行。 第一步驟之選擇性氫化例如可依US 6,417,419所述 般進行。於此方法中亦使用含銅觸媒。於本發明之第一步 驟之具體例中,該選擇性氫化較佳地係在溫度20到8 0°C 下,較佳地壓力1·5到5.0 MPa且LHSV之範圍爲0.5到 1〇下進行。該選擇性氫化較佳地係在加入氫且其份量使 得氫對炔類之比率爲1到5之範圍下進行。 另一種可用來當作第一步驟、讓炔系不飽和化合物選 -18- 1374873 擇性氫化之再一方法係述於例如EP 1 070 6,225,5 1 5、US 6,0 1 5,93 3 及 US 6, 1 94,626,转 6, 〇4〇,4 89號,其皆倂入本發明之揭示中以爲參 方法中,含有1,3-丁二烯之液流會與氫及溶劑— 催化性萃取蒸餾單元中,於該單元中存在有適於 不飽和化合物之觸媒。丁烷類及丁烯類,其較不 在溶劑中,會以頂端液流之形式被蒸餾出來且從 0 .中除去。丁二烯及炔類,其較易溶解在溶劑中, 一起被送到催化性萃取蒸餾單元的反應區中。於 中乙炔會被轉變成氫化產物。非丁二烯類之氫化 ' 藉著此單元中進行之萃取蒸餾作用被分離出來。 及丁二烯之液流會以萃取液流的形式從該單元中 且被送至汽提管柱中,而於此處把溶劑與丁二 來。進一步藉蒸餾法把丁二烯分成1,2-及1,3-丁 驟則被省略掉。 • 詳細地,於此方法(US 6,040,489號)中所用 爲前述專利中所用之觸媒,特別是含有銅、一或 週期表之第VIII族過渡元素之金屬或其混合物 化物撐體物質之觸媒組成物。除了此等物質以外 含其它的活化劑金屬。較佳的觸媒包括位在鋁撐 銅組成物,且該銅已用一或多種選自銀、鉑、 錬、鈷、鉻及鉬之金屬來活化。特佳觸媒包括夕 氧化鋁上,特別是BET表面積約150到250 m2, 鋁上,且含有銅、鎳、錳及鈷之組成物。 695 、 US F別是US 考。於此 起被送到 氫化炔系 容易溶解 蒸餾單元 會與溶劑 該反應區 產物則係 含有溶劑 分離出來 烯分離開 二烯之步 之觸媒可 多種元素 及無機氧 ,還可包 體上之含 鈀、錳、 >散在r -化之氧化 -19- 1374873 該選擇性氫化較佳地係以氫對乙炔之莫耳數&胃i至|| 5之比率,較佳地爲1到3之比率,特佳地爲最多2之比 率來進行。此方法之反應區較佳地係在溫度30到100 °C,更佳地爲32到83°C且特佳地爲約50到80°C下操 作。該溫度將視操作壓力而定,於催化性萃取蒸飽單元中 該壓力較佳地係在0.1 379 MPa到1 _379MPa,更佳地係在 0.1379 MPa到3.447 MPa之範圍。萃取性蒸餾單元之其它 地方之溫度,特別是該單元頂端之溫度可高達15〇r或更 咼β 所選擇的溶劑宜對不飽和烴類比對飽和烴類有更高的 親和性。適當的溶劑有例如二甲基乙醯胺、二甲基甲醯 胺、糠醛、Ν-甲基吡咯啶酮、甲醯基嗎啉、乙烷及乙腈。· 該汽提管柱較佳地係在壓力約0.1 034到約0.3447 MPa且溫度約30到約200°C下操作。該丁二烯係以頂端 產物製得。含有溶劑之底部餾份在經處理後若適合可再送 回該催化性萃取蒸餾單元中。 可用來作爲第一步驟之此等方法之進一步細節或參數 或方法變數可見於US 6,040,489號。 其它類似的氫化法及其參數可見於EP 1 070 695、US 6,225,5 1 5 ' US 6,0 1 5,9 3 3 及 U S 6,1 94,62 6 號,關於該觸 媒組成物進一步的細節可見於US 6,417,419號。 已知在習知的氫化條件下銅觸媒會喪失活性且必需定 期地再生。再生觸媒的不同方法已述於文獻中(US 3,912,789、US 6,225,515 及 US 6,1 94,626 號):更詳細 -20- 1374873 地,其中已描述可交替地使用兩個反應槽來進行再生。所 以該第一步驟含有至少兩個氫化反應槽,如此一來當觸媒 再生時整個製程仍可繼續運作。如EP 1 070 695及US 6,225,5 1 5號所述,再生可在含有觸媒之反應槽中進行且 讓該觸媒於觸媒再生的條件下與氫及溶劑接觸來使觸媒再 生。該條件之溫度爲32到260°C、壓力爲1.034到3·447 MPa且溶劑之LHSV爲0.5到10 IT1。此外,還可藉著氫 φ 化期間同時量取烴類液流及溶劑量來延長觸媒再生的間隔 時間(EP 1 070 695、US 6,271,428 及 US 6,194,626 號)。 爲了進行再生作用,觸媒可於高溫下用氧化劑,較佳是氧 氣,特別是大氣之氧來處理。銅觸媒的再生作用(燃燒)係 述於US 3,912,789號及US 3,897,511號及鈀觸媒的再生 作用係述於US 4,551,443號。 該第一步驟可用一個反應槽或多個串聯或並聯之反應 槽進行。若在本發明之第一步驟中係使用多個並聯、串聯 φ 或組合運作之反應槽或反應床時,則氫可從各反應槽/反 應床之一或多處進料點饋入(US 4,704,492,US 4,1 26,645 > US 4,704,492 或 US 6,417,419 號)。將全部份 量之氫分散在不同進料點饋入可以增加氫化的選擇性。此 槪念爲例如US 4,704,492號文獻之主題,將其倂入本發 明之揭示以爲參考。 在第一步驟中未反應掉的氫可在此步驟後用習知方法 完全地或部份地除去或者與C4-烴類一起被饋送到第二步 驟。該氫氣例如可用脫氣槽除去或者蒸餾成逸失氣體而排 -21 - 1374873 除掉》 爲了使1,3-及I,2-丁亡烯之損失保持在極少的程度, 較佳地不宜將炔系不飽和化合物徹底地氫化。基於此理 由’所以第一步驟製得的烴類液流宜含有質量〇到1 ppm 之炔系不飽和化合物,較佳地爲質量至少0.1 ppm且特佳 地至少0.5 ppm之炔系不飽和化合物。氫化程度可藉由適 當地選擇方法參數來設定,該等參數有例如觸媒的選擇、 反應槽內反應混合物之滯留時間、反應溫度及所用氫氣之 份量及/或壓力,且此等適當的參數可藉著簡單的預備性 測試來決定。 第一步驟製得之烴類液流中二烯系不飽和化合物(如 1,2-丁二烯)之含量將視起始原料的成份從質量〇.〇5到2% 之範圍。於第一步驟製得之烴類液流中二烯系不飽和化合 物(如1,2-丁二烯)之含量較佳地爲該二烯系不飽和化合物 之原始份量之至少80%(相對地),更佳地爲至少85%(相對 地),特佳地爲至少90%(相對地)且極佳地爲至少95%(相 對地)。 該1,3-丁二烯之含量,視起始烴類液流之濃度而定, 係指進料口區域之濃度。當丁烯炔氫化成1,3-丁二烯時, 該1,3-丁二烯之含量將隨著所含丁烯炔之份量而增加。同 時,有少部份的1,3_丁二烯會由於氫化而損失掉或者在次 級反應中被反應掉,如形成高沸化合物(綠油)。於本發明 所主張之方法中’較佳地第一步驟結束後之丁二烯之含量 最高爲高出該第一步驟之1,3 -丁二烯之進料濃度之 -22- 1374873 10%(絕對性)的量且最低爲低於該第一步驟之1,3-丁二烯 之進料濃度之10%(絕對性)的量,更佳地係在高出該1,3-丁二烯之進料濃度之5%到低於該1,3-丁二烯之進料濃度 之5 %之間的範圍。 氫化後之排出物可含有少量的高沸化合物(綠油),其 係在氫化期間便已形成。較有利地在把第一步驟之氫化產 物用在第二步驟(調聚反應)之前宜先將高沸化合物從該氫 φ 化產物之烴類液流中分離出來。該高沸化合物可含有例如 4或5個碳原子以上之化合物,以及多數在此步驟中形成 之5個碳原子以上之化合物(綠油)。具有5個碳原子之成 份大多數是原料中的雜質且係與原料一起被引入此製程 中,可加以選擇地可將此等5個碳原子之成份與綠油一起 分離出來或者將其全部或部份地留在C4液流中。該高沸 化合物可在把該烴類混合物用於調聚反應之前先用例如蒸 餾法分離出來。較佳地係把氫化反應之排出物(即第一步 # 驟之產物)直接地(即在未去除高沸化合物之情況下)用在 第二步驟(調聚反應)中當作原料。 任意地可把其它來源之1,3-丁二烯液流與該第一步驟 之排出物混合在一起且將此混合物用於調聚反應,於饋送 至調聚反應之總液流中炔系不飽和化合物之濃度係少於或 等於10 0 ppm。此等其它來源之l53_ 丁二烯之液流可爲例 如以萃取性蒸餾法分離出l53_ 丁二烯之丁二烯工廠之液 流。 如前所述地,於饋送至調聚步驟之烴類混合物中較佳 -23- 1374873 地炔系不飽和化合物之含量以質量計係少於或等於50 ppm,更佳地爲20 ppm。 於本發明調聚步驟中添加到來自第一步驟之烴類液流 之親核劑較佳地爲如下之式III、IV及V之化合物:
Rla-0-H (ΙΠ) Rla-N-H (IV) Rla-COOH (V)
I
Rlb 其中Rla及Rlb係分別選自氫,線性 '分支或環狀之 C1-C22 -院基、嫌基、炔基、C5-C18 -芳基或_CO -院基-(Ci-c8)基團或-CO-芳基,(C5-C1G)基團,且此等基團可具有取 代基選自-CN、-COOH、-COO-烷基-(C丨-c8),-CO-烷基 -(Ci-Cg)、-芳基- (C5-C|。)、-COO -芳.基- (C6-Ci〇)、-CO -芳 基-(C^-Ci。)、-0-院基-(Ci-C8)、-0-C0-院基-(Ci-C8)、-N-烷基 2-((^-(:8)、-CH0、-S03H、-NH2、-F、-Cl、-OH、 -CF3、·Ν02且該等Rla& Rlb基團可藉共價鍵彼此連接在 —起。特佳的親核劑爲如下化合物,其中Rla及Rlb各自 爲Η、甲基、乙基、正丙基、異丙基、第三丁基、正丁 基、第二丁基、戊基、己基'庚基、辛基、辛烯基、辛二 烯基、異壬基、2-乙基己基、正壬基、苯基、間位、鄰位 或對位-甲基苯基、萘基、2,4-二第三丁基苯基、2,6-二第 三丁基甲基苯基、氫羰基、甲羰基、乙羰基、丙羰基或苯 羰基。 具體地,該等親核劑可爲: -水、氨, -24- 1374873 -一元醇及苯酚類如甲醇、乙醇、正丙醇、異丙醇、 烯丙醇、正丁醇、異丁醇、辛醇、2-乙基己醇、異壬醇、 苯甲醇、環己醇、環戊醇或2,7-辛二烯-1-醇、苯酚, -二元醇如乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁 二醇、1,2-丁二醇、2,3-丁 二醇及 1,3-丁 二醇, -羥基化合物如α -羥基醋酸酯, -初級胺如甲胺、乙胺、丙胺、丁胺、辛胺、2,7-辛二 φ 烯胺、癸胺、乙二胺或己二胺, -次級胺如二甲胺、二乙胺、Ν-甲基苯胺、二(2,7-辛 二烯基)胺、二環己胺、甲基環己胺、吡咯啶、哌啶、嗎 啉、哌嗪或己亞胺,或 ' -羧酸如甲酸、乙酸、丙酸、丁烯酸、異丁烯酸、苯 甲酸、1,2-苯二羧酸(酞酸)。 可用在調聚步驟當作親核劑之特佳化合物爲甲醇、乙 醇、2-乙基己醇、辛醇、辛烯醇、辛二烯醇、異丙醇、正 φ 丙醇、異丁醇、正丁醇、異壬醇、甲酸、乙酸'丙酸、正 丁酸、異丁酸、苯甲酸、酞酸、苯酚、二甲胺、甲胺、氨 及/或水。有利地可用甲醇作爲親核劑。 親核劑本身可經由調聚反應來製得,其可直接引入或 就地形成。所以’例如2,7-辛二烯-1-醇可於存在調聚觸 媒下用水及辛二烯就地形成,2,7-辛二烯胺可用氨及1,3-丁二烯形成等等。 在決定調聚反應中親核劑對13·丁二烯之比率時’必 需考慮調聚體中活性氫原子之數目。所以’例如甲醇有一 -25- 1374873 個活性氫原子’乙二醇有兩個活性氫原子、甲胺有兩個活 性氫原子等等。 較佳地在調聚反應中係提供0.001莫耳到10莫耳之 1,3-丁二烯給每莫耳可與該丨,3•丁二烯反應之親核劑之活 性氫原子。當反應係以液相進行時,係以〇· 1莫耳到2莫 耳之1,3-丁二烯對每莫耳活性氫之比率爲佳β 用於調聚反應之觸媒係金屬鈀(Pd)、鐵(Fe)、釕 (Ru)、餓(Os)、鈷(Co)、铑(Rh)、銥(Ir)、鎳(Ni)或鈾(Pt) 之錯合物,特別是碳烯錯合物。較佳地調聚步驟中宜提供 鈀化合物,特別是鈀-碳烯錯合物當作觸媒。 作爲觸媒之金屬錯合物之配體爲例如三價磷化合物或 碳烯。較佳地宜使用具有至少1個雜原子-安定化碳烯作 爲配體之金屬錯合物當作觸媒。此等配體之實例尤其是述 於文獻 DE 101 28 144、DE 101 49 348、DE 101 48 722、 DE 100 62 577、EP 1 308 157 及 WO 01/66248。此等文獻 及特別是其中所述之配體皆併入本發明之揭示中以爲參 考。再者,該活性錯合物可還具有進一步的配體。 更詳細地適當的碳烯配體爲具有如下式VI至IX之化
-26- 1374873 在結構式VI至IX中,該等R2至R7之基團具有如下 意義: R2 ; R3 :彼此相同或不同,爲 a)線性、分支 '取代或無取代之環狀或脂環族之Ci-C24院基, 或b)取代或無取代、單環或多環之C6_24芳基, 或Ο具有4到24個碳原子及至少一個選自N、0、S φ 之雜原子之單環或多環、取代或無取代之雜環; R4,R5 ’ R6 ’ R7 :彼此相同或不同,爲 氫、烷基、芳基、雜芳基、-CN、-C00H、-C00-烷 基-、-C00-芳基-、-0C0-烷基-、-0C0-芳基-、-0C00-烷 ' 基-、-〇coo_芳基、-CH0、-C0-烷基-、-C0-芳基-、-0-烷基、-0-芳基、-NH2、-NH(烷基)-、-N(烷基)2-、-NH(芳 基)-、-N(院基)2-、-F、-Cl、-Br、-1、-OH、-CF3、-N02-、-二茂鐵基、-S03H、-P〇3h2,其中該等烷基具有1-24 φ 個碳原子且該等芳基及雜芳基具有5到24個碳原子且R4 及Rs基團可爲橋接脂族或芳香族環的一部份。 更詳細地,R2及R3爲 -線性、分支、環狀或脂環族之烷基, -單環或多環之C6_24芳基, -含有至少一個選自N、〇、S之雜原子之單環或多 環, 且可進一步地具有取代基選自_CN、_c〇OH、-C00-烷基-、-C00-芳基-、-0C0-烷基 _、_〇c〇_芳基 _、-0C00- -27- 1374873 烷基-、-0C00-芳基、-CHO、-CO-烷基·、-CO-芳基-、 -芳基-、-烷基-、-ο-烷基、-0-芳基、-NH2、-NH(烷基)-、-N (烷基)2- ' -NH (芳基)-、-N (烷基)2-、-F、-CM、-Br、 -I、-OH、-CF3、-N〇2-、-二茂鐵基、-so3h、-P〇3H2。該 等取代基之烷基具有1到24個碳原子且該等取代基之芳 基具有5到24個碳原子。 R4,R5,R6及/或R7之基團彼此相同或不同且可具有 至少一個取代基選自-H、-CN、-COOH、-COO-烷基-、 -COO-芳基-、-0C0-烷基-、-0C0-芳基-、-OCOO-烷基-、-OCOO-芳基、-CHO、-C0-烷基-、-CO-芳基-芳基-、-烷基-、-烯基-、-烯丙基-、烷基、-〇-芳基、 -NH2、-NH(烷基)、-N(烷基)2·、-NH(芳基)-、-N(烷基)2-、-F、-Cl、.Br、_I、-OH、-CF3、-N〇2_、-二茂鐵基、 -S03H、-Ρ03Η2,其中該等烷基可具有1到24個碳原子, 較佳地爲1到20個碳原子,該等烯基可具有2到24個碳 原子,該等烯丙基具有3到24個碳原子且該等單環或多 環芳基可具有5到24個碳原子。 R4至R6基團可經由例如CH2-或CH-基團彼此共價地 連接在一起。 具有酸性氫原子之取代基亦可用金屬或銨離子來代替 質子。 尤其是R2及R3基團可爲含有至少一個雜原子之單環 或多環基圑。其可爲例如衍生自5-及6-員雜烷、雜烯及 雜芳香族之基團如1,4-二噁烷、嗎啉、r -吡喃、吡啶、 -28- 1374873 、吡唑、咪唑、噻唑及噁 下表。此等基團中各化合 之鍵結點。 嘧啶、吡嗪、吡咯、呋喃、嘆吩 哩。R2及R3之特殊實例係示於 物的〜符號係指鍵結到5 -員雜壤
~ A-12 ~ A-13
特佳地R2及R3爲取代或未經取代之苯基如2,4,6_三 甲苯基或2,6 - 一異丙本基。特佳地R4,R5,R6及R7爲 氫、甲基、F或C1。 可直接將金屬-碳嫌錯合物加到調聚反應中或可在反 應期間就地生成該等錯合物。在反應混合物內製備觸媒 時,可以讓具有適當結構之四級銨鹽與鹼反應以生成碳 烯,至少有某個比例的碳烯會與溶液中的金屬形成配位。 -29- 1374873 當以親核劑當作調聚反應之溶劑時,一般係選用於該 等反應條件下係呈液相形式之親核劑。不過,也可使用其 它溶劑。所用溶劑應大致上具有惰性。當所用的親核劑在 該等反應條件下係呈固體形式或者所製得的產物在該等反 應條件下係呈固體形式時宜加入溶劑。更詳細地,適當的 溶劑爲脂族、環脂族及芳香族的烴類化合物如c3-c2Q-烷 類、低級烷類(C3-C2G)之混合物、環己烷、環辛烷、乙基 環己烷、烯類及多烯類、乙烯基環己烷、1,3,7-辛三烯、 來自裂解液之C4餾份之C4-烴類、苯、甲苯及二甲苯;極 性溶劑如三級及次級醇,醯胺類如乙醯胺、二甲基乙醯胺 及二甲基甲醯胺,腈類如乙腈及苄腈,酮類如丙酮、甲基 異丁基酮及二乙基酮;羧酸酯如醋酸乙酯,醚類如丙醚、 乙醚、甲醚、甲基辛基醚、甲基第三丁基醚、乙基第三丁 基醚3 -甲氧基辛烷、二噁烷、四氫呋喃、茴香醚、乙二 醇之烷基及芳基醚、二甘醇、三甘醇、四甘醇、聚乙二 醇、丙二醇、一縮二個丙二醇、二縮三個丙二醇及聚丙二 醇及其它極性溶劑如硫烷、二甲基亞碾、乙烯碳酸酯、丙 烯碳酸酯及水。亦可使用離子性液體如咪銼或吡錠鹽類作 爲溶劑。此等溶劑可單獨使用或以不同溶劑之混合物的形 式來使用。 調聚反應進行的溫度較佳地係在1 〇到1 80 °c的範 圍,更佳地孫在30到120°c的範圍且特佳地係在40到 100°C的範圍。反應壓力較佳地爲1到3 00巴爾,更隹地 爲1到120巴爾,特佳地爲1到64巴爾且極佳地爲1到 -30- 1374873 20巴爾之範圍。 觸媒的濃度,正式的用法係以觸媒金屬相對於總質量 的ppm(質量)値來表示,爲〇.〇1 ppm到1000 ppm,較佳 地爲0.5到100 ppm,特佳地爲1到50 ppm。 碳烯對金屬的比率(莫耳/莫耳)較佳’地爲0.01: 1到 25 0 : 1,更佳地爲1 : 1到100 : 1且特佳地爲1 : 1到 50: 1。在反應混合物中除了碳烯配體以外亦可存在其它 φ 配體如磷配體,例如三苯膦。 在進行調聚反應時若存在鹼通常會較有利。較佳係使 用pKb値小於7之鹼性成份,特別是選自胺類、烷氧化 物、苯氧化物、鹼金屬鹽類、鹼土金屬鹽類之化合物。 ' 適當的鹼性成份有例如胺類像是脂環或/及鏈狀展開 的三烷基胺、醯胺類、脂族及/或芳香族羧酸之鹼金屬鹽 類及/或鹼土金屬鹽類如醋酸鹽、丙酸鹽' 苯甲酸鹽或適 當的碳酸鹽、碳酸氫鹽 '鹼金屬及/或鹼土金屬之烷氧化 鲁 物、磷酸鹽、磷酸氫鹽及/或氣氧化物,較佳地爲鋰、 鈉、鉀 '鈣、鎂、鉋、銨化合物及鱗化合物。較佳地係提 供鹼金屬及鹼土金屬之氫氧化物以及如上通式ΠΙ、IV或 V之親和劑金屬鹽類作爲添加劑。 該鹼性成份之較佳用量爲0.01莫耳%到1〇莫耳%(以 嫌烴量爲基準)’較佳地爲0.1莫耳%到5莫耳%且特佳地 爲0 · 2莫耳%到1莫耳%。 該調聚反應可連續地或批次地進行且並非僅可使用某 些特定型式之反應槽。可用來進行反應之反應槽之實例有 -31 - Γ374873 攪拌式箱型反應槽、級聯型攪拌槽、流通管及環狀反應 槽。亦可採用不同反應槽的組合如具有順流流通管之攪拌 式箱型反應槽。 爲了得到高空間·時間產率,該調聚反應不會完全地 將1,3· 丁二烯轉化掉。較佳地宜把轉化率限制在最高爲 95%,較佳爲88%的程度》 第二步驟之排出物可含有例如該調聚反應之產物、副 產物、"惰性的C4-烴類"、剩下的1,3-丁二烯、剩下的親 核劑及觸媒系統(觸媒金屬、配體、鹼等等)或其它反應的 產物及任何添加的溶劑。該1,2-丁二烯亦出現在反應混合 物中》 存在於調聚反應之排出物中之二烯系化合物,特別是 1.2- 丁二烯,可藉著例如蒸餾從該調聚產物之混合物中分 離出來。 第二步驟之排出物的分餾作用可一般習知的工業方法 如蒸餾或萃取來進行。例如,可藉蒸餾分離出如下餾份: -含有正丁烷、異丁烷、1-丁烯、2-丁烯、異丁烯、 1.3- 丁二烯、1,2-丁二烯及可能還含有全部或某些親核劑 之C4餾份, -含有目標產物(2,7·辛二烯衍生物)之餾份, -含有副產物之餾份及/或 -含有觸媒之餾份及 -若適當,含有親核劑之餾份及/或 -若適當,溶劑之餾份。 -32- 1374873 於各例中,含有親核劑之餾份、含有溶劑之餾份及含 有觸媒之餾份可以全部地或部份地再循環到第二步驟或其 它步驟再作處理。 式I之目標產物可就此使用或作爲製造其它物質之前 體。例如目標產物1-甲氧基辛-2,7-二烯可藉著先氫化兩 個雙鍵且接著除去甲醇來被轉化成1-辛烯。 於一較佳具體例中,此方法還包含了第三步驟,於其 φ 中C4餾份會與來自第二步驟之其它排出物分離開來。特 別地當親核劑與一或多種C4成份形成共沸物時,以分離 作用取得之C4-烴類餾份中仍會含有部份的親核劑。會形 成此等共沸物之親核劑的實例有水及甲醇。 該C4餾份可用不同方法處理。第一種方法是例如藉
著蒸餾及/或萃取性蒸餾把1,2-丁二烯從c4餾份中分離出 來,且將其送去作進一步的利用。另一選擇地,可將該 C4餾份送去進行去除二烯系化合物的選擇性氫化,即將 φ 殘餘的1,2-丁二烯及1,3-丁二烯轉化成1-丁烯及2-丁烯 類。此等氫化爲此技術所習知且係述於例如 US 5 4 7 5 1 7 3 ' DE 3 1 1 98 50 及 F. Nierlich,F. Obenhaus, Er do 1 6 Kohle, Erdgas,Petrochemie( 1 986) 3 9,73 -7 8。工業上, 該等氫化法可採單階段或多階段進行。以液相進行氫化時 較佳地係以異質支撐之鈀觸媒來進行。若需要,任何C4 餾份中的親核劑可在氫化前或氫化後用任何習知的方法分 離出來。易溶於水之親核劑(如甲醇)可用水洗漉來除去。 想要乾燥c4液流,我們已發現使用乾燥管柱特別有用。 -33- 1374873 如此製得且大致上不含1,3 -丁二烯、ι,2 -丁二烯及親核劑 (丁二烯含量較佳地少於5000 ppm)之C4-烴類混合物極大 部份地相當於商業性的提餘液I且可類似提餘液〗般採用 習知方法進一步地加工處理。例如,該等混合物可用來製 備第三丁基醇、二異丁烯(或異辛烷)、甲基第三丁基醚、 乙基第三丁基醚、1-丁烯或C4二聚體及寡聚體。 如果在第二步驟中係使用甲醇或乙醇作爲親核劑時, 還有另一種方法爲不除去親核劑而是把氫化之排出物直接 送去醚化’此時醇會與C4液流中的異丁烯形成甲基第三 丁基醚或乙基第三丁基醚。同樣地此反應也是用工業習知 的方法來進行,通常是在以離子交換劑作爲觸媒的情況下 進行。爲了使異丁烯徹底地轉化,可能必需再添加額外的 醇類》 如下實例係用以顯示本發明而並非限制其範圍,本發 明之範圍係由內容之說明及申請專利範圍來界定。 實施例1:使用含銅觸媒進行選擇性氫化 氫化工廠含有直徑Mmm且長度2m之溢流式滴流床 反應槽且具有外電路。將反應槽用電加熱使得反應可隔熱 地進行。觸媒體積爲0.3 07公升。係採用銅-鋅觸媒當做 催化劑:6%Cu於ZnO九粒上且爲Degussa之H90 1 6型。 輸入溫度爲30°C且藉著氫把反應槽之壓力調成10巴爾。 進料之C4-烴類混合物之總量爲1.8 5 3 kg。選擇性氫化係 基於GB 1,066,765號之方法來進行。選擇性氫化之產物 -34- 1374873 的組成示於表1。可以清楚地看到在運轉4小時後乙烯基 乙炔及1-丁炔之含量降至零,但是1,3-丁二烯及12 —丁二 烯的含量並沒有顯著變化。 實施例2:含有1,3-丁二烯之C4-烴類混合物與甲醇 之調聚反應 調聚反應之一般方法 φ 於100毫升Schlenk管中,於保護性氣體下把55.9 mg (0.18 mmol)之乙醯基丙酮酸鈀及0.393 g(〇.75 mmol)之 ^-二㈠^”-三甲基苯基丨咪銼-鄰位-甲酚氧基“^^“心)-鄰位甲酚溶解在50 g(1.56 mol)甲醇中。於Btichi之3-公 • 升高溫壓釜中,把6.72 g(0.06 mol)鄰位甲酚(用水浴加熱 到40°C)及3.47 g(〇.〇6 mol)之甲氧化鈉溶解在115 g甲醇 及100 g(0.52 mol)二縮三個丙二醇中。接著用氣體壓力罐 把550 g之C4-烴類混合物注入高溫壓釜中(份量係由C4 φ 儲存瓶質量減少的情形來決定)。在攪拌下將高溫壓釜加 熱到反應溫度。把含鈀溶液加到高溫壓釜之內容物中且反 應藉由線上氣相層析來監測。反應時間爲1 4個小時。 GC分析: GC(第 1 管柱:DB-WAX/A1203,第 2 管柱:DB-Wax/HP-5MS;初始溫度:50-C,最高溫度:200X:,起始 時間:1分鐘’平衡時間:3分鐘;溫度計劃:以15 °C min.1 從 5 0°C 到 20〇t,運轉時間 1 1 min ; inj · : 22(TC, 恆定流)。 -35- 1374873 tR(C4-烴類)= 2.762 min, tR(甲醇)= 3.152 min,tR(l,7-辛二烯)= 3.866 min, tR(反式-1,6-辛二烯)= 3.95 8 min,tR(順式-1,6-辛二烯)= 4.03 0 min’ tR(順式-1,3,7-辛三烯)= 4.291 min,tR(反式-1,3,7-辛三烯)= 4.292 min,tR(乙烯基環己烷)= 4.448 min, tR(異丁院)= 4.552 min,tR(正丁院)= 4.822 min,tR(3-MODE) = 5.523 min,tR(反式-丁嫌)= 6.116 min,tR(l -丁 烯)= 6.240 min,tR(異丁烯)= 6.412 min’ tR(順式-丁 燃)=6 · 6 1 6 m i η,t r (1 - Μ 0 D E) = 6 · 6 5 0 m i η,t r (1,2 - 丁二 嫌)= 6.900 min,tR(l,3-丁二稀)= ).526 min。 2,7-辛二烯基1-甲基醚(=l-MODE) 1,7-辛二烯基3-甲基醚( = 3-MODE) 實施例2.1 : 於本發明此實施例中係使用來自實施例1之C4-烴類 混合物。 實施例2.2 : 於本發明此實施例中,不含炔類但含二烯之C4烴類 混合物含有43.53重量%之1,3-丁二烯,1.95重量%之異 丁烷,4.79重量%之正丁烷,4.58重量%之反式丁烯, 17.2〇重量%之1-丁烯,24.5 5重量%之異丁烯,3.15重量 %之順式丁烯,0.1重量%之1,2 - 丁二烯。 -36- 1374873 比較例2 · 3 : 於此比較例中’所用之不含炔且不含二烯之C4-烴類 混合物係含有43·19重量%之I,3-丁二烯,1.73重量%之 異丁烷,6.86重量%之正丁烷’ 5.12重量%之反式丁烯, 14.80重量%之卜丁烯’ 24.56重量%之異丁烯,3」7重量 %之順式丁烯。 比較例2.4 ·_ 於此比較例中,所用之含有炔但不含二烯之C4-烴類 混合物係含有43.19重量%之1,3-丁二烯,1.73重量%之 異丁烷,6.86重量%之正丁烷,5.12重量%之反式丁烯, 14.80重量%之1-丁烯,24.56重量%之異丁烯,3乃7重量 %之順式丁烯,0.0015重量%之乙烯基乙炔及0.0012重量 %之1-丁炔。 比較例2.5 : 於此比較例中,所用之含有炔且含有二烯之C4-烴類 混合物係含有43.5 3重量%之1,3-丁二烯,1.95重量%之 異丁烷,4.79重量%之正丁烷,4.58重量%之反式丁烯, 17.20重量%之1-丁烯,24.55重量%之異丁烯,3.15重量 %之順式丁烯,0.11重量%之1,2-丁二烯,0.0017重量% 之乙烯基乙炔及0.0010重量%之1-丁炔。 實施例2.1到2.5的結果可見於表2。比較實施例2.3 顯示二烯系化合物對觸媒效能並無影響。比較實施例2.4 -37- 1374873 及2.5類似地顯示二烯系化合物對觸媒沒有影響。雖然催 化作用起動的稍爲緩慢,但是仍以同樣高的選擇性達到 1 0 0 %轉化率。
-38- 1374873
睬煺忉鬆仞蟀騷國-寸0安_趄皸1^1撇 剩餘物質 [重量%] 0.01 0.04 002 0.03 0.04 0.02 0.03 0.03 0.04 0.02 0.02 0.04 1-丁炔 [重量%] 0.13 0.12 0.13 0.13 0.12 0.11 0.09 1 0.11 0.07 0.06 0.00 0.00 乙烯基乙炔 [重量%] 0.74 0.62 0.57 0.55 0.52 s 0.19 Ί 0.12 0.08 0.00 0.00 0.00 1,3-丁二烯 [重量%] 43.25 43.35 43.45 43.44 1 43.41 43.23 42.99 43.14 42.69 42.73 42.19 41.68 1,2-丁二烯 [重量%] 0.12 0.12 0.10 0.12 0.14 1 0.10 0.14 0.14 0.12 0.13 0.11 0.11 順式丁烯 厘量%1 2.55 2.59 2.62 2.64 2.60 2.66 2.68 2.64 2.71 2.73 2.70 2.74 異丁烯 [雷量%] 24.01 24.02 23.94 23.97 1 23.97 24.03 24.15 24.01 24.17 24.04 24.21 24.10 1-丁烯 [重量%] 14.80 14.81 14.85 14.82 14.88 15.06 15.23 15.32 15.50 15.62 15.96 16.34 反式丁烷 ('重量%] 3.90 4.03 4.00 4.01 1 4.05 j 4.13 4.16 ! 4.16 4.25 4.35 4.43 4.59 正丁烷 [重量%] 6.67 6.52 6.52 6.49 6.51 6.54 6.53 1 6.52 6.56 6.53 6.53 6.57 異丁烷 重量%] 3.82 3.81 3.80 3.81 3.78 3.79 3.82 1 3.82 3.83 3.80 3.85 3.83 時間 r^i 0.00 0.25 0.50 0.75 1.00 1.50 2.25 2.50 3.00 3.50 4.00 4.50 -39- (3匡揖«)睬堤N If吆嵌騾:CN« 比較例2.5 選擇性 g 1 100 97.0 96.8 96.1 轉化率 g v〇 55.7 100.0 100.0 時間 [分鐘] 〇 Ο 420 840 比較例2.4 選擇性 g 88.8 96.4 96.6 96.3 轉化率 g in ι—Η 32.5 100.0 100.0 時間 [分鐘] Ο 00 cn 540 840 比較例2.3 選擇性 £ q d 96.7 95.9 95.9 轉化率 g ο d 65.6 100.0 99.9 時間 [分鐘] ο Ο Ο ΓΛ 00 950 實施例2.2 選擇性 g 丨 100.0 96.9 96.3 轉化率 g VO 73.0 100.0 100.0 時間 [分鐘] ο Ο 340 Ο (Ν οο 實施例2.1 選擇性 g 90.1 \〇 ν〇 〇\ 96.6 96.0 轉化率 g Ο) 1 68.4 100.0 100.0 時間 [分鐘] ο ο Τ·*Η 360 780
iHl'm觊-N3 α 〇 Η -1 諒=却皸趟 -40-
Claims (1)
1374873 十、申請專利範圍 1. 一種用含有二烯系不飽和化合物及質量超過100 ppm之炔系不飽和化合物並含有I,3-丁二烯之烴類液流來 製備如下之式I化合物之方法: I 其中X爲0Rla或NRhRlb基團,其中Rla及Rlb係分 ® 別選自氫,線性、分支或環狀之CrCu-烷基、烯基、炔 基、c5-c18-芳基或-CO-烷基-(Ci-C8)基團或-CO-芳基-(c5-. C1G)基團,且此等基團可具有取代基選自-CN、-COOH、 -COO-院基-(C^-Cs),-CO-烷基-(Ci-C8)、-芳基-(C5-C10)、-coo-芳基-(C6-C1())、-CO-芳基-(C6-C10)、-Ο-烷 基- (Ci-Cs)、-O-CO -院基 _(Ci_C8)、-N -院基 2-(Ci_C8)、 -CHO、-S03H、·ΝΗ2、-F、-Cl、-OH、-CF3、-N02 且該 等Rla& Rlb基團可藉共價鍵彼此連接在一起,於該方法 ® 中該炔系不飽和化合物係在第一步驟中被除去且該1,3-丁 二烯係在第二步驟(調聚步驟)中於存在一種金屬化合物下 與親核劑反應,其中在來自第一步驟且被用來當作第二步 驟之原料之烴類液流中該炔系不飽和化合物之含量以質量 計係少於或等於100 ppm且該二烯系不飽和化合物之含量 至少爲該二烯系不飽和化合物之原始份量的75%(相對而 言)。 2.如申請專利範圍第1項之方法,其中如下之式Ila 或lib化合物: -41 - 1374873
Πα lib 係用1,3· 丁二烯與如下之式111、〗乂或V之親核劑反 應來製得: R,a-0-H (ΙΠ) (Rla)(R,b)N-H (IV) Rla-COOH (V) 其中1113及Rlb之定義同申請專利範圍第1項所述。 3. 如申請專利範圍第1項之方法,其係以C4-烴類餾 份當作烴類液流。 4. 如申請專利範圍第1項之方法,其中該炔系不飽和 化合物係用萃取法分離出來的。 5 .如申請專利範圍第1項之方法,其中該炔系不飽和 化合物係用氫化法除去。 6.如申請專利範圍第5項之方法,其中該氫化法係採 用含銅觸媒。 7·如申請專利範圍第5項之方法,其中該氫化法係採 用含鈀觸媒。 8. 如申請專利範圍第5項之方法,其中在來自第一步 驟之氫化產物混合物在送至第二步驟(調聚反應)使用之 前,先把含有4或5個碳原子以上之多種化合物從該氫化 產物混合物之烴類液流中分離出來。 9. 如申請專利範圍第1項之方法,其中來自第—步,驟 之產物之烴類液流係直接用在第二步驟中當作原料。 10·如申請專利範圍第1項之方法,其中來自第—步 -42- 1374873 '驟之產物之烴類液流會與來自丁二烯工廠之1,3-丁二烯液 流混合在一起並將該等混合物用在第二步驟中。 11. 如申請專利範圍第1項之方法,其中在饋送到調 聚步驟之烴類混合物中該炔系不飽和化合物之含量以質量 計係少於5 0 p p m。 12. 如申請專利範圍第1項之方法,其中在饋送到調 聚步驟之烴類混合物中該炔系不飽和化合物之含量以質量 ^ 計係少於20 ppm。 13. 如申請專利範圍第1項之方法,其中可用在第二 步驟之親核劑有甲醇、乙醇、2-乙基己醇、辛醇、辛烯 • 醇、辛二烯醇、異丙醇、正丙醇、異丁醇、正丁醇、異壬 • 醇、甲酸、乙酸、丙酸、正丁酸、異丁酸、苯甲酸、酞 酸、苯酚、二甲胺、甲胺、氨或水。 1 4 .如申請專利範圍第1項之方法,其中第二步驟係 採用金屬-碳烯錯合物當作調聚觸媒。 • 15·如申請專利範圍第14項之方法,其中第二步驟係 採用鈀-碳烯錯合物當作調聚觸媒。 1 6 ·如申請專利範圍第1項到第1 5項中之任一項之方 法’其中該二烯系不飽和化合物係用蒸餾法從調聚產物混 合物中分離出來。 1 7 ·如申請專利範圍第1項到第1 5項中之任一項之方 法’其中C4餾份係從第二步驟的排出物中分離出來的且 二烯系化合物係用選擇性氫化法除去。 1 8 ·如申請專利範圍第1 7項之方法,其中已氫化之c4 -43- 1374873 顧份係類似提餘液i般來處理β 19·如申請專利範圍第1項到第15項中之任一項之方 法,其中式I中X爲0111!1或NRlaRlb基團,其中 I 1113爲H、甲基、乙基”正丙基、異丙基、第三丁 基、正丁基、第二丁基、戊基、己基、庚基、辛基、辛稀 基、辛二烯基、異壬基、2 -乙基己基、正壬基、苯基、間 位、鄰位或對位-甲基苯基、萘基、2,4-二第三丁基苯基、 2.6- 二第三丁基甲基苯基、氫羰基、甲羰基、乙羰基、丙 羰基或苯羰基 及 Rlb. Η、甲基、乙基、正丙基、異丙基、第三丁 基、正丁基、第二丁基、戊基、己基、庚基、辛基、辛烯 基、辛二烯基、異壬基、2-乙基己基、正壬基、苯基、間 位、鄰位或對位-甲苯基、萘基、2,4·二第三丁基苯基、 2.6- 二第三丁基甲基苯基、氫羰基、甲羰基、乙羰基、丙 羰基或苯羰基。 -44 -
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