包括液液萃取步驟的用于由粗甘油生產(chǎn)二氧戊環(huán)化合物的方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明描述了一種用于生產(chǎn)具有式(I)的二氧戊環(huán)化合物的方法其中：R1和R2獨(dú)立地代表氫或從1到10個(gè)碳原子的烷基鏈，R3和R4獨(dú)立地代表氫、從1至5個(gè)碳原子的烷基鏈、或具有一個(gè)或多個(gè)羥基基團(tuán)的從1至5個(gè)碳原子的烷基鏈，所述方法依次包括在粗甘油與醛或酮之間進(jìn)行的反應(yīng)步驟，以及使用對(duì)應(yīng)于以下式II的用于進(jìn)行萃取的酮類(lèi)溶劑的液液萃取步驟A-CO-B其中A和B獨(dú)立地是具有2至10個(gè)碳原子的烷基鏈、或苯基，A和B不包含羥基官能團(tuán)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】包括液液萃取步驟的用于由粗甘油生產(chǎn)二氧戊環(huán)化合物的方法
[0001]本發(fā)明涉及一種用于生產(chǎn)二氧戊環(huán)化合物的方法，該方法包括在粗甘油與醛類(lèi)或酮類(lèi)之間進(jìn)行反應(yīng)的步驟，以及液液萃取步驟。
【背景技術(shù)】
[0002]耜.甘油[0003]粗甘油是獲得生物柴油的方法、即植物性原料(如天然油或動(dòng)物油脂)與低級(jí)醇類(lèi)的酯交換的副產(chǎn)物。
[0004]這樣的酯交換過(guò)程是最經(jīng)常被用來(lái)例如在均相或非均相堿性催化劑存在的情況下使得植物油(例如椰子、大豆、蓖麻、向日葵、花生)和動(dòng)物油脂能夠用作燃料的方法。
[0005]人們從在堿性或酸性介質(zhì)中的酯交換反應(yīng)獲得一種單醇酸酯以及甘油，該單醇酸酯是一種生物柴油燃料。
[0006]用于該反應(yīng)的通式將是:
[0007]三酸甘油酯+3烷基醇一甘油+3脂肪酸烷基酯
[0008]在該酯交換反應(yīng)中形成的單醇酸酯和甘油是實(shí)質(zhì)上不互溶的并且在該反應(yīng)結(jié)束時(shí)通過(guò)傾析分離。
[0009]非常普遍地，在獲得生物柴油的方法中，用鹽酸中和酯交換反應(yīng)產(chǎn)物是在傾析出的甘油中溶解的氯化鈉污染的來(lái)源。氯化鈉的存在加速了不銹鋼設(shè)備中的腐蝕。
[0010]這種原料甘油(酯交換反應(yīng)的副產(chǎn)物)具有低純度并且包含幾種污染物當(dāng)中的脂肪酸、脂肪酸鹽、無(wú)機(jī)鹽、無(wú)機(jī)酸、無(wú)機(jī)堿、水、低級(jí)醇、單-、雙-和三酸甘油酯、脂肪酸與低級(jí)醇的酯、酯交換催化劑殘余物等。為了使得能使用這種原料甘油，傳統(tǒng)途徑是通過(guò)幾個(gè)純化步驟除去其污染物，以獲得一種通常被稱(chēng)為金色甘油(blond glycerin)的更純的產(chǎn)物，然后將其再蒸餾，以達(dá)到高純度。明顯地，當(dāng)與直接使用粗甘油相比時(shí)，這是一種時(shí)間長(zhǎng)并且昂貴的方法。
[0011]二氧戊環(huán)和獲得它的方法
[0012]在此處使用的意義上，二氧戊環(huán)類(lèi)是一組包含1，3_ 二氧戊環(huán)的、已知用于幾種應(yīng)用(如藥用活性物、化學(xué)中間體以及溶劑)的有機(jī)化合物。作為溶劑的特定用途是令人感興趣的，因?yàn)樵诰哂蓄?lèi)似的性能的情況下它比傳統(tǒng)溶劑的有害性更小。
[0013]通過(guò)使甘油與酮或醛進(jìn)行反應(yīng)來(lái)制備二氧戊環(huán)化合物是眾所周知的，例如在以下出版物中:R.J.費(fèi)森登和J.F.費(fèi)森登，有機(jī)化學(xué)，第2版，524頁(yè)，1982(R.J.Fessenden&J.F.Fessenden, Organic Chemistry, Second Edition, Page524, 1982)以及 T.W.格林，有機(jī)化學(xué)中的保護(hù)基團(tuán)，約翰威立，1981 (T.ff.Greene, Protective Groups in OrganicChemistry, John ffiley&Sons, 1981)。在提及該反應(yīng)時(shí),沒(méi)有提及粗甘油的使用以及污染物的影響。

【發(fā)明內(nèi)容】
[0014]本發(fā)明涉及一種用于生產(chǎn)二氧戊環(huán)化合物的方法，該方法包括至少兩個(gè)步驟，即:
[0015]A-在粗甘油與醛或酮之間進(jìn)行反應(yīng)；
[0016]B-使用一種進(jìn)行萃取的酮類(lèi)溶劑的液液萃取。
[0017]在粗甘油與醛或酮之間的反應(yīng)導(dǎo)致在反應(yīng)釜中形成至少兩個(gè)層。頂部層(其中存在大部分所產(chǎn)生的二氧戊環(huán))還包括醛或酮、水、甘油、以及典型最高達(dá)1.0%重量的氯化物含量。為了提高二氧戊環(huán)的純度，特別是通過(guò)降低這種所不希望的氯化物含量，否則這些氯化物將促進(jìn)在利用所產(chǎn)生的二氧戊環(huán)的進(jìn)一步的操作中使用的任何設(shè)備中的腐蝕，本發(fā)明提出對(duì)所述頂部層使用萃取溶劑進(jìn)行液液萃取。根據(jù)本發(fā)明，出人意料地發(fā)現(xiàn)在旨在降低氯化物含量的該液液萃取步驟中，某些酮溶劑比其他的有效得多。
[0018]例如對(duì)從該反應(yīng)步驟獲得的主要包含甘油、脂肪酸鹽、氯化鈉、以及水的一個(gè)或多個(gè)下部層進(jìn)行處理以將甘油再循環(huán)到反應(yīng)釜中或?qū)⑵鋬艋?。?duì)來(lái)自該反應(yīng)步驟的那些下部層的處理不是本發(fā)明的必須部分。
[0019]更具體地，本發(fā)明涉及一種方法，該方法包括至少兩個(gè)步驟，一個(gè)步驟是在粗甘油與醛或酮之間進(jìn)行反應(yīng)，旨在獲得與以下式(I)相對(duì)應(yīng)的二氧戊環(huán)化合物
[0020]
【權(quán)利要求】
1.一種用于生產(chǎn)具有式(I)的二氧戊環(huán)化合物的方法
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，Rl和/或R2選自甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、異丁基、戍基、以及異戍基。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，用于該液液萃取步驟的所述酮類(lèi)溶劑選自MIBK (甲基異丁基酮)、DIBK (二異丁基酮)以及苯乙酮，其單獨(dú)或組合使用。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，該進(jìn)行反應(yīng)的酮是丙酮、環(huán)己酮、甲基環(huán)己酮、甲基環(huán)戊酮、甲基異丁基酮、4-羥基-4-甲基-2-戊酮、2-丁酮、3-丁酮、二異丁酮、4-甲基-3-戊烯-2-酮、2-壬酮、2-戊酮、3-甲基-2- 丁酮、以及1-苯乙酮中的一種或多種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，該進(jìn)行反應(yīng)的醛是甲醛、乙醛、2-乙基己醛、以及糠醛中的一種或多種。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述二氧戊環(huán)化合物是2-烴基-1，3-二氧戊環(huán)-4-甲醇，具體地選自2，2-二甲基-1，3-二氧戊環(huán)-4-甲醇、2，2-二異丁基-1，3-二氧戊環(huán)-4-甲醇、2-異丁基-2-甲基-1，3-二氧戊環(huán)-4-甲醇、2-丁基-2-乙基-1，3- 二氧戊環(huán)-4-甲醇、或2-苯基-1，3- 二氧戊環(huán)-4-甲醇。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，該方法包括以下步驟: a-使粗甘油和酮或醛進(jìn)行反應(yīng)； b-允許出現(xiàn)頂部輕相和一個(gè)或多個(gè)下部重相； C-將所述頂部輕相與其他下部重相分離； d-通過(guò)使所述分離出的輕相與具有式II的進(jìn)行萃取的酮類(lèi)溶劑相接觸來(lái)對(duì)該分離出的輕相進(jìn)行液液萃?。? e_允許出現(xiàn)萃取出的液相和萃余液相；f-回收該萃余液相； g-回收含有所希望的二氧戊環(huán)化合物的該萃取出的液相。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，步驟c是通過(guò)傾析、過(guò)濾、或離心進(jìn)行的。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，在步驟a之前對(duì)該粗甘油進(jìn)行脫水。
10.根據(jù)權(quán)利要求7至9中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，進(jìn)行步驟d使得在進(jìn)行萃取的酮類(lèi)溶劑與所述頂部輕相之間的重量比的范圍為從0.1至10。
11.根據(jù)權(quán)利要求7至10中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在步驟C與d之間、或者在步驟f與g之間用堿對(duì)該頂部輕相進(jìn)行中和步驟，隨后進(jìn)行過(guò)濾。
【文檔編號(hào)】C07B41/04GK103842351SQ201180073853
【公開(kāi)日】2014年6月4日 申請(qǐng)日期:2011年9月30日 優(yōu)先權(quán)日:2011年9月30日
【發(fā)明者】E·羅德里奎斯, A·馬爾海洛 申請(qǐng)人:羅狄亞聚酰胺特殊品有限公司