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      來自再生聚酯的單體的純化的制作方法

      文檔序號(hào):12140044閱讀:579來源:國知局
      來自再生聚酯的單體的純化的制作方法與工藝
      聚酯,如聚(對(duì)苯二甲酸乙二醇酯)(PET)具有優(yōu)異的熱性能和機(jī)械性能。PET的主要用途包括制造錄音帶和錄像帶、紡織品、X射線膜和食品包裝,特別是用于水和軟飲料的瓶子。在2009年,僅僅PET包裝的世界消耗是約15.5公噸,并且已經(jīng)估計(jì)以每年5.2%的增長速率到2017年增加至接近19公噸。盡管它有許多益處,但是通常由PET制成的物品使用較短的時(shí)間然后丟掉,特別是水和軟飲料的瓶子。來自石油類塑料,如PET產(chǎn)生的廢料的累積已經(jīng)在世界范圍內(nèi)變?yōu)榄h(huán)境上的擔(dān)憂。PET存在于自然界中僅相對(duì)短的時(shí)期,并且微生物還沒有進(jìn)化出消耗它們的新的酶結(jié)構(gòu)。因此,由PET制成的制品通常被掩埋在垃圾填埋場或被燃燒來終止其壽命周期,這可以產(chǎn)生不希望的氣體排放。因此,已經(jīng)提出了用于PET的其他壽命終止的解決方案,如再生。一種再生的方法是基于PET的解聚。已經(jīng)根據(jù)回收的產(chǎn)品的最終用途,研究了用于PET解聚的許多方法。每種方法具有其自身的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。一些方法的缺點(diǎn)是難以以足夠純的狀態(tài)分離回收產(chǎn)物用于進(jìn)一步的用途。因此,在本領(lǐng)域仍存在對(duì)于用于基于解聚的再生PET,特別是純化解聚產(chǎn)物的方法的需要。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:本文闡述了多種示例性的實(shí)施方式,并且不應(yīng)將其視為限制權(quán)利要求的范圍。公開了由含對(duì)苯二甲酸酯的聚合物組合物再生雙(2-羥基烷基)對(duì)苯二甲酸酯單體的方法,該方法包括:解聚含對(duì)苯二甲酸酯的聚合物以提供雙(羥基烷基)對(duì)苯二甲酸酯;以及通過連續(xù)的多柱液相色譜法由包含解聚的含對(duì)苯二甲酸酯的聚合物的組合物分離雙(羥基烷基)對(duì)苯二甲酸酯。在另一實(shí)施方式中,再生包含對(duì)苯二甲酸乙二醇酯單元的聚酯的方法包括:在C1-6亞烷基二醇和醇解催化劑的存在下解聚聚酯以提供包含雙(羥基烷基)對(duì)苯二甲酸酯的組合物;以及使用二氧化硅固定相和包含溶劑的組合的流動(dòng)相組合物,通過連續(xù)的多柱液相色譜法由解聚的組合物分離雙(羥基烷基)對(duì)苯二甲酸酯。在另一實(shí)施方式中,再生包含對(duì)苯二甲酸乙二醇酯單元的聚酯的方法包括:在乙二醇和二醇解(glycolysis)催化劑的存在下解聚聚酯以提供包含雙(2-羥基乙基)對(duì)苯二甲酸酯的組合物;以及使用二氧化硅固定相和包含溶劑的組合的流動(dòng)相組合物,通過連續(xù)的多柱液相色譜法由解聚的組合物分離雙(2-羥基乙基)對(duì)苯二甲酸酯。通過以下附圖、詳細(xì)說明、實(shí)施例和權(quán)利要求進(jìn)一步示出和描述了本發(fā)明。附圖說明圖1示出了來自PET的二醇解的粗雙(2-羥基乙基)對(duì)苯二甲酸酯(BHET)的HPLC譜。圖2示出了主要雜質(zhì),O,O'-乙烷-1,2-二基雙(2-羥基乙基)二對(duì)苯二甲酸酯(BHET的二聚物)的1HNMR圖譜。圖3示出了使用不同條件(6-12%的正丙醇/水)的粗BHET的洗脫曲線的重疊。圖4示出了用45%THF/己烷作為洗脫條件使用InertsilSilica的粗BHET的洗脫曲線。具體實(shí)施方式在本文中的發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了用于純化含對(duì)苯二甲酸酯的聚合物,特別是可以由聚(對(duì)苯二甲酸乙二醇酯)的醇解所獲得的雙(羥基烷基)對(duì)苯二甲酸酯的回收產(chǎn)物的出乎意料的有效方法。含對(duì)苯二甲酸酯的聚合物可以獲得自任何合適的來源,其可以包括制造的過量或廢料,或者使用后的消耗物品,如飲料瓶、食品容器、其他的液體容器、包裝和/或合成纖維、膜和紗線。在聚合物的解聚的準(zhǔn)備中,可以通過一種或多種過程處理該使用后的消耗物品,包括但不限于:i)分選,ii)預(yù)洗滌,iii)粗切割,iv)去除石頭、玻璃和金屬,v)空氣分離(airsifting)以去除膜、紙和標(biāo)牌,vi)研磨、干燥和/或潤濕,vii)去除聚(氯乙烯)、高密度聚(乙烯)、低密度聚(乙烯)和/或其他聚合物,viii)熱洗滌,ix)堿洗滌,x)苛性表面蝕刻,xi)沖洗,xii)潔凈水沖洗,xiii)干燥,xiv)薄片的空氣分離以及xv)薄片分選??梢砸匀魏纹谕捻樞騿为?dú)地或組合地使用上述過程以制備用于解聚反應(yīng)的對(duì)苯二甲酸酯聚酯。含對(duì)苯二甲酸酯的聚合物可以是碎片、薄片、顆粒、粉末和/或其他的優(yōu)選在制造工廠中不變?yōu)闅廨d塵埃的顆粒形式。含對(duì)苯二甲酸酯的聚合物包含對(duì)苯二甲酸酯酯單元,可選地與其他類型的聚合物單元結(jié)合。含對(duì)苯二甲酸酯的聚合物優(yōu)選地是含對(duì)苯二甲酸酯的聚酯,且最優(yōu)選含對(duì)苯二甲酸乙二醇酯重復(fù)單元的聚酯。含對(duì)苯二甲酸酯的聚合物不限于直鏈的均聚物。例如,含對(duì)苯二甲酸酯的聚合物可以包含支鏈的、超支化的、樹枝狀的、環(huán)狀的和/或星形的構(gòu)造。含對(duì)苯二甲酸酯的聚合物可以是共聚物,例如,無規(guī)共聚物、嵌段共聚物、多嵌段共聚物、交替共聚物、三聚物等等。在一個(gè)實(shí)施方式中,含對(duì)苯二甲酸酯的聚合物是PET均聚物,或者包含對(duì)苯二甲酸乙二醇酯重復(fù)單元的聚酯共聚物,例如包含對(duì)苯二甲酸乙二醇酯和對(duì)苯二甲酸丁二醇酯重復(fù)單元的聚(對(duì)苯二甲酸乙二醇酯-共-對(duì)苯二甲酸丁二醇酯)共聚物。含對(duì)苯二甲酸酯的聚合物可以是包含其他的聚合物(例如,聚(氯乙烯))的組合物的部分。各自基于含對(duì)苯二甲酸酯的聚合物的總重量,其他的聚合物(例如,聚(氯乙烯))可以以0wt%至5wt%、或0wt%至1wt%、或0wt%至0.1wt%、或更優(yōu)選地0wt%至0.001wt%的量存在?;诤瑢?duì)苯二甲酸酯的聚合物的總重量,含對(duì)苯二甲酸酯的聚合物可以以0wt%至5wt%、0wt%至1wt%、0wt%至0.1wt%的量,并且更優(yōu)選地以0wt%至0.001wt%的量包含低密度聚乙烯(LDPE)和/或高密度聚乙烯(HDPE)。包含含對(duì)苯二甲酸酯聚合物的組合物可以進(jìn)一步地包含添加劑,例如抗沖改性劑,如本體丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯乳劑、苯乙烯-丙烯腈(SAN)或其他的熱塑性或熱固性聚合物,例如聚碳酸酯。然而,各自基于含對(duì)苯二甲酸酯的聚合物的總重量,含對(duì)苯二甲酸酯的聚合物之外的聚合物的總量是0wt%至20wt%、或0wt%至10wt%、或0wt%至5wt%或更優(yōu)選地0wt%至1wt%。此外,包含含對(duì)苯二甲酸酯聚合物的組合物可以包含已知用于配制含對(duì)苯二甲酸酯聚合物的其他添加劑,例如脫模劑、UV穩(wěn)定劑、防滴落劑、抗氧化劑、阻燃劑、阻燃增效劑、熱穩(wěn)定劑、淬滅劑、磷酸鹽穩(wěn)定劑、顏料、染料、二氧化鈦、炭黑、滑石、玻璃、碳酸鈣及它們的組合。然而,在一個(gè)實(shí)施方式中,各自基于含對(duì)苯二甲酸酯的聚合物的總重量,所有添加劑的總量為0wt%至20wt%、或0wt%至15wt%、或0wt%至10wt%、或更優(yōu)選地0wt%至5wt%。將包含含對(duì)苯二甲酸酯聚合物的組合物解聚。用于含對(duì)苯二甲酸酯的聚合物,特別是含對(duì)苯二甲酸酯的聚酯的化學(xué)再生方法包括醇解(在二醇的情況下為二醇解)、水解、甲醇解、氨解和其他。醇解(在二醇的情況下為二醇解)是優(yōu)選的,并且包括將亞烷基二醇(或甘醇)嵌入至包含對(duì)苯二甲酸酯單元的鏈中以產(chǎn)生雙(羥基烷基)對(duì)苯二甲酸酯。解聚反應(yīng)混合物包含含有2至5個(gè)碳的C1-5亞烷基二醇。該二醇可以是支鏈的或非支鏈的。在優(yōu)選的實(shí)施方式中,二醇是直鏈的二醇,如1,2-乙二醇(ethanediol)(乙二醇(ethyleneglycol))、1,3-丙二醇和1,4-丁二醇和1,5-戊二醇。在一個(gè)實(shí)施方式中,二醇是乙二醇(EG)和/或1,4-丁二醇(BD)。相對(duì)于存在于含對(duì)苯二甲酸酯的聚合物中的對(duì)苯二甲酸酯重復(fù)單元的總摩爾,二醇可以以約1至約20摩爾當(dāng)量,更具體地約4至約20摩爾當(dāng)量、約4至約16摩爾當(dāng)量、約6至約16摩爾當(dāng)量、或約8至約16摩爾當(dāng)量的量存在于反應(yīng)混合物中。此外,相對(duì)于存在于含對(duì)苯二甲酸酯的聚合物中的對(duì)苯二甲酸酯重復(fù)單元的總摩爾,可以以小于16摩爾當(dāng)量,如例如,約4至約12摩爾當(dāng)量、約6至約12摩爾當(dāng)量或約8至12摩爾當(dāng)量的量使用二醇。在優(yōu)選的實(shí)施方式中,二醇以相對(duì)于存在于含對(duì)苯二甲酸酯的聚合物中的對(duì)苯二甲酸酯重復(fù)單元的總摩爾的約1至約4摩爾當(dāng)量的量存在,并且對(duì)苯二甲酸酯反應(yīng)產(chǎn)物以例如基于對(duì)苯二甲酸酯反應(yīng)產(chǎn)物的總重量的約25wt%的量含有對(duì)苯二甲酸酯低聚物。在醇解中使用的催化劑可以選自那些已知的有機(jī)金屬化合物,特別是錫或鈦的化合物。優(yōu)選的催化劑包括具有高達(dá)8個(gè)碳原子的烷基的四-鈦酸烷基酯,如鈦酸四丙酯(TPT)。催化劑的量通常是基于總重量約500ppm的鈦。含對(duì)苯二甲酸酯的聚合物的解聚可以在惰性氣氛或在空氣中進(jìn)行。解聚可以在0.01至1000大氣壓(atm)、優(yōu)選地0.1至100atm、更優(yōu)選地1atm范圍內(nèi)的壓力下進(jìn)行。盡管可以存在溶劑,但是在優(yōu)選實(shí)施方式中,解聚不需要額外的溶劑;即,二醇還充當(dāng)溶劑。醇解溫度通常是升高的,例如200至300℃,例如240℃和250℃。在優(yōu)選的實(shí)施方式中,通過加熱將在醇解中使用的二醇預(yù)處理以驅(qū)散在它們中所包含的任何水分(如果有的話)。盡管該預(yù)處理不是必需的,但是由于二醇通常吸收水分并且水分可以對(duì)在醇解中使用的催化劑有毒性,因此這是有利的。盡管不是必需的,但是通常將解聚的反應(yīng)混合物攪動(dòng)(例如,攪拌)。盡管在透明的反應(yīng)混合物表示聚合物已經(jīng)反應(yīng)至足以允許所有的固體材料溶解的程度的范圍內(nèi),通常視覺檢查是足夠的,但是可以通過標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)(例如,核磁共振譜法(NMR)、氣相色譜法(GPC)或高壓液相色譜法(HPLC))監(jiān)測反應(yīng)的進(jìn)程?;趯?duì)苯二甲酸酯反應(yīng)產(chǎn)物的重量,二羥基對(duì)苯二甲酸酯二酯可以以50wt%至100wt%、90wt%至100wt%、94wt%至100wt%、或更具體地96wt%至100wt%的量存在于粗產(chǎn)物中。優(yōu)選地,二羥基對(duì)苯二甲酸酯二酯是雙(2-羥基乙基)對(duì)苯二甲酸酯(BHET)?;趯?duì)苯二甲酸酯反應(yīng)產(chǎn)物的重量,對(duì)苯二甲酸酯低聚物可以以0wt%至40wt%、更具體地5wt%至35wt%、且更具體地10wt%至25wt%的量存在于粗產(chǎn)物之中。二羥基對(duì)苯二甲酸酯二酯,例如BHET的分離可以以固定床色譜法完成,但不限于固定床,并且也可以以模擬移動(dòng)床色譜法進(jìn)行。液相色譜法可以是模擬移動(dòng)床色譜法,使得進(jìn)料組合物形成提余液流和提取液流。根據(jù)選定的溶劑吸收劑組合物,可以將二羥基對(duì)苯二甲酸酯二酯分為提取液流或提余液流。在色譜法中使用的填充材料可以是使得能夠從進(jìn)料組合物的其他組分中將二羥基對(duì)苯二甲酸酯二酯分離的任何填充材料。合適的填充材料的實(shí)例包括天然高分子樹脂,如瓊脂糖或葡聚糖,無機(jī)樹脂,如二氧化硅,或者合成聚合物樹脂,例如苯乙烯-二乙烯基苯。將常規(guī)的配體有利地結(jié)合至這些填充材料,如親和配體、離子交換配體、疏水作用色譜(HIC)配體、螯合配體、親硫配體或多元配體(multimodalligand)。在一個(gè)實(shí)施方式中,無機(jī)顆粒是二氧化硅。在另一實(shí)施方式中,固定相包含硅膠顆粒。優(yōu)選地,硅膠是官能化的硅膠。該方法可以在任何合適的系統(tǒng)設(shè)置下進(jìn)行。在一個(gè)實(shí)施方式中,該方法進(jìn)一步包括在固定床柱中進(jìn)行色譜。在另一實(shí)施方式中,該方法進(jìn)一步包括在模擬移動(dòng)床中進(jìn)行色譜。連續(xù)多柱色譜方法包括模擬移動(dòng)床(SMB)色譜、分配、離子交換、分子排阻和親和色譜法。工業(yè)規(guī)模的模擬移動(dòng)床(SMB)單元可以用于從廢棄PET的醇解產(chǎn)物的復(fù)雜混合物中有效地分離二羥基對(duì)苯二甲酸酯二酯。工業(yè)規(guī)模的單元可以包括調(diào)整切換時(shí)間的控制器以及支撐轉(zhuǎn)動(dòng)齒輪的框架、傳動(dòng)組件和柱支架。可以使用泵來獨(dú)立地控制不同區(qū)域的流動(dòng)速率??梢詫⒅帕袨?、4或5個(gè)區(qū)域排列。用聚合物類顆粒、未涂覆的二氧化硅顆粒、涂覆的二氧化硅顆粒或適用于分離的其他顆粒填充柱。通常首先將顆粒在例如二氯甲烷中成漿,然后濕潤地轉(zhuǎn)移到柱中。然后,使用例如二氯甲烷反復(fù)洗滌該顆粒??梢允褂肧MB控制器設(shè)置切換時(shí)間。在室溫下,將進(jìn)料和脫附劑連續(xù)泵送至柱中。在整個(gè)切換周期內(nèi),從提取液口和提余液口收集分離流(一股流在溶液中包含二羥基對(duì)苯二甲酸酯二酯且另一股流包含含有非二羥基對(duì)苯二甲酸酯二酯的材料)的樣品。將流動(dòng)速率和切換時(shí)間設(shè)計(jì)為給出高純度的二羥基對(duì)苯二甲酸酯二酯,具有最小的二羥基對(duì)苯二甲酸酯二酯損失。可以將多種溶劑和溶劑組合物用于從進(jìn)料組合物的其他成分中分離二羥基對(duì)苯二甲酸酯二酯,例如BHET。二羥基對(duì)苯二甲酸酯二酯的分離涉及多種因素之間的復(fù)雜相互作用,包括二羥基對(duì)苯二甲酸酯二酯和進(jìn)料組合物的其他成分在各種溶劑中的相對(duì)溶解度以及在進(jìn)料組合物中的各種成分對(duì)于選定的溶劑和填充材料的相對(duì)親和度。溶劑可以是當(dāng)根據(jù)本發(fā)明使用時(shí)使得能夠去除二羥基對(duì)苯二甲酸酯二酯的任何溶劑。在一個(gè)實(shí)施方式中,溶劑包括水,N,N-二甲基甲酰胺,甲醇,乙醇,正丙醇,異丙醇,正丁醇,醚如二乙醚、異丙醚、叔丁基醚、甲基叔丁基醚,1,4-二噁烷,噁烷和四氫呋喃(THF),C3-8酮如丙酮,乙腈,乙二醇,戊烷,己烷,庚烷,辛烷和二氯甲烷中的一種或多種。在一個(gè)實(shí)施方式中,流動(dòng)相包含溶劑的組合。在優(yōu)選的實(shí)施方式中,流動(dòng)相包含醚(例如,二乙醚、異丙醚、叔丁基醚、甲基叔丁基醚、THF、1,4-二噁烷和噁烷)和烴(例如,戊烷、已烷、庚烷、辛烷等)。優(yōu)選地,醚是THF并且烴是已烷。醚和烴的相對(duì)量可以從大于0至100份醚每100至大于0份烴;或者10至50份醚每90至50份烴變化。在二氧化硅上進(jìn)行分離的優(yōu)選范圍是40至50份醚每60至50份烴??商娲?,流動(dòng)相可以包含C3-8酮,如丙酮,以及烴,如已烷。酮和烴的相對(duì)量可以從大于0至100份酮每100至大于0份烴;或者10至50份酮每90至50份烴變化。在另一實(shí)施方式中,流動(dòng)相可以包含乙腈和水。乙腈和水的相對(duì)量可以從大于0至100份乙腈每100至大于0份水;或者10至50份乙腈每90至50份水變化。在另一實(shí)施方式中,流動(dòng)相可以包含C1-4醇和水。醇和水的相對(duì)量可以從大于0至100份醇每100至大于0份水;或者10至50份醇每90至50份水變化。在優(yōu)選實(shí)施方式中,模擬移動(dòng)床色譜法可以在商業(yè)規(guī)模上用于從包含BHET及其他的對(duì)苯二甲酸酯聚酯(特別是包含對(duì)苯二甲酸乙二醇酯單元的聚酯)的醇解產(chǎn)物的進(jìn)料中有效地去除BHET。更具體地,結(jié)果表示本發(fā)明是通過液相色譜法從包含含有對(duì)苯二甲酸酯聚酯,特別是包含對(duì)苯二甲酸乙二醇酯單元的聚酯和至少一種如以上描述的聚合物或添加劑的組合物的醇解產(chǎn)物的組合物中分離至少一種含二羥基對(duì)苯二甲酸酯二酯的組合物,特別是含BHET的組合物的有效方法。在一些實(shí)施方式中,將分離的二羥基對(duì)苯二甲酸酯二酯聚合以形成聚合物產(chǎn)物。在其他實(shí)施方式中,聚合使用至少一種其他共聚單體與二羥基對(duì)苯二甲酸酯二酯。可選地,可以將二羥基對(duì)苯二甲酸酯二酯化學(xué)地反應(yīng)以產(chǎn)生不同的單體物質(zhì)。鑒于以上,第一實(shí)施方式涉及由包含含對(duì)苯二甲酸酯聚合物的組合物再生雙(羥基烷基)對(duì)苯二甲酸酯單體的方法,該方法包括,解聚含對(duì)苯二甲酸酯的聚合物以提供雙(羥基烷基)對(duì)苯二甲酸酯;以及通過連續(xù)多柱液相色譜法由包含解聚的含對(duì)苯二甲酸酯聚合物的組合物分離雙(羥基烷基)對(duì)苯二甲酸酯。第二實(shí)施方式涉及第一實(shí)施方式,其中,解聚包括含對(duì)苯二甲酸酯的聚合物的醇解。第三實(shí)施方式涉及第二實(shí)施方式,進(jìn)一步包括含對(duì)苯二甲酸酯的聚合物組合物的水解。第四實(shí)施方式涉及第一至第三實(shí)施方式中的任一項(xiàng),其中,分離包括使用包含溶劑的組合的流動(dòng)相。第五實(shí)施方式涉及進(jìn)一步的實(shí)施方式,其中,流動(dòng)相包含醚和烴。第六實(shí)施方式涉及第五實(shí)施方式,其中,醚是四氫呋喃并且烴是已烷。第七實(shí)施方式涉及第四實(shí)施方式,其中,流動(dòng)相包含C3-8酮和烴。第八實(shí)施方式涉及第七實(shí)施方式,其中,酮是丙酮并且烴是已烷。第九實(shí)施方式涉及第四實(shí)施方式,其中,流動(dòng)相包含乙腈和水。第十實(shí)施方式涉及第四實(shí)施方式,其中,流動(dòng)相包含C1-4醇和水。第十一實(shí)施方式涉及第一至第十實(shí)施方式中的任一項(xiàng),其中,分離包括使用包含二氧化硅的固定相。第十二實(shí)施方式涉及第十一實(shí)施方式,其中,二氧化硅是官能化的硅膠。第十三實(shí)施方式涉及第一至第十二實(shí)施方式中的任一項(xiàng),進(jìn)一步包括聚合雙(羥基烷基)對(duì)苯二甲酸酯以形成聚合物產(chǎn)物。第十四實(shí)施方式涉及第十三實(shí)施方式,其中,聚合是在至少一種其他共聚單體與雙(羥基烷基)對(duì)苯二甲酸酯的存在下。第十五實(shí)施方式涉及第一至第十四實(shí)施方式中的任一項(xiàng),進(jìn)一步包括將雙(羥基烷基)對(duì)苯二甲酸酯化學(xué)地反應(yīng)以產(chǎn)生不同的單體物質(zhì)。第十六實(shí)施方式涉及第十五實(shí)施方式,進(jìn)一步包括聚合不同的單體物質(zhì)以形成聚合物產(chǎn)物。第十七實(shí)施方式涉及第十六實(shí)施方式,其中,聚合不同的單體物質(zhì)是在至少一種其他共聚單體與不同的單體物質(zhì)的存在下。第十八實(shí)施方式涉及第十一實(shí)施方式,一種再生包含對(duì)苯二甲酸乙二醇酯單元的聚酯的方法,該方法包括,在C1-5亞烷基二醇和醇解催化劑的存在下解聚聚酯以提供包含雙(羥基烷基)對(duì)苯二甲酸酯的組合物;以及使用二氧化硅固定相和包含溶劑的組合的流動(dòng)相組合物,通過連續(xù)多柱液相色譜法從解聚的組合物分離雙(羥基烷基)對(duì)苯二甲酸酯。第十九實(shí)施方式涉及第十八實(shí)施方式,其中,流動(dòng)相包含醚和烴。第二十實(shí)施方式涉及第十九實(shí)施方式,其中,醚是四氫呋喃并且烴是已烷。第二十一實(shí)施方式涉及第十八實(shí)施方式,其中,流動(dòng)相包含C3-8酮和烴。第二十二實(shí)施方式涉及第二十一實(shí)施方式,其中,酮是丙酮并且烴是已烷。第二十三實(shí)施方式涉及第十八實(shí)施方式,其中,流動(dòng)相包含乙腈和水。第二十四實(shí)施方式涉及第十八實(shí)施方式,其中,流動(dòng)相包含C1-4醇和水。第二十五實(shí)施方式涉及第十八至第二十四實(shí)施方式中的任一項(xiàng),其中,二氧化硅是官能化的硅膠。第二十六實(shí)施方式涉及第十八實(shí)施方式,進(jìn)一步包括聚合雙(羥基烷基)對(duì)苯二甲酸酯以形成聚合物產(chǎn)物。第二十七實(shí)施方式涉及第二十六實(shí)施方式,其中,聚合包括使用至少一種其他共聚單體與雙(羥基烷基)對(duì)苯二甲酸酯。第二十八實(shí)施方式涉及第十八至第二十七實(shí)施方式中的任一項(xiàng),進(jìn)一步包括將雙(羥基烷基)對(duì)苯二甲酸酯化學(xué)地反應(yīng)以產(chǎn)生不同的單體物質(zhì)。第二十九實(shí)施方式涉及第十八至第二十七實(shí)施方式中的任一項(xiàng),進(jìn)一步包括聚合不同的單體物質(zhì)以形成聚合物產(chǎn)物。第三十實(shí)施方式涉及第二十九實(shí)施方式,其中,聚合不同的單體物質(zhì)包括使用至少一種其他共聚單體與不同的單體物質(zhì)。第三十一實(shí)施方式涉及再生包含對(duì)苯二甲酸乙二醇酯單元的聚酯的方法,該方法包括,在乙二醇和二醇解催化劑的存在下解聚聚酯以提供包含雙(2-羥基乙基)對(duì)苯二甲酸酯的組合物;以及使用二氧化硅固定相和包含溶劑的組合的流動(dòng)相組合物,通過連續(xù)多柱液相色譜法由解聚的組合物分離雙(2-羥基乙基)對(duì)苯二甲酸酯。第三十二實(shí)施方式涉及第三十一實(shí)施方式,其中,硅膠組合物是官能化的硅膠。第三十三實(shí)施方式涉及第三十一或第三十二實(shí)施方式,其中,流動(dòng)相包含醚和烴。第三十四實(shí)施方式涉及第三十三實(shí)施方式,其中,醚是四氫呋喃并且烴是已烷。第三十五實(shí)施方式涉及第三十一或第三十二實(shí)施方式,其中,流動(dòng)相包含C3-8酮和烴。第三十六實(shí)施方式涉及第三十五實(shí)施方式,其中,酮是丙酮并且烴是已烷。第三十七實(shí)施方式涉及第三十一或第三十二實(shí)施方式,其中,流動(dòng)相包含乙腈和水。第三十八實(shí)施方式涉及第三十一或第三十二實(shí)施方式,其中,流動(dòng)相包含C1-4醇和水。第三十九實(shí)施方式涉及第三十一至第三十八實(shí)施方式中的任一項(xiàng),進(jìn)一步包括聚合雙(2-羥基烷基)對(duì)苯二甲酸酯以形成聚合物產(chǎn)物。第四十實(shí)施方式涉及第三十九實(shí)施方式,其中,聚合包括使用至少一種其他共聚單體與雙(2-羥基乙基)對(duì)苯二甲酸酯。第四十一實(shí)施方式涉及第三十一至第三十八實(shí)施方式中的任一項(xiàng),進(jìn)一步包括將雙(2-羥基乙基)對(duì)苯二甲酸酯化學(xué)地反應(yīng)以產(chǎn)生不同的單體物質(zhì)。第四十二實(shí)施方式涉及第四十一實(shí)施方式,進(jìn)一步包括聚合不同的單體物質(zhì)以形成聚合物產(chǎn)物。第四十三實(shí)施方式涉及第四十二實(shí)施方式,其中,聚合不同的單體物質(zhì)。通過以下非限制實(shí)施例進(jìn)一步說明多個(gè)實(shí)施方式。實(shí)施例雙(2-羥基乙基)對(duì)苯二甲酸酯(BHET)和雙(2-羥基乙基)間苯二甲酸酯(BHEI)的分析標(biāo)準(zhǔn)樣品分別購自SigmaAldrich和AmatekChem。異丙醇鈦(IV)(TPT)購自Acros。所有溶劑均為HPLC級(jí),且購自FisherScientific。不進(jìn)一步純化地使用所有化學(xué)品。本作業(yè)中的PET廢料獲自FuturaPolymers。柱購自YMC、Phenomenex、Alltech和AgilentTechnologies,并且關(guān)于柱尺寸和填充的更多細(xì)節(jié)闡述如下。用于醇解(二醇解)PET的一般方法在室溫下將PET薄片(62g)、乙二醇(94g)和異丙醇鈦(IV)(TPT)(0.05mL,125ppm)添加至高壓Parr反應(yīng)器。將反應(yīng)混合物加熱至230℃并且攪拌30-90分鐘。通過HPLC分析來自二醇解的粗產(chǎn)物。測量高效液相色譜儀裝備有以下:能夠梯度洗脫的泵、溶劑脫氣器、恒溫器控制的柱溫箱、如在表1和2中示出的來自多個(gè)供應(yīng)商的不同柱、能夠監(jiān)測260和280nm的UV探測器和Chemstation(或類似的數(shù)據(jù)分析軟件)。表1.HPLC/UV方法和儀器參數(shù)的概括.表2.來自多個(gè)供應(yīng)商的不同柱.樣品制備步驟通過在容量瓶中稱重500mg的粗BHET并且添加適當(dāng)?shù)娜軇┮哉{(diào)整體積至100mL來制備每種HPLC樣品。BHET在不同溶劑中的溶解度將10ml的指定的溶劑添加到具有2gBHET的閃爍管中。將該管置于振動(dòng)器中,振動(dòng)2小時(shí)并且通過HPLC分析內(nèi)容物。廢料PET的二醇解為了確定在通過由TPT催化的由乙二醇的PET解聚中的主要產(chǎn)物的結(jié)構(gòu),進(jìn)行了各種表征,如GC-MS、NMR和HPLC。在圖1中的HPLC色譜圖示出了主要產(chǎn)物在7.4分鐘時(shí)時(shí)BHET,其與購自SigmaAldrich的標(biāo)準(zhǔn)BHET良好相符。來自二醇解的主要雜質(zhì)是O,O'-乙烷-1,2-二基雙(2-羥基乙基)二對(duì)苯二甲酸酯,BHET的二聚物,具有13.2分鐘的停留時(shí)間。BHET的二聚物的1HNMR譜示出在圖2中。GC-MS譜示出了來自PET的二醇解的另一種副產(chǎn)物是在8.0分鐘的停留時(shí)間處的,以下提供的結(jié)構(gòu)的2-(2-羥基乙氧基)乙基(2-羥基乙基)對(duì)苯二甲酸酯(圖1)。2-(2-羥基乙氧基)乙基(2-羥基乙基)對(duì)苯二甲酸酯進(jìn)行反應(yīng)時(shí)間對(duì)二醇解的轉(zhuǎn)化率的影響的研究,并且在表3中示出。結(jié)果示出了,在30、45、60和90分鐘的反應(yīng)時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)化率的變化極小。表3.在PET的二醇解中的反應(yīng)時(shí)間和BHET的轉(zhuǎn)化率的研究.項(xiàng)目時(shí)間(min)%BHETBHET的二聚體1307517245751836075174907415實(shí)施例1-通過正丙醇和水分離BHET將粗產(chǎn)物溶解于正丙醇中并加載至來自Agilent的EclipseXBD-C18柱(150mm×4.6mm)上,用選擇的條件,即2、4、6、8、10和12%的水中的正丙醇以1.0mL/min的流速預(yù)平衡。用相同的指定條件洗脫柱,并且通過測量在260和280nm處的吸光度來監(jiān)測洗脫。來自HPLC的結(jié)果表明,用2-4%的正丙醇/水,所有的化學(xué)物質(zhì)保留在柱中。當(dāng)將正丙醇%增加至6%時(shí),從柱中洗脫分別具有9.47和11.53的保留時(shí)間的BHET和雜質(zhì)1。增加正丙醇%導(dǎo)致BHET和其他雜質(zhì)的保留時(shí)間縮短。在圖3中示出了具有不同條件的粗產(chǎn)物的HPLC色譜圖,并且BHET和雜質(zhì)的保留時(shí)間總結(jié)在表4中。表4.BHET及其他雜質(zhì)的的觀察的保留時(shí)間(tR).項(xiàng)目%正丙醇/水BHET(tR)雜質(zhì)1(tR)雜質(zhì)2(tR)雜質(zhì)3(tR)12ndandandanda24ndandandanda369.4711.53ndanda485.967.30ndanda5104.545.1320.25nda6123.57Mb11.1716.09a不可測量的,即,化學(xué)物質(zhì)保留在柱中。b混合有BHET的雜質(zhì)1。實(shí)施例2-通過乙醇和水分離BHET將粗產(chǎn)物溶解在乙醇中,并加載至來自Agilent的EclipseXBD-C18柱(150mm×4.6mm)上,用選擇的條件,即2、4、6、8、10、12、14和16%的水中的乙醇以1.0mL/min的流速預(yù)平衡。用相同的指定條件洗脫柱,并且通過測量在260和280nm處的吸光度來監(jiān)測洗脫。HPLC的結(jié)果表明,用2-8%的乙醇/水,所有的化學(xué)物質(zhì)保留在柱中。當(dāng)將乙醇%增加至10%時(shí),BHET和雜質(zhì)1從柱中洗脫,分別具有20.39和24.42的保留時(shí)間。增加乙醇%導(dǎo)致BHET和其他雜質(zhì)的保留時(shí)間縮短。BHET和雜質(zhì)的保留時(shí)間總結(jié)在表5中。表5.BHET及其他雜質(zhì)的觀察的保留時(shí)間(tR).項(xiàng)目%乙醇/水BHET(tR)雜質(zhì)1(tR)雜質(zhì)2(tR)雜質(zhì)3(tR)12-8ndandandanda21020.3924.42ndanda3129.8311.5433.39nda4146.186.7318.3933.015164.77Mb10.3313.57a不可測量的,即,化學(xué)物質(zhì)保留在柱中。b混合有BHET的雜質(zhì)1。實(shí)施例3-通過甲醇和水分離BHET將粗產(chǎn)物溶解在甲醇中,并加載至來自Agilent的EclipseXBD-C18柱(150mm×4.6mm)上,用選擇的條件,即22、24、26、30和34%的水中的甲醇以1.0mL/min的流速預(yù)平衡。用相同的指定條件洗脫柱,并且通過測量在260和280nm處的吸光度來監(jiān)測洗脫。HPLC的結(jié)果表明,用22%的甲醇/水,僅僅BHET從柱中洗脫出來,具有22.35的保留時(shí)間,并且其他雜質(zhì)保留在柱中。當(dāng)將甲醇%增加至24%時(shí),BHET和雜質(zhì)1從柱中洗脫,分別具有16.97和27.23的保留時(shí)間。當(dāng)增加甲醇%時(shí),BHET和其他雜質(zhì)的保留時(shí)間縮短。BHET和雜質(zhì)的保留時(shí)間總結(jié)在表6中。表6.BHET及其他雜質(zhì)的觀察的保留時(shí)間(tR).a不可測量的,即,化學(xué)物質(zhì)保留在柱中。實(shí)施例4-通過乙腈和水分離BHET將粗產(chǎn)物溶解在乙腈中,并加載至來自Agilent的EclipseXBD-C18柱(150mm×4.6mm)上,用選擇的條件,即10、12、14、16和18%的水中的乙腈以1.0mL/min的流速預(yù)平衡。用相同的指定條件洗脫柱,并且通過測量在260和280nm處的吸光度來監(jiān)測洗脫。HPLC的結(jié)果表明,用10%的乙腈/水,僅BHET從柱中洗脫出來,具有26.41的保留時(shí)間,并且其他雜質(zhì)保留在柱中。當(dāng)將乙腈%增加至12%時(shí),BHET和雜質(zhì)1從柱中洗脫,分別具有16.13和25.66的保留時(shí)間。當(dāng)增加乙腈%時(shí),觀察到相同的趨勢,BHET和其他雜質(zhì)的保留時(shí)間減小。BHET和雜質(zhì)的保留時(shí)間總結(jié)在表7中。表7.BHET及其他雜質(zhì)的觀察的保留時(shí)間(tR).a不可測量的,即,化學(xué)物質(zhì)保留在柱中。表8總結(jié)了使用C18柱可以將BHET與雜質(zhì)分離的不同溶劑條件的保留時(shí)間。盡管本文報(bào)告的條件可用于分離BHET,但是由于BHET在水中的溶解度有限(0.5%(w/v)),在具有高百分比的水的條件下BHET的溶解度顯示了對(duì)于擴(kuò)大該方法至SMB色譜的限制性。結(jié)果,當(dāng)存在高百分比的水時(shí),SMB色譜需要大量溶劑,降低了該方法的經(jīng)濟(jì)可行性。表8.用于分離BHET的不同溶劑條件的保留時(shí)間的概括.a不可測量的,即,化學(xué)物質(zhì)保留在柱中。表9.BHET在不同溶劑中的溶解度(%w/v).項(xiàng)目溶劑%溶解度(w/v)1二氯甲烷1.122乙二醇2.813乙腈4.984異丙醇6.165乙醇8.616丙酮9.097THF12.608甲醇13.759DMF6010已烷_~0為了解決BHET的低負(fù)載%,評(píng)價(jià)了可替代的溶劑。在表9中示出了不同有機(jī)溶劑中的BHET的溶解度。目的是找出具有通常5%(w/v)的BHET負(fù)載%的適當(dāng)?shù)娜軇l件,并且找出用于BHET純化的合適的吸附劑。結(jié)果顯示DMF是溶解BHET的良好溶劑(60%(w/v))并且其解決了溶解度問題。然而,由于DMF具有高沸點(diǎn)以及高粘度,因此由于需要回收高沸點(diǎn)溶劑的能量成本,且由于DMF的高粘度需要在柱中產(chǎn)生高壓,將預(yù)計(jì)DMF在SMB色譜法中是有問題的。檢驗(yàn)以解決低負(fù)載%的其他的可替代的溶劑是甲醇、丙酮和THF,分別具有13.75、9.09和12.60%(w/v)的BHET溶解度。不同的吸附劑購自多個(gè)供應(yīng)商。在表3中示出了柱的類型和尺寸。實(shí)施例5和6,比較例A至C.使用不同的柱的粗BHET的HPLC分離.首先評(píng)價(jià)了用二醇-NP填充的柱,并且結(jié)果顯示4%的MeOH/DCM(實(shí)施例5a)、8%的MeOH/DCM(實(shí)施例5b)、15%的ACN/DCM(實(shí)施例5c)和5%的異丙醇/DCM(實(shí)施例5d)可以從雜質(zhì)中分離BHET。然而,用二醇-NP柱使用這些條件仍不能解決低負(fù)載%。當(dāng)在0-100%的MeOH/DCM下評(píng)估Luna5μN(yùn)H2(比較例A1)、Luna5μHILIC(比較例A2)、TSKgel5μAmide-80(比較例A3)和InertsilSilica5μ(比較例A4)時(shí),沒有從雜質(zhì)中分離BHET。還研究了0-100%THF/DCM的洗脫液(比較例B)。HPLC結(jié)果顯示沒有與從雜質(zhì)中良好分離BHET的跡象,與由0-100%MeOH/DCM觀察到的相似。當(dāng)用Luna5μN(yùn)H2(比較例C1)、Luna5μHILIC(比較例C2)、TSKgel5μAmide-80(比較例C3)和InertsilSilica5μ(實(shí)施例6)篩分0-100%THF/已烷時(shí),出乎意料地發(fā)現(xiàn)用InertsilSilica的45%THF/已烷示出了如在圖4中的HPLC色譜圖中看出的有希望的BHET從雜質(zhì)中的分離(tR=15.12)。為了確定由此條件獲得的BHET的純度,通過HPLC和GC-MS分析了在圖4中示出的峰的分級(jí)。結(jié)果示出了在14.5-18.5分鐘范圍內(nèi)峰具有99.9%的純度。用12.6%的BHET在THF中的溶解度,在45%THF/已烷中的BHET的溶解度估算為5.67%。因此,具有45%THF/已烷的InertsilSilica柱對(duì)于由PET的二醇解純化粗BHET進(jìn)行得出乎意料地好。實(shí)施例7.用THF/已烷分離BHET.對(duì)于由Futura級(jí)的PET薄片的二醇解產(chǎn)物分離粗BHET,用InertsilSilica5μ(5μm,150×4.6mm)柱,使用等度溶液(45%THF/已烷)的HPLC法獲得了出乎意料地好的結(jié)果。如在圖4中示出的,發(fā)現(xiàn)由此方法獲得的BHET的純度是99.9%。提供了基于該出乎意料的有效組合的模擬移動(dòng)床方法。在SMBC中,固定相(在此具體實(shí)例中,二氧化硅)包括串聯(lián)連接的獨(dú)立的柱,并且流動(dòng)相(45%THF/已烷)由進(jìn)料(在45%THF/已烷中的樣品)和脫吸劑(45%THF/已烷)的入口流以及提余液(廢料)和提取液(BHET)的出口流連接。在一定時(shí)間間隔下將柱之間的閥門按計(jì)劃地切換為開啟或關(guān)閉,以在分離區(qū)之間引入入口流且提取出口流。通過相應(yīng)調(diào)整流的流動(dòng)速率、切換時(shí)間和脫吸劑組合物,建立循環(huán),其中同時(shí)地添加進(jìn)料和脫吸劑,并且連續(xù)地回收高度純化的BHET。用Luna100ACN柱通過THF和己烷分離BHET將粗產(chǎn)物溶解于乙腈中,并且加載至于來自Phenomenox的Luna100ACN(50mm×4.6mm)上,用選擇的條件,即15、20、25、30、35和45%的已烷中的THF以1.0mL/min的流動(dòng)速率進(jìn)行預(yù)平衡。用相同的指定條件洗脫柱,并且通過測量在260nm處的吸光度監(jiān)測洗脫。由HPLC的結(jié)果示出了,用15%的THF/已烷,僅BHET和雜質(zhì)1從柱中洗脫,具有9.063和11.096的停留時(shí)間,并且其他雜質(zhì)保留在柱中。當(dāng)將THF%增加至20%時(shí),BHET和雜質(zhì)1(分別具有5.146和6.082的保留時(shí)間)以及其他的雜質(zhì)3和4(在8.28和14.07處)從柱中洗脫出來,。當(dāng)進(jìn)一步增加THF%時(shí),BHET及其他雜質(zhì)的保留時(shí)間降低。進(jìn)一步,我們觀察到BHET與雜質(zhì)的保留時(shí)間的重疊。在45%時(shí),我們觀察到BHET和雜質(zhì)之間沒有分離。BHET和雜質(zhì)的保留時(shí)間概括于表10中。表10.BHET及其他雜質(zhì)的觀察的保留時(shí)間(tR).a不可測量的,即,要么與其他雜質(zhì)重疊要么在測量時(shí)間之外。在30%THF濃度下重復(fù)的對(duì)于制造后和消費(fèi)者使用后的材料的實(shí)驗(yàn)也給出了有希望的結(jié)果(表11)。表11.對(duì)于制造后和消費(fèi)者使用后的PET的BHET及其他雜質(zhì)的觀察的保留時(shí)間(tR)實(shí)施例8.通過丙酮和已烷分離BHET將粗產(chǎn)物溶解于乙腈中,并且加載至來自Phenomenox的Luna100ACN(50mm×4.6mm)上,用選擇的條件,即25、30、35的已烷中的丙酮,以1.0mL/min的流動(dòng)速率預(yù)平衡。用相同的指定條件洗脫柱,并且通過測量在218nm(IR輻射)處的吸光度監(jiān)測洗脫。來自HPLC的結(jié)果示出了,用10%的乙腈/水,僅BHET從柱中洗脫,具有26.41的停留時(shí)間,并且其他雜質(zhì)保留在柱中。當(dāng)丙酮%增加至25%時(shí),BHET和雜質(zhì)1從柱中洗脫出來,分別地具有2.9和3.134的保留時(shí)間。當(dāng)進(jìn)一步地增加乙腈%時(shí),BHET的保留時(shí)間與雜質(zhì)1重疊,進(jìn)一步地,我們還觀察到保留時(shí)間減小。BHET和雜質(zhì)的保留時(shí)間概括于表12中。表12.BHET及其他雜質(zhì)的觀察的保留時(shí)間(tR).a不可測量的,即,化學(xué)物質(zhì)保留在柱中。如在本文中所使用的,除非上下文另有明確指示,單數(shù)形式“一個(gè)”、“一種”和“該”包括復(fù)數(shù)指示物?!盎颉笔侵浮昂?或”。所有量應(yīng)理解為由“約”修飾,其包括所述的值,并具有上下文所規(guī)定的含義(例如,包括與特定量的測量相關(guān)的誤差程度)。涉及相同組分或性質(zhì)的所有范圍的端點(diǎn)是包括在內(nèi)的并且可獨(dú)立地組合(例如,“小于或等于25wt%,或5wt%至20wt%”的范圍包括端點(diǎn)以及“5wt%至25wt%”的范圍的所有中間值等)。如在本文中所使用的,“組合”包括共混物、混合物、合金,反應(yīng)產(chǎn)物等。使用標(biāo)準(zhǔn)命名法描述化合物。例如,未被任何指定基團(tuán)取代的任何位置應(yīng)理解為其化合價(jià)被指定的鍵或氫原子填充。不在兩個(gè)字母或符號(hào)之間的破折號(hào)(“-”)用于指示取代基的連接點(diǎn)。例如,-CHO通過羰基的碳連接。不在兩個(gè)字母或符號(hào)之間的破折號(hào)(“-”)用于指示取代基的連接點(diǎn)。例如,-CHO通過羰基的碳連接。當(dāng)前第1頁1 2 3 
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