[發明專利]制備包含腈官能團的化合物的方法

有效

• 申請號: 200980148864.5
• 申請日: 2009-11-26
• 公開（公告）號: CN102239139A
• 公開（公告）日: 2011-11-09
• 發明（設計）人: R·雅科;P·馬里翁
• 申請（專利權）人: 羅地亞經營管理公司
• 主分類號: C07C253/22
• 分類號: C07C253/22;C07C255/04
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 陳文平

技術領域

本發明涉及制備包含腈官能團的化合物、更優選包含兩個腈官能團的化合物，如丁二腈和己二腈。

本發明更特別地涉及從有利地存在于發酵介質或發酵液中的包含羧基官能團的化合物制備包含腈官能團的化合物。

背景技術

包含腈官能團的化合物，特別是二腈化合物如己二腈和丁二腈，是在例如胺化合物類或聚合物的生產中重要的產品。

例如，己二腈是用作己二胺或ε-己內酰胺生產中的中間體的重要化合物。這兩種化合物是用于生產聚酰胺，特別是聚己二酰己二胺(PA6，6)或聚己內酰胺(PA?6)的單體。己二胺也用于合成二異氰酸酯，二異氰酸酯是生產聚氨酯的重要單體。

己二腈和丁二腈也可以用于通過與二酸單體的縮合反應生產聚酰胺的方法中。

已經提出了許多用于合成己二腈的方法。這些方法主要是使用從石油精煉獲得的烴類化合物作為起始原料。因此，己二腈合成的主要方法是丁二烯的氫氰化和丙烷或丙烯的氨氧化。

另外還開發了一種通過在氫氧化銨的存在下將己二酸轉化成為己二腈而制備己二腈的方法。這種方法特別是在法國專利2028842、2132849和2144340中進行了描述。

在這種方法中，用作起始原料的己二酸從在石油煉制過程中獲得的烴(例如環己烷)獲得。

考慮到石油資源的枯竭，已經進行了許多研究以試圖開發從可再生原料或資源合成在生產用于許多應用的材料中的這些重要化合物的方法。一般來說，這些可再生資源是由種植或非種植的植物材料，如樹木和如甘蔗、玉米、木薯、小麥等的植物組成。

通過一般包括多種機械、化學和生物步驟的方法將這種植物材料轉化為屬于糖類的化合物(如葡萄糖、蔗糖、果糖等)。然后有利地通過例如發酵的方法將產生的糖轉化為含有特定有機官能團的化合物。因此，通過生物發酵的方法，可以將糖類轉化為包含羧基官能團的化合物。這些發酵方法產生稱為發酵液的有機化合物水性溶液。

發明內容

本發明的目的之一是提供優選使用羧基化合物的水性溶液和甚至更有利地通過發酵由可再生資源的轉化產生的糖獲得的稱為發酵液的水性溶液作為起始原料，制備包含至少一個腈官能團的化合物的方法。

為此，本發明提供了制備以下通式I的化合物的方法：

(NC)_x-(R₁)-(CN)_y

其中，

R₁代表包含1至20個碳原子和可能含有雜原子的飽和或不飽和的、直鏈或支鏈的烴基，和

x和y代表0或1，(x+y)為1或2。

本方法包括在包含晶體正磷酸硅的催化劑存在下，將氨與通式II的有機二酸的鹽反應

(H₄NOOC)_x-(R₁)-(COONH₄)_y

其中，x，y和R₁具有上述表示的含義。

在300℃至450℃、優選350℃至425℃的溫度下實施本方法。

在與催化劑接觸之前，在蒸發設備中或通過噴射到過熱的氨流中蒸發式II的化合物的水性溶液。給出這兩種蒸發水性溶液的方法僅僅是作為說明。

在本發明的另一特征中，催化劑包含小于5重量％的無定形正磷酸硅。

在本發明的另一特征中，通式II的化合物是水性溶液。更有利地，這種水性溶液在生物轉化含糖類的溶液的方法中獲得，所述含糖類的溶液本身是從使用構成可再生資源的基本上植物材料作為起始原料的轉化或提取方法獲得的。

例如通過糖發酵方法獲得由生物轉化方法獲得的這種水性溶液。這種介質一般稱為“發酵液”。

這些發酵液可以直接使用或經過過濾將生物材料或生物質與介質分離之后使用。作為用于制備適合作為本發明方法的起始原料的發酵液的方法的例子，可以提及Biotechnol.Pro.1999，15，845-854中的Varadarajan等人的文章或Applied?Biochemistry?and?Biotechnology?2003，Vol.105-108，843-851中的Olson等人的文章中描述的方法。

適于本發明的方法的水性溶液和/或發酵液的通式II的化合物的重量濃度一般大于1重量％，優選為1重量％至30重量％，有利地為5重量％至25重量％。然而，適合的最大濃度由在該溶液被輸送進入用于將溶液進料到催化劑上的蒸發裝置中的溫度下、通式II的化合物在水中的溶解度極限確定。