[發明專利]改進的戊烯腈制備方法

在審

• 申請號: 201380072433.1
• 申請日: 2013-12-05
• 公開（公告）號: CN104968433A
• 公開（公告）日: 2015-10-07
• 發明（設計）人: 托馬斯·E·沃斯
• 申請（專利權）人: 因溫斯特技術公司
• 主分類號: B01J31/18
• 分類號: B01J31/18;C07C253/10
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 陳平

相關申請的交叉參考

本申請要求于2012年12月7日提交的美國臨時申請序列號61/734,543的優先權，所述專利申請的公開內容全文并入本文中。

發明領域

本發明涉及適用于諸如丁二烯等不飽和烴的氫氰化中的用于產生諸如己二腈等尼龍前體的工業規模工藝的方法。本發明提供適用于尼龍(nylon)合成領域的改進的催化劑系統和其用于將3-甲基-2-丁烯腈異構化為戊烯腈的方法。

背景

使用過渡金屬與單齒亞磷酸酯配體的絡合物的適用于烯系不飽和化合物的氫氰化的氫氰化催化劑系統記錄于現有技術中。參見例如美國專利號3,496,215；3,631,191；3,655,723和3,766,237，以及Tolman等人，Advances?in?Catalysis，1985，33，1。活化烯系不飽和化合物(諸如共軛烯系不飽和化合物(例如BD和苯乙烯)以及變形烯系不飽和化合物(例如降冰片烯))的氫氰化是在不使用路易斯酸促進劑(Lewis?acid?promoter)的情況下進行，而非活化烯系不飽和化合物(諸如1-辛烯和3-戊烯腈(3PN))的氫氰化通常需要使用路易斯酸促進劑。最近，已描述了用于在路易斯酸促進劑存在下使用零價鎳和二齒亞磷酸酯配體的單烯系不飽和化合物的氫氰化的催化劑組合物和方法；例如在美國專利號5,512,696；5,723,641；以及6,171,996中。

美國專利號3,903,120描述了Ni(MZ₃)₄型(即ML₄型)和Ni(MZ₃)₂A型(即ML₂A型)零價鎳絡合物的制備；其中M是P、As或Sb；Z是R或OR，其中R是具有多達18個碳原子并且可以相同或不同的烷基或芳基，并且至少一個Z是OR；A是具有2至20個碳原子的單烯烴化合物；Ni(MZ₃)₂A的給定MZ₃的R基團較佳經選擇使得配體具有至少130′的錐角；它們是通過使元素鎳與單齒MZ₃配體在0℃-150℃范圍內的溫度下在單齒MZ₃配體的作為催化劑的含鹵素衍生物的存在下反應來制備。更快速反應是通過在有機腈溶劑中進行制備來實現。與單齒含磷配體相比，二齒含磷配體通常與以上參考文獻中描述的鎳金屬反應得更慢。某些二齒配體，諸如那些不容易與鎳金屬形成NiL₄絡合物(即不以每一金屬原子兩摩爾二齒配體形成絡合物)的二齒配體，在諸如ZnCl₂等路易斯酸促進劑存在下將更容易反應，從而在有機反應環境中形成更高濃度的呈配體絡合物形式的溶解鎳。

美國專利號4,416,825也描述了用于制備包含零價鎳與單齒有機磷化合物(配體)的絡合物的氫氰化催化劑的改進的連續方法，它是通過相對于單齒配體的量控制反應的溫度并且在氯離子和諸如己二腈等有機腈存在下進行反應來實現。

存在若干可用于使用含磷配體制備鎳催化劑絡合物的方法。一種方法是鎳雙(1，5-環辛二烯)[NI(COD)₂]與亞磷酸酯配體之間反應；然而，這種方法非常不經濟，因為Ni(COD)₂的成本高。另一種方法涉及在亞磷酸酯配體存在下用鋅粉原位還原無水氯化鎳。為成功進行此反應，鎳金屬必須與含磷配體以足以產生鎳絡合物的速率反應。

美國專利號6,171,996描述了包含根據如例如美國專利號3,496,217；3,631,191；3,846,461；3,847,959以及3,903,120中所描述的本領域熟知技術制備或產生的二齒亞磷酸酯配體的零價鎳絡合物。舉例來說，二價鎳化合物可與還原劑組合，以充當反應中的零價鎳的來源。據稱適合的二價鎳化合物包括式NiY₂化合物，其中Y是鹵化物、羧酸酯或乙酰丙酮化物。據稱適合的還原劑包括金屬硼氫化物、金屬鋁氫化物、金屬烷基、Zn、Fe、Al、Na或H₂。元素的鎳(較佳鎳粉)在與如美國專利號3,903,120中所描述的鹵化催化劑組合時也是適合的零價鎳來源。

與單齒含磷配體相比，二齒含磷配體通常與以上參考文獻中所描述的鎳金屬反應更慢，并且通常形成NiL₂A型(每個金屬原子一摩爾二齒配體，加上不飽和物質A)而非NiL₄型(每個金屬原子2摩爾二齒配體)金屬絡合物。