专利名称：双-2-乙基己酸2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇酯的制备方法
双-2-乙基己酸2，2，4-三甲基-1，3-戊二醇酯的制备方法本发明涉及制备双-2-乙基己酸2，2，4-三甲基-1，3-戊二醇酯的方法，所述方法包括控制反应的含水量。
背景技术：
2-乙基己酸与双-2-乙基己酸TMPD酯的酯化反应生成二酯双_2_乙基己酸TMPD 酯和水(参见
图1)。反应期间有中间体单酯(单-2-乙基己酸TMPD酯)生成，该单酯随后转化为二酯(如图2所示)。为达到合理的产率，该反应在190°C-21(TC的温度范围内进行。在200°C，反应物完全转化为产物需要约对小时。由于反应速率缓慢，因此可以说该反应是由体系的热力学速率所控制，而非由任何传质或传热限制所控制。对于该类型的酯化反应，通常通过过量加入其中一种反应物来加速反应。对于上述反应，向反应器中加入了 100%过量的2-乙基己酸。通过不断地从体系中除去水，从而利用勒夏列原理朝正方向推进该反应，也可加速该反应。这通过将氮气喷射通过反应器以从容器中吸收和除去水来进行。增加速率的第三种途径为提高反应温度。据发现，该反应伴随降解机制，该机制产生大量的脱水单酯(如图3所示)。此脱水单酯的生成显示了数个问题。第一，存在收率损失问题，这使产生单位产物需要使用更多的反应物。第二，分离问题使在产物可出售前必须将该脱水单酯与该产物分离。第三，进一步发现该脱水单酯的生成速率比主反应对温度更敏感。因此，必须使增加反应速率的关键变量之一适中以使降解收率损失最小化。本发明设法克服这些问题。发明概述本发明涉及双-2-乙基己酸2，2，4-三甲基-1，3-戊二醇酯的制备方法，所述方法包括使2，2，4-三甲基-1，3-戊二醇与2_乙基己酸反应生成双_2_乙基己酸2，2，4_三甲基-1，3-戊二醇酯，其中将水浓度维持在约0. 重量以上。附图简述图1显示酯化反应，其中2摩尔2-乙基己酸与1摩尔双-2-乙基己酸TMPD酯反应生成1摩尔二酯(双-2-乙基己酸TMPD酯)和2摩尔水；图2显示单酯2，2，4-三甲基-1，3-戊二醇-2-乙基己酸酯；和图3显示脱水单酯2，2，4-三甲基戊-3-烯基_2_乙基己酸酯。发明详述本发明涉及双-2-乙基己酸2，2，4-三甲基-1，3-戊二醇酯的制备方法，所述方法包括控制反应的含水量。此外，本发明设法通过将反应器中水浓度维持在约0.10%重量与约0. 50%重量之间，来克服2-乙基己酸与双-乙基己酸TMPD酯的酯化反应的相关问题。 本发明的具体实施方案允许以非常好的总收率和极好的碳效率以及最少不需要的副产物来产生该产物。在一个实施方案中，本发明涉及以下过程，其中随着初始惰性气体喷射(例如干燥氮气)以一开始就分离反应中的水，使2，2，4_三甲基-1，3-戊二醇(TMPD)与过量的 2-乙基己酸反应。可使用其它除水机制，例如用低沸点溶剂或分馏柱除水。高于理论最小值(两当量/当量TMPD)的过量2-乙基己酸的量，在约5%摩尔-约200%摩尔的范围内。 喷射气体流速维持在每升反应物体积约Occ/min-约400cc/min、约10CC/min-约200CC/ min或甚至约25CC/min-100CC/min。通常氮气吹扫在反应初期较快以除去累积的水，但随后随水生成减少而减慢并接近阻抑脱水所需的最小流速。反应后期可停止该喷射以维持反应混合物中适当的水浓度。所需反应温度在约195°C -约250°C、约220°C -约245°C或约230°C -约240°C的范围内。使用较高的反应温度时，反应速率和由此生产率可增加。此外，使用较高的温度时，可使用较高的压力和较低的氮气吹扫速率以维持最佳的水水平。将反应介质中的水浓度维持在约0. 10%重量-约0. 50%重量的范围内能够使不需要的脱水反应减至最少，所述脱水反应导致生成不饱和单酯2，2，4-三乙基戊-3-烯基-2-乙基己酸酯。水浓度亦可维持在约0. 10%重量-约0. 40%重量或约0. 20%重量-约0. 30%重量的范围内。持续反应直至产生目标浓度的所需双-2-乙基己酸2，2，4_三甲基-1，3-戊二醇酯(双-2-乙基己酸TMPD酯)。不饱和单酯的生成量足够低使得TMPD的中间体单酯可通过蒸馏分离并返回该过程的下一循环。该过程可以间歇模式或连续模式来实施。连续模式中，需要分阶段的系列反应器以更完全地转化为二酯产物。该过程可在大气压或减压下操作。上述过程可在约200托到约760托、约300托到约600托或甚至约400托到约500 托的压力下操作。若含水量接近上述最大值，可增大压力以阻抑剩余水的进一步蒸发。从反应的角度而言，除了有助于水去除之外，不同压力下的操作不具有任何固有优势。根据本发明的一个实施方案，该过程可反应持续从约5. O小时到约17小时、从约7. O小时到约14 小时或甚至从约9. O小时到约11. O小时。为了使TMPD达到诸如90%、95%或甚至98%或更高等的高转化水平，反应时间将根据操作温度、压力和吹扫速率而变化。通常在不含其它溶剂的情况下进行该反应。然而，可视需要向体系中加入任何低粘度的惰性溶剂。
实施例通过下述具体的实施例进一步详细说明本发明。应当理解的是，这些实施例为说明性的实施方案而非意图限制本发明，但要在所附权利要求的范围和内容内进行广泛地理解。除另作说明外，实施例中所有的份数和百分数均以重量百分数为基础。实施例1中的描述给出如何通过TMPD 二醇和2-乙基己酸的反应产生双-2-乙基己酸2，2，4-三甲基-1， 3-戊二醇酯(双-2-乙基己酸TMPD酯)的典型间歇程序。实施例1中，采用在270mmHg 的真空度下操作和高速喷射氮气OOOcc/min)通过体系的措施，以从体系除去尽可能多的水。实施例2和3中，按照类似的程序但改变了压力和氮气喷射速率。表1给出了条件的概括，以及典型试验中反应器的水浓度范围和各试验结束时脱水单酯的生成量。表1 用于实施例1、2和3中的试验的试验条件
权利要求
1.一种制备双-2-乙基己酸2，2，4-三甲基-1，3-戊二醇酯的方法，所述方法包括 使2，2，4_三甲基-1，3-戊二醇与2-乙基己酸反应生成双-2-乙基己酸2，2，4_三甲基-1，3-戊二醇酯，以制备双-2-乙基己酸2，2，4-三甲基-1，3-戊二醇酯， 其中水浓度维持在约0. 重量以上。
2.权利要求1的方法，其中所述水浓度维持在约0.10%重量-约0. 40%重量。
3.权利要求2的方法，其中所述水浓度维持在约0.20%重量-0. 30%重量。
4.权利要求1的方法，其中通过喷射惰性气体维持水浓度。
5.权利要求4的方法，其中所述喷射气体为氮气。
6.权利要求4的方法，其中所述喷射气体的流速维持在每升反应物体积约Occ/mm到约 400cc/mm的速率。
7.权利要求6的方法，其中所述喷射气体的流速维持在每升约lOCC/min到约200CC/ min的速率，或者。
8.权利要求7的方法，其中所述喷射气体的流速维持在每升约25CC/min到约IOOcc/ min的速率。
9.权利要求1的方法，其中所述反应处于约195°C到约250°C的温度下。
10.权利要求9的方法，其中所述温度为约220°C到约245°C。
11.权利要求10的方法，其中所述温度为约230°C到约240°C。
12.权利要求1的方法，其中所述反应处于约200托到约760托的压力下。
13.权利要求12的方法，其中所述反应处于约300托到约600托的压力下。
14.权利要求13的方法，其中所述反应处于约400托到约500托的压力下。
15.权利要求1的方法，其中所述方法可为间歇式方法或连续式方法。
全文摘要
本发明公开了一种方法，所述方法用于使来自2，2，4-三甲基-1，3-戊二醇(TMPD二醇)与2-乙基己酸经由中间体化合物2，2，4-三甲基-1，3-戊二醇-2-乙基己酸酯(单-2-乙基己酸TMPD酯)的反应的双-2-乙基己酸2，2，4-三甲基-1，3-戊二醇酯(双-2-乙基己酸TMPD酯)的收率最大化。该方法包括维持反应器中的水水平为至少0.10％重量，优选高于0.20％重量，由此减少不需要的副产物2，2，4-三甲基戊-3-烯基-2-乙基己酸酯的生成。
文档编号C07C69/24GK102245558SQ200980151596
公开日2011年11月16日 申请日期2009年12月3日 优先权日2008年12月15日
发明者E·M·贝利二世, P·W·特纳, R·S·奥米赫拉, S·L·库克 申请人:伊士曼化工公司