分離二醯亞胺化合物的方法
2023-07-03 07:45:36
專利名稱：分離二醯亞胺化合物的方法
技術領域：
本發明涉及一種從反應混合物中分離出反應產物和二醯亞胺化合物的方法，該反應混合物是在特定的二醯亞胺化合物存在下通過使底物發生反應而得到的，分離二醯亞胺化合物與金屬催化劑的方法，以及再生二醯亞胺化合物的方法，該二醯亞胺化合物已在反應中使用而失活。
背景技術：
通過使用二醯亞胺化合物，如N-羥基苯鄰二甲醯亞胺和N-乙醯氧基苯鄰二甲醯亞胺，許多反應(如用分子氧的氧化、羧化、硝化、磺化、醯化、自由基偶合反應)均可以在溫和的條件下順利地進行。
例如，日本專利申請公開38909/1996(JP-A-8-38909)和日本專利申請公開327626/1997(JP-A-9-327626)公開了一種在二醯亞胺化合物如N-羥基苯鄰二甲醯亞胺以及需要時的助催化劑的存在下，用分子氧將底物氧化生成底物所對應的醇、醛、酮及羧酸的方法。
而且，日本專利申請公開278675/1997(JP-A-9-278675)公開了一種用二醯亞胺化合物氧化共軛化合物的方法。日本專利申請公開316610/1998(JP-A-10-316610)公開了一種在二醯亞胺化合物存在下將醚氧化生成酯、酸酐、內酯等的方法。WO99/50204公開了一種在二醯亞胺化合物和輔助氧化劑存在下，用分子氧將具有非芳香的乙烯鍵的化合物氧化生成相應的環氧化合物的方法，以及在二醯亞胺化合物和輔助氧化劑存在下，用分子氧將酮氧化生成相應的酯或內酯的方法。
此外，日本專利申請公開239730/1999(JP-A-11-239730)公開了一種在二醯亞胺化合物存在下，使底物與氮氧化物反應以得到相應的硝基化合物的方法，以及在二醯亞胺化合物存在下，使底物與一氧化碳和氧氣反應以生成相應的羧酸的方法。WO99/41219披露，通過在二醯亞胺化合物存在下使底物與氧氣和鄰二羰基化合物(如聯乙醯)反應，醯化反應在溫和的條件下進行。而且，日本化學會春季年會的演講草稿(Lecture Draft of Spring AnnualMeeting of Chemical Society of Japan(1999))報導，α，β-不飽和酯和醇在作為催化劑的N-羥基苯鄰二甲醯亞胺存在下與氧氣反應時，發生自由基偶聯反應，進而生成高產率的α-羥基-γ-丁內酯。此外，文獻還報導，烴如金剛烷與氧氣和二氧化硫用N-羥基苯鄰二甲醯亞胺作為催化劑反應生成相應的磺酸。
如上所述，二醯亞胺化合物已用作很多有機合成反應的催化劑。將二醯亞胺化合物用於不同反應之後，就提出分離反應產物和二醯亞胺化合物的方法。例如，日本專利申請公開114702/1998(JP-A-10-114702)公開了一種從反應混合物中分離反應產物和二醯亞胺化合物的方法，所述的反應混合物是通過氧化催化劑(二醯亞胺化合物)存在下氧化底物而得到的。在該方法中，用含水溶劑和可與含水溶劑分離的非水溶性溶劑，分別將氧化反應的產物和二醯亞胺化合物分布在含水溶劑相和非水溶性溶劑相中。因此，該方法適用於分離水溶性的反應產物與非水溶性的催化劑，但是難於分離低極性或非水溶性的反應產物與非水溶性的催化劑。而且，在該方法中，有時也難於從水相中分離出水溶性的產物，這取決於氧化反應產物的種類。具體地，如果反應是在加速反應的金屬催化劑共存下進行的，則難於有效地分離氧化催化劑和金屬催化劑，也難於有效地分離反應產物。因此，難於分離、回收和再利用金屬催化劑。
而且，當用二醯亞胺化合物作為很多反應的催化劑時，該二醯亞胺化合物隨著反應的進行而變成相應的N-非取代的二醯亞胺化合物或N-取代的羥基二醯亞胺化合物，其中底物與鄰近氮原子的氧原子相連(如N-烷氧基二醯亞胺化合物)極大地破壞了催化活性。這種已經失活的催化劑(下文中有時稱作失活催化劑)常常汙染反應產物的物品，因此破壞該物品的質量。
此外，如果不進行特殊的處理就將失活的催化劑循環至反應體系，則不能取得所需要的結果。因此，作為已經失活的催化劑的再生方法，日本專利申請公開188265/1999(JP-A-11-188265)公開了一種用羥胺或酸處理失活的二醯亞胺化合物的方法。然而，該方法還是不能提供令人滿意的再生產率。
因此，本發明的一個目的是提供一種從反應混合物中有效地分離出反應產物和二醯亞胺化合物的方法。
本發明的另一個目的是提供一種方便地獲得高純度的反應產物的方法。
本發明的又一個目的是提供一種從包含二醯亞胺化合物和金屬催化劑的混合物中，有效地分離出二醯亞胺化合物和金屬催化劑的方法。
本發明的再一個目的是提供一種通過簡單而方便的操作，使已經用於反應並失活的二醯亞胺化合物有效地再生的方法。
因此，本發明的方法可以實現從反應混合物中分離出反應產物與二醯亞胺化合物，該反應混合物是通過在具有下面式(1)所代表的二醯亞胺單元的二醯亞胺化合物存在下使底物發生反應而得到的 其中，X代表氧原子、羥基或醯氧基，通過(A1)溶劑-結晶步驟，即用至少一種選自烴、鏈醚和水的溶劑對二醯亞胺化合物進行結晶，(A2)冷卻-結晶步驟，即通過冷卻對反應產物進行結晶，或(B)萃取步驟，即通過使用至少包含水的含水溶劑和可從含水溶劑中分離出來的不溶於水的溶劑，使反應產物和二醯亞胺化合物分別分布於不溶於水的溶劑(或非水溶性的溶劑)相和含水溶劑相中。
在溶劑-結晶步驟(A1)中，所述的烴可以是具有4～16個碳原子的脂肪族烴或具有4～16個碳原子的脂環族烴，所述的鏈醚可以是二C1～6烷基醚或C1～6烷基C6～10烷基醚，而所述的反應產物可以是溶於結晶溶劑的化合物(例如脂環族烴或脂環族醇的氧化反應產物)。
在冷卻-結晶步驟(A2)中，可以使用對反應產物是差的而對二醯亞胺化合物是好的溶劑(如羧酸和/或烴)作為反應溶劑，而所述的反應產物可以是脂環族烴或含甲基的芳香族化合物的氧化反應產物(特別是具有6個或更多碳原子的脂肪族羧酸、芳香族羧酸)。
在萃取步驟(B)中，所述的含水溶劑可以是水，而且可以包含鹼。而且，所述的反應混合物可以先進行水解處理，然後再分離反應產物和二醯亞胺化合物。所述的不溶於水的溶劑可以是烴、醚、羧酸。所述的反應產物可以是脂環族烴或具有甲基或亞甲基的芳香烴的氧化反應產物，並且是不溶於水的(如環醇、環酮、具有環烴基的醛或具有環烴基的羧酸)。
此外，所述的反應可以在助催化劑存在下進行。
本發明還包括一種從含金屬催化劑和二醯亞胺化合物的混合物中分離二醯亞胺化合物和金屬催化劑的方法。在該方法中，二醯亞胺化合物和金屬催化劑的分離是通過(C)溶劑-結晶步驟，即用一種溶劑對二醯亞胺化合物進行結晶，(D)吸附步驟，即通過吸附處理對金屬催化劑進行吸附，或(E)萃取步驟，即通過使用至少包含水的含水溶劑和可從含水溶劑中分離出來的不溶於水的溶劑，使二醯亞胺化合物和金屬催化劑分別分布於不溶於水的溶劑相和含水溶劑相中。
在溶劑-結晶步驟(C)中，所述的結晶溶劑可以是含水溶劑(特別是水)。所述的二醯亞胺化合物可以是芳香族的二醯亞胺化合物，而所述的金屬催化劑可以是溶解於含水溶劑的。
在吸附步驟(D)中，所述的吸附處理可以用離子交換器來進行。
在萃取步驟(E)中，所述的含水溶劑可以是水，所述的不溶於水的溶劑可以是烴、醇、腈或其混合溶劑。所述的金屬催化劑可以是水溶性的。
另外，本發明還包括一種從因二醯亞胺用於反應而形成的失活的二醯亞胺化合物中再生二醯亞胺化合物的方法。在該再生方法中，二醯亞胺化合物可以通過水解失活的二醯亞胺化合物而轉化成二羧酸或二羧酸鹽，使該二羧酸或二羧酸鹽或二羧酸的活性衍生物與(i)羥胺或(ii)O-取代羥胺反應，並用酸進行處理而得到再生。
附帶地，在本說明書中，術語「結晶」包括漂洗或二次漿化(repulp)處理，所述的二次漿化包括洗滌或用較少量的溶劑結晶所需的化合物。
附圖簡述
圖1是解釋本發明的生產方法的示意流程圖。
實施本發明的最佳方式在本發明的方法中，反應產物和二醯亞胺化合物從通過使底物在如下所示的式(1)所代表的二醯亞胺化合物存在下發生反應而得到的反應混合物中分離出來。在該分離方法中，二醯亞胺化合物通過(A)結晶[(A1)，用溶劑進行結晶的溶劑-結晶，(A2)冷卻-結晶操作，以結晶組分或非結晶組分分離出來，或者二醯亞胺化合物可以通過萃取操作，用含水溶劑將二醯亞胺化合物轉移到含水溶劑而得到分離。
二醯亞胺化合物具有下面式(1)所代表二醯亞胺單元 其中，X代表氧原子、羥基或醯氧基。
所述的醯氧基的實例包括，如具有1～6個碳原子的醯氧基，如甲醯氧基、乙醯氧基、丙醯氧基和丁醯氧基(優選C1-4醯氧基，特別是乙醯氧基)。
附帶地，在式(1)中，X代表氧原子或羥基，而氮原子N與X之間的鍵是單鍵或雙鍵。
具有式(1)所示單元的二醯亞胺化合物(下文中有時稱作式(1)的二醯亞胺化合物)的具體實例包括，如下面式(2)所代表的化合物
其中R1和R2相同或相異，每個均代表氫原子、滷原子、烷基、芳基、環烷基、羥基、烷氧基、羧基、烷氧基羰基、或醯基；R1和R2可以鍵合在一起，形成雙鍵或芳香的或非芳香的環；該由R1和R2形成的芳香的或非芳香的環可以具有至少一個式(1)所代表的二醯亞胺單元；而X的含義與前面所定義的相同。
在式(2)的化合物中，由取代基R1和R2表示的滷原子包括碘、溴、氯和氟。烷基包括，如直鏈或支鏈的具有1～10碳原子的烷基，如甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、異丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、己基、庚基、辛基和癸基(優選C1-6烷基，特別是C1-4烷基)。
芳基包括苯基和萘基，環烷基包括C3-10環烷基，如環戊基、環己基和環辛基。烷氧基包括具有1～10個碳原子的烷氧基，如甲氧基、乙氧基、丙氧基和丁氧基，優選C1-6烷氧基，特別是C1-4烷氧基。
烷氧基羰基包括烷氧基部分具有1～10個碳原子的烷氧基羰基，如甲氧基羰基、乙氧基羰基、丙氧基羰基、異丙氧基羰基、丁氧基羰基、異丁氧基羰基、叔丁氧基羰基、戊氧基羰基和己氧基羰基(優選C1-6烷氧基-羰基，更優選C1-4烷氧基-羰基)。
作為醯基，其實例可以是那些具有約1～6個碳原子的醯基，如甲醯基、乙醯基、丙醯基、丁醯基、異丁醯基、戊醯基、異戊醯基和新戊醯基。
取代基R1和R2可以相同或相異。而且在式(2)中，取代基R1和R2可以鍵合在一起，形成雙鍵或芳香的或非芳香的環。優選的芳香或非芳香的環是約5～12元環，特別是6～10元環。儘管該環可以是雜環或稠合的雜環，但多數情況下為烴環。這種環的實例包括非芳香性的脂環族環[如可能具有取代基的環烷烴環，如環己烷環；可能具有取代基的環烯烴環，如環己烯環；可能具有取代基的橋烴環，如5-降冰片烯環]；及可能具有取代基的芳香環(包括稠環)，如苯環和萘環。在很多場合，前面所述的環是由芳環構成的。
該環可以具有取代基，如烷基、滷代烷基、羥基、烷氧基、羧基、烷氧基羰基、醯基、硝基、氰基、氨基和滷原子。
附帶地，由取代基R1和R2構成的芳香或非芳香的環，可以具有至少一個式(1)所代表的二醯亞胺單元(通常為一個或兩個二醯亞胺單元)。例如，當R1和R2代表具有兩個或多個碳原子的烷基時，式(1)所示的二醯亞胺單元可能形成於構成烷基的兩個相鄰的碳原子上。而且，當R1和R2能夠鍵合在一起形成雙鍵時，式(1)所示的二醯亞胺單元可能形成於該雙鍵上。此外，當R1和R2能夠鍵合在一起形成芳香或非芳香的環時，式(1)所示的二醯亞胺單元可能形成於構成該環的兩個相鄰的碳原子上。
優選的二醯亞胺化合物包括下面各式所表示的化合物 其中R3到R6相同或相異，每個代表氫原子、烷基、滷代烷基、羥基、烷氧基、羧基、烷氧基羰基、醯基、硝基、氰基、氨基或滷原子；每組相鄰的R3到R6均可鍵合在一起，形成芳香或非芳香的環；A代表亞甲基或氧原子；而R1、R2和X的含義與前面所定義的相同。
至於取代基R3到R6，烷基、烷氧基、烷氧基羰基、醯基和滷原子與前面所列舉的相同。滷代烷基的實例包括滷代C1-6烷基，如三氟甲基。通常，取代基R3到R6在很多情況下，每個均代表氫原子、具有1～4個碳原子的低級烷基、羧基、硝基或滷原子。
二醯亞胺化合物是單獨的或組合的。
優選的二醯亞胺化合物的實例包括N-羥基琥珀醯亞胺、N-羥基馬來醯亞胺、N-羥基六氫鄰苯二甲醯亞胺、N，N′-二羥基環己烷四甲醯二亞胺，N-羥基鄰苯二甲醯亞胺、N-羥基四溴鄰苯二甲醯亞胺、N-羥基四氯鄰苯二甲醯亞胺、N-乙醯氧基鄰苯二甲醯亞胺、N-羥基hetimide、N-羥基himimide、N-羥基trimellitimide、N，N′-二羥基pyromellitimide、N，N′-二羥基萘四甲醯二亞胺。
二醯亞胺化合物可以通過常規的醯亞胺化反應來製備，例如通過相應的酸酐與羥胺NH2OH反應，使酸酐基開環然後再閉環而形成二醯亞胺。
所述的酸酐包括飽和或不飽和的脂肪族二羧酸酸酐，如琥珀酸酐和馬來酸酐；飽和或不飽和的非芳香環多羧酸酸酐(脂環多羧酸酸酐)，如四氫鄰苯二甲酸酐、六氫鄰苯二甲酸酐(1，2-環己烷二甲酸酐)、1，2，3，4-環己烷四甲酸的1，2-酸酐；橋環多羧酸酸酐(脂環多羧酸酸酐)，如hetic acid酸酐和himicacid酸酐；以及芳香族多羧酸酸酐，如鄰苯二甲酸酐、四溴鄰苯二甲酸酐、四氯鄰苯二甲酸酐、硝基鄰苯二甲酸酐、偏苯三酸酐、甲基環己烯三酸酐、pyrromellitic酸酐、苯六甲酸酐及1，8；4，5-萘四甲酸二酐。
特別優選的化合物包括環二醯亞胺化合物[衍生於脂環多羧酸酸酐的N-羥基二醯亞胺化合物，特別是衍生於芳香族多羧酸酸酐的化合物，例如芳香族二醯亞胺化合物(疏水的二醯亞胺化合物或不溶於水的二醯亞胺化合物)，如N-羥基鄰苯二甲醯亞胺和N-乙醯氧基鄰苯二甲醯亞胺]。
附帶地，這種二醯亞胺化合物可以用作很多反應(如氧化反應、羧化反應、硝化反應、磺化反應、醯化反應、自由基偶合反應)的催化劑。具體地，只要在二醯亞胺化合物存在下使底物與氧氣接觸，就能夠產生高選擇性和高產率的醇、酮、羧酸和內酯。
可以在寬的範圍內選擇式(1)的二醯亞胺化合物的量，例如相對於1mol的底物，例如其可以為約1×10-6mol(1×10-4mol％)至1mol(100mol％)，優選約1×10-5mol(1×10-3mol％)至0.5mol(50mol％)，更優選約1×10-4mol(1×10-2mol％)至0.4mol(40mol％)，實際使用約1×10-4mol(1×10-2mol％)至0.35mol(35mol％)的二醯亞胺化合物。
附帶地，在反應中使用二醯亞胺化合物有時會導致部分或全部的二醯亞胺化合物失活或變性，這取決於反應的種類和反應條件。這種失活或分解的產物(失活的催化劑)的典型實例包括具有下面式(4)所代表的單元的N-取代或非取代的環二醯亞胺化合物，具有下面式(5)所代表的單元的環酸酐，及它們的開環衍生物 其中Y代表氫原子或烷氧基。
該烷氧基的實例包括，例如被底物(如環烷烴等烴類)的相應的基團取代的氧基，如烴基取代的氧基(如C3-20環烷基氧基)。例如，當氧化底物環己烷時，可以產生具有式(4)所代表的單元的化合物，其中Y基為環己基氧基。
而且，例如當用N-羥基鄰苯二甲醯亞胺作為二醯亞胺化合物時，產生一種在反應期間通過還原形成的鄰苯二甲醯亞胺(其中Y為氫原子的式(4)的化合物)，對應於底物的N-取代的氧基鄰苯二甲醯亞胺(其中Y為烷氧基的式(4)的化合物)，通過反應期間的水解和隨後的脫水閉環而形成的鄰苯二甲酸酐(式(5)的化合物)，以及它們的開環衍生物(二羧酸，如鄰苯二甲酸)。
這些失活的催化劑可以在下述的再生二醯亞胺化合物的步驟中再生。
二醯亞胺化合物可以與助催化劑組合使用。作為助催化劑(有時稱作金屬催化劑或金屬助催化劑)，可以提到金屬化合物，如包含過渡金屬的化合物和包含元素周期表中第13族元素(如硼B、鋁Al)的化合物，典型的是硼化合物。助催化劑可以單獨使用，也可以組合使用。
作為過渡金屬元素，例如可以提及元素周期表的第3族元素(例如除了鈧Sc和釔Y之外，還有鑭La、鈰Ce、釤Sm等鑭系元素；錒Ac等錒系元素)，元素周期表的第4族元素(如鈦Ti、鋯Zr、鉿Hf)，第5族元素(如釩V、鈮Nb、鉭Ta)，第6族元素(如鉻Cr、鉬Mo、鎢W)，第7族元素(如錳Mn)，第8族元素(如鐵Fe、釕Ru、鋨Os)，第9族元素(如鈷Co、銠Rh、銥Ir)，第10族元素(如鎳Ni、鈀Pd、鉑Pt)，以及元素周期表的第11族元素(如銅Cu、銀Ag、金Au)。
特別地，當與式(1)的二醯亞胺化合物組合使用時，包含鑭系元素如Ce，第4族元素如Ti，第5族元素如V和Nb，第6族元素如Cr、Mo和W，第7族元素如Mn，第8族元素如Fe和Ru，第9族元素如Co和Rh，第10族元素如Ni，第11族元素如Cu，或者第13族元素如B和Al的化合物，具有高的氧化活性。
對助催化劑(輔助氧化的試劑或促進劑)的種類沒有特殊的限制，只要它包含選自上面所列舉的元素並且具有催化能力。輔助氧化劑可以是氫氧化物，但通常為包含上面所列元素的金屬氧化物、氫化物、氮化物、含氧酸或其鹽、含氧酸酯、有機酸鹽、無機酸鹽、滷化物、配位化合物(絡合物)、雜多酸或其鹽。此外，作為硼化合物的實例有硼烷(如硼烷、二硼烷、四硼烷、五硼烷、十硼烷)，硼酸(如原硼酸、甲基硼酸、四硼酸)，硼酸鹽(硼酸的鹽)(如硼酸鎳、硼酸鎂、硼酸錳)，硼氧化物如B2O3，borazane，borazene，環硼氮烷，硼醯胺，硼醯亞胺，以及其它含氮的化合物，BF3，BCl3，四氟硼酸鹽及其它滷化物，以及硼酸酯(如硼酸甲酯、硼酸苯酯)。
作為有機酸鹽，例如可以提到C1-30羧酸鹽(C2-24羧酸鹽)如乙酸鹽、丙酸鹽、環烷酸、辛酸鹽、硬脂酸鹽，無機酸鹽的實例有硝酸鹽、硫酸鹽和磷酸鹽。而且，作為滷化物，其實例可以是氯化物和溴化物。
作為絡合物的配位體，其實例有OH(羥)；烷氧基，如甲氧基、乙氧基、丙氧基和丁氧基；醯基，如乙醯基和丙醯基；烷氧基羰基，如甲氧基羰基(乙酸根)和乙氧基羰基；乙醯丙酮根，環戊二烯基；滷原子，如氯和溴；CO；CN；氧原子；H2O(水)；磷化合物，如膦(如三苯基膦等三芳基膦)；以及含氮化合物，如NH3(氨)、NO、NO2(硝基)、NO3(硝酸根)、乙二胺、二亞乙基三胺、吡啶和菲咯啉。關於絡合物或絡合物鹽，其中可以配位單個的配位體或者多個相同或不同類型的配位體。
優選的絡合物包括含過渡金屬元素的絡合物，所述的過渡金屬元素選自上面所提到的那些過渡金屬元素。絡合物可以通過過渡金屬元素與選自上述的適宜的配位體結合來構成。例如，優選的絡合物可以是乙醯丙酮根合鈰、乙醯丙酮根合釩、乙醯丙酮根合鈷、乙醯丙酮根合銣或乙醯丙酮根合銅。
很多情況下，形成雜多酸的多元酸包含至少一種元素周期表中第5族或第6族的元素，如V(釩酸)，Mo(鉬酸)和W(鎢酸)。對中心原子沒有特殊的限制。雜多酸的實例有鉬酸鈷、鎢酸鈷、鎢酸鉬、鉬酸釩和釩磷酸鉬。
當使用包含第7族和/或第9族元素[如含第7族元素的化合物與含第9族元素的化合物的組合(特別是含錳化合物與含鈷化合物的組合)]的助催化劑時，可以有效地產生脂肪二羧酸(特別是己二酸)或芳香羧酸(對苯二甲酸)。
優選金屬催化劑可溶解於能夠使反應產物或二醯亞胺化合物結晶的溶劑(特別是含水溶劑，如水或含水溶劑)。舉例來說，優選的金屬催化劑包括有機酸鹽(如乙酸鹽)，無機酸鹽(如硫酸鹽)，滷化物(如氯化物)，氧化物，絡合物，雜多酸，特別是有機酸鹽和絡合物。
二醯亞胺化合物或包括二醯亞胺化合物(1)和上述助催化劑的催化體系可以是均相的或多相的。而且，該催化體系可以是包含載於載體上的催化組分的固體催化劑。多數情況下，該載體為多孔的載物，如活性炭、沸石、矽石、矽石-氧化鋁和膨潤土。至於該固體催化劑中載於載體上的催化組分的量，式(1)的二醯亞胺化合物的量相對於100重量份的載體約為0.1～50重量份。所載的助催化劑的量相對於100重量份的載體約為0.1～30重量份。
例如，助催化劑的量相對於1mol的底物約為1×10-6mol至0.7mol，優選約1×10-5mol至0.3mol，更優選約1×10-5mol至0.1mol(10mol％)，以及約為1×10-6mol至1×10-2mol，特別是約1×10-6mol至1×10-3mol。當使用雜多酸或其鹽作為助催化劑時，其用量相對於100重量份的底物約為0.1～25重量份，優選約0.5～10重量份，更優選約1～5重量份。
助催化劑在液相反應體系中的濃度按重量計通常為約1～10000ppm，優選約5～5000ppm，更優選約10～3000ppm。
順便提及，助催化劑與二醯亞胺化合物的比例為，例如二醯亞胺化合物/助催化劑＝95/5至5/95(摩爾比)，優選約90/10至20/80(摩爾比)，更優選約85/15至50/50(摩爾比)。
底物(substrate)的種類不受特別的限制，並且包括日本專利申請公開327626/1997(JP-A-9-327626)中所公開的各種底物，如烴、醇、醛、酮、胺、雜環化合物、硫醇、硫醚和醯胺。優選的底物包括聽、醇、醛和酮。
作為烴，可提及飽和或不飽和的可具有取代基的脂族烴，飽和或不飽和的可具有取代基的脂環烴[如環烷烴、環烯烴、多環烷烴、具有叔碳(次甲基碳)的橋環烴、稠環烴的氫化產物]，含非芳香環的稠環烴如部分氫化的稠合多環烴，其中的甲基或次甲基與芳環鍵結的芳烴。
至於飽和或不飽和的脂族烴，可提及C4-20的飽和烴，如丁烷、異丁烷、戊烷、己烷、辛烷和癸烷；C4-20的烯烴，如2-丁烯和異丁烯；直鏈和支鏈的脂族烴，如共軛二烯(如丁二烯(1，3-丁二烯)、異戊二烯(2-甲基-1，3-丁二烯))。優選的脂族烴包括支鏈的飽和烴如異丁烷，支鏈的不飽和烴如異丁烯和共軛二烯如丁二烯和異戊二烯。
在飽和或不飽和的脂族烴中，優選的脂族烴包括具有約3～30員的脂族烴，優選約3～25員的脂族烴，特別是3～20員的脂族烴(例如約5～20員、特別是5～16員的脂族烴)。
所述的環烷烴包括，例如，C3-30的環烷烴，如環丁烷、環戊烷、環己烷、環庚烷、環辛烷、環壬烷、環癸烷、環十一烷、環十二烷、環十三烷、環十四烷、環十八烷、環二十烷、環二十二烷、環二十四烷或環三十烷(優選C4-20環烷烴，更優選C4-16環烷烴)。
環烯烴包括，例如，C3-30環烯烴(優選C4-20環烯烴，更優選C4-16環烯烴)，如環丙烯、環丁烯、環戊烯、環己烯、環庚烯、環辛烯、環壬烯和環癸烯；環二烯(如C3-30的環二烯，優選C4-20的環二烯，更優選C4-16的環二烯，如環戊二烯、1，3-環己二烯、1，4-環己二烯、1，3-環庚二烯及其它的環庚二烯、1，5-環辛二烯及其它的環辛二烯)；環三烯(如環辛三烯等的C4-16環三烯)；環四烯(如環辛四烯等的C4-16環四烯)等等。
作為橋環烴，例如可提及二環烴(如蒎烷、蒎烯、莰烷、降莰烷、降莰烯、二環[3.2.1]辛烷、二環[4.3.2]十一烷)，三環烴(如金剛烷、外三環[5.2.1.02，6]癸烷、內三環[5.2.1.02，6]癸烷)，四環烴(如四環[4.4.0.12，5.17，10]十二烷)，以及二環己二烯、二環戊二烯及其它二烯的二聚體，這些二聚體的氫化產物(如二環己烷、二環戊烷)，它們的衍生物和萜烯(如單環單萜烯、二環單萜烯、單環倍半萜烯、二環倍半萜烯、三環倍半萜烯、二萜烯、三萜烯、四萜烯、多萜烯及其衍生物)。
作為橋環烴，多數情況下可以使用二、三或四環烴，其具有7～16個成環的碳原子(特別是約6～14個成環碳原子)，如蒎烷、莰烷、降莰烷、降莰烯、金剛烷等。
含非芳香環的稠合的多環烴，如完全或部分氫化的稠合多環烴，包括苊、芴、1，2，3，4-四氫化萘、茚、1，2-二氫化茚、蒽烷、菲烷、perhydrophenalene、苊烷、萘烷、六氫化茚等。
在稠合的多環烴中，實際稠合的是5～8員環(特別是5～6員環)。
多環烴如稠合的多環烴和橋環烴至少具有一個次甲基(即次甲基碳-氫鍵-CH＜)於橋頭位置和/或聯結位置(環之間的稠合處)。
其中的甲基或亞甲基與芳環鍵合的芳香烴，可以是具有至少一個且取代於芳環上的甲基或亞甲基的化合物。該芳環可以為任何的芳烴環或芳雜環。作為這種化合物的實例可以提及甲苯、(鄰，間，對)二甲苯、1，2，3-三甲基苯、1，3，5-三甲基苯、1，2，3，4-四甲基苯、均四甲基苯、4-叔丁基-1-甲基苯、乙基苯、丙基苯、異丙基苯、(鄰，間或對)乙基甲苯、1-甲基萘、2-甲基萘、1，5-二甲基萘、2，5-二甲基萘、1-甲基蒽、2-甲基蒽、9-甲基蒽、4，4′-二甲基聯苯、聯苄基、二苯基甲烷和三苯基甲烷。它們當中，特別優選其分子中具有約1～4甲基的C6-10芳烴。
優選的烴包括(1)共軛二烯(如丁二烯、異戊二烯)，(2)在與不飽和鍵相鄰的部分具有碳-氫鍵的化合物(如2-丁烯等的C4-20烯烴)，(3a)5～16員的環烷烴，如環己烷和甲基環己烷，(3b)5～16員的環烯烴，如環己烯，(4)含非芳香環(如環烷烴環或雜環)的稠環化合物，如萘烷、1，2，3，4-四氫化萘和芴，(5)具有叔碳原子(次甲基碳原子)的橋環烴，如金剛烷和降莰烯，(6)其中的甲基或次甲基與芳環鍵合的芳烴(如具有1～4個甲基的C6-10芳烴，如甲苯、(鄰，間，對)二甲苯、對叔丁基甲苯；其中的亞甲基與其芳環鍵合的芳烴，如二苯基甲烷)。
作為底物的醇的實例包括相應烴的醇衍生物，例如包括脂肪族伯醇或多元醇、脂環族伯醇或多元醇或者芳香族伯醇或多元醇。
作為脂肪族伯醇，可以提及例如C1-20的飽和脂肪醇(優選C1-12的飽和脂肪醇，更優選C1-8的飽和脂肪醇)，如甲醇、乙醇、1-丙醇、異丙醇、1-丁醇、異丁醇、1-戊醇、2-戊醇、新戊醇、1-己醇、1-辛醇、1-癸醇、1-十二醇、十四醇和1-十六醇；C2-20的不飽和脂肪醇(優選C3-10的不飽和脂肪醇)，如烯丙醇、巴豆醇、炔丙醇、香茅醇和香葉醇。
作為脂肪族的多元醇，可提及乙二醇、丙二醇、三亞甲基二醇、1，2-丁二醇、1，3-丁二醇、1，4-丁二醇、1，6-己二醇、2，5-己二醇、新戊二醇、頻那醇和甘油。
作為脂環族伯醇，可提及具有5～30員的脂環族伯醇，如環戊醇、環己醇、環庚醇、環辛醇、環癸醇、環十一醇、環十二醇、環十四醇、環『二十醇、甲基環己醇、環己烯-1-醇、環辛烯-1-醇、環香葉醇、冰片、薄荷醇、金剛烷醇，和莰尼醇。優選的脂環族醇包括5～30員、優選5～25員、特別是5～20員(如5～16員)的化合物，如環烷醇和多元環烷醇。
例如，脂環族的多元醇包括1，2-環己二醇、1，4-環己二醇、金剛烷二醇和金剛烷三醇。
芳香醇的實例包括例如C6-20的芳基醇(優選C7-12的芳基醇)，如苄醇、水楊醇、二苯基甲醇和苯乙醇。
在這些醇中，伯醇和仲醇是優選的，而且不管它們是脂肪醇、脂環醇還是芳香醇。
優選的醇包括(a)在與不飽和鍵相鄰的部分具有羥基的化合物(例如不飽和脂肪醇和芳香醇，如烯丙醇、苄醇和二苯基甲醇)，(b)脂環醇(例如C5-16環烷醇，如環己醇和甲基環己醇)，(c)具有叔碳原子(次甲基碳)的脂環醇，如冰片。
作為底物的醛的實例包括相應烴的醛衍生物，例如包括脂肪醛[C1-20的飽和脂肪醛(優選C1-10的飽和脂肪醛)，如甲醛、乙醛、丙醛、丁醛、己醛、辛醛和壬醛；不飽和的脂肪醛，如丙烯醛、香葉醛和香茅醛；脂肪族多元醛，如乙二醛、丙二醛、丁二醛、戊二醛、己二醛、庚二醛、辛二醛和癸二醛]；芳香醛，如苯甲醛、羥基苯甲醛、肉桂醛、水楊醛、茴香醛、1-萘甲醛、香草醛、鄰苯二醛、間苯二醛和對苯二醛；脂環族醛，如甲醯基環己烷；雜環醛，如菸鹼醛和糠醛。
作為底物的酮的實例包括相應的烴的酮衍生物，例如包括脂肪酮、環脂肪酮、芳香酮和雜環酮。
例如，脂肪酮包括C2-20脂肪酮(優選C2-12脂肪酮)，如丙酮、甲乙酮、二乙基酮、二丙基酮、甲基丙基酮、甲基丁基酮和頻哪酮。
脂環酮包括例如4～30員的脂環酮(環酮)，如環丁酮、環戊酮、環己酮、環辛酮、環壬酮、環癸酮、環十一酮、環十二酮、環十四酮、環十八酮、環二十酮、2-甲基環己酮、2-乙基環己酮、2，6-二甲基環己酮、4-氯環己酮、4-甲氧基環己酮、環己二酮、環戊烯酮、環己烯酮、環辛烯酮、環癸烯酮、薄荷酮和樟腦。優選的脂環酮包括5～20員、特別是6～16員的化合物。
芳香酮包括例如苯乙酮、苯丙酮、二苯甲酮、脫氧安息香和1-萘酮。雜環酮包括例如茚-1-酮、1，2，3-1，2-二氫化茚三酮、芴-9-酮和吡喃酮等雜環酮。
優選用作底物的胺為伯胺或仲胺，如甲胺、乙胺、丙胺、丁胺、二甲胺、二乙胺、二丁胺、乙二胺、1，4-丁二胺、羥胺和乙醇胺等脂肪胺；環戊胺和環己胺等脂環族胺；苄胺和甲苯胺等芳香胺。
作為底物的雜環化合物的實例包括(a)具有非芳香雜環的非芳香性雜環化合物或稠環烴(例如吡喃、吡唑啉、哌嗪、二氫吲哚、異二氫吲哚、色烯、呫噸、色滿、異色滿)，以及具有被烷基(如甲基、乙基等具有約1～6碳原子的烷基)取代的非芳香性雜環的非芳香性的雜環化合物或稠環烴，(b)具有芳香性雜環和與該芳香性雜環相鄰的甲基或亞甲基的雜環化合物(例如具有含1～3個選自氧原子、硫原子和氮原子的雜原子的芳香性雜環且被具有1～6個碳原子的烷基取代的雜環化合物，如2-甲基呋喃、2，5-二甲基呋喃、2-甲基噻吩、2，5-二甲基噻吩、2-甲基吡啶、3-甲基吡啶、4-甲基吡啶、2，5-二甲基吡啶、3-乙基吡啶和2-甲基苯醌)。
作為底物的硫醇的實例包括例如乙硫醇和苯基甲硫醇。硫醚的實例包括例如二乙硫醚、甲基丙基硫醚和二苯基硫醚。而且，醯胺的實例包括例如甲醯胺和乙醯胺。
順便提及，可以使用由各種取代基(如滷原子、烷基、鏈烯基、芳基、雜環基、氧基、羥基、烷氧基、羥烷基、羧基、烷氧基羰基、醯基、氨基、取代的氨基、氰基、硝基)取代的底物作為底物。
作為具有這種取代基的底物，可以提及具有包含2個或更多碳原子的烷基(例如乙基、丙基、丁基、叔丁基、己基和辛基等C2-10的烷基)的底物，具有滷原子(例如氟、氯和溴原子)的底物，具有羰基的底物(例如環己酮和金剛烷酮等的酮)，具有羥基的底物(例如環己醇和金剛烷醇等的醇)，具有羧基的底物(如羧基甲苯等羧酸)或其衍生物(如酯)、混合物(KA油)和酯(如乙酸環己酯和乙醯氧基甲苯)。
在包含溶劑-結晶步驟(A1)的分離過程中，對底物的種類沒有特別的限制，但是優選該底物形成可溶解於特定溶劑(烴、鏈醚或水)的化合物。作為這種底物，可提及例如脂環烴[例如環烷烴和多環烷烴]，以及脂環或芳香醇[如相應環烷烴或芳烴的醇]。
作為環烷烴，可提及上面示例的環烷烴[例如C4-20的環烷烴(優選C4-16的環烷烴，更優選C4-12的環烷烴)，如環丁烷、環戊烷、環己烷、環庚烷、環辛烷、甲基環己烷、乙基環己烷、二甲基環己烷、氯代環己烷、甲氧基環己烷、環辛烷、環壬烷、環十二烷、環十五烷和環十八烷]。環烷醇包括與環烷烴相對應的醇[如己醇等C4-16的醇]。
優選的環烷烴包括C4-10的環烷烴(優選C5-8環烷烴)，如環己烷、甲基環己烷和環辛烷。
多環烷烴包括上述的橋環烴和上述的完全氫化的稠合多環烴，例如包括橋頭位具有叔碳原子的化合物(如莰烷、降莰烷和降莰烯等的二環烴，三環[4.3.1.12，5]十一烷、homobrendane和金剛烷等的三環烴，四環烴，萜烯)，稠合多環芳烴的氫化產物(例如，萘烷、蒽烷、菲烷)。多環烷醇包括與上述環烷醇對應的醇[例如金剛烷醇、金剛烷二醇、金剛烷三醇等橋頭位具有羥基的醇]。
在包含冷卻結晶步驟(A2)的分離過程中，對底物的種類沒有特殊的限制，而且底物可以是在結晶溫度時形成水溶性化合物的任何底物，或者在結晶溫度時形成非水溶性化合物的任何底物。優選底物形成水溶性的化合物(例如常溫下(約15～25℃)為固態的化合物)。作為這種底物，可提及例如形成非水溶性羧酸的底物[特別是能夠形成具有6個或更多(優選6～16，更優選6～12)個碳原子的脂肪族羧酸的環烷烴或多環烷烴，或者能夠形成芳族羧酸(如芳香二羧酸等芳族多元羧酸)的含甲基的芳族化合物]。
作為環烷烴，可提及前述的環烷烴(例如C6-16環烷烴，優選C6-12環烷烴)，以及前述的多環烷烴(例如橋頭具有叔碳原子的化合物，稠合多環芳烴的氫化產物)。
舉例來說，含甲基的芳香化合物包括具有被至少一個(例如約1～10個，優選約1～8個)烷基取代的芳環的化合物。該芳環可以是任何芳烴環或芳香性雜環。含甲基的芳烴包括各種化合物，每種化合物具有被甲基取代的芳烴環(包括二或三芳基-C1-3烷烴，如二苯基甲烷、三苯基甲烷、聯苄基和1，2二苯乙烯)，例如包括1～6個甲基取代的芳烴，如甲苯、(鄰，間，對)二甲苯、三甲基苯(如1，2，3-三甲基苯、1，3，5-三甲基苯)、四甲基苯(如1，2，3，4-四甲基苯、1，2，4，5-三甲基苯)、六甲基苯、4-叔丁基-1-甲基苯、2-甲氧基-1-甲基苯、1-甲基萘、2-甲基萘、1，5-二甲基萘、2，5-二甲基萘。優選的含甲基芳烴包括分子中被約1～4(特別是約1～2)個甲基取代的C6-10芳烴(如甲苯、二甲苯、四甲基苯)。
作為含甲基的雜環化合物，可提及具有被甲基取代的雜環的化合物，例如，2-甲基呋喃、3-甲基呋喃、2-甲基吡喃、3-甲基吡喃、3，4-二甲基吡喃、甲基苯並二氫吡喃、甲基吡啶(2-，3-或4-甲基吡啶)、二甲基吡啶(2，3-二甲基吡啶、2，4-二甲基吡啶、2，5-二甲基吡啶、3，5-二甲基吡啶)、三甲基吡啶(例如2，3，4-三甲基吡啶、2，3，5-三甲基吡啶、2，4，6-三甲基吡啶)、甲基吲哚(如4-甲基吲哚、5-甲基吲哚、7-甲基吲哚)。
在萃取過程(B)中，對底物的種類沒有特殊的限制，但是優選該底物形成對非水溶性溶劑具有親合性或洗脫能力的化合物。舉例來說，這種反應產物包括醇(例如脂肪醇(特別是伯醇)，脂環一元醇、脂環二元醇)、醛、酮、羧酸(如脂肪族一元羧酸，芳香族一元羧酸、芳香族二元羧酸和其它芳香族羧酸，雜環羧酸)、環氧化合物、酯、酸酐、內酯、醛縮醇、醚、硫醚、醯胺、內醯胺、席夫鹼、肟、硝基化合物、有機含硫酸、烴，每種產物具有約5～30、優選6～30個碳原子。特別優選的反應產物包括環醇[如前述的脂環醇(C6-12環烷醇，如環己醇)，芳香醇(如C7-12芳烷基醇，如苄醇)]，環酮[例如前述的脂環酮(C6-12環烷酮，如環己酮)，前述的芳香酮(C6-12芳香酮，如苯乙酮、二苯酮、芴酮)]，具有環烴基的醛[前述的脂環族醛(例如C6-12脂肪醛如己醛)，前述的芳香醛(例如C7-12芳香醛，如苯甲醛)]，具有環烴基的羧酸[例如芳香羧酸(C7-12芳香羧酸，如苯甲酸)]。
作為生成反應產物的底物，可提及生成非水溶性化合物的烴[特別是脂環烴(單環或多環烷烴)，含甲基或亞甲基的芳烴]。
作為底物，可提及上面的環烷烴(例如，C4-10環烷烴，優選C5-8環烷烴)，或者上面的多環烷烴(橋頭位具有叔碳原子的化合物，稠合多環芳烴的氫化產物)。
舉例來說，包含甲基或亞甲基的芳烴包括上述的芳烴[例如分子中被約1～4個甲基取代的C6-10芳烴，如甲苯、二甲苯，含亞甲基的芳烴，如聯苄基、二苯基甲烷、三苯基甲烷]，含亞甲基的稠合多環烴，如芴。
二醯亞胺化合物對多種反應具有催化能力(氧化反應，羧化反應，硝化反應，磺化反應，醯化反應，自由基偶合反應)。
(氧化反應)烴的氧化反應可以在二醯亞胺化合物的存在下進行，以生成氧化產物，如相應底物的醇、醛、酮、羧酸、環氧化合物、內酯、酸酐、醛縮醇和酯。例如，共軛二烯被氧化成相應的鏈烯烴二醇。例如，通過氧化丁二烯而得到的氧化物為丁烯二醇(順-式或反-式的2-丁烯-1，4-二醇或1-丁烯-3，4-二醇)，而且對羥基的位置沒有特別的限制。對於不飽和鍵的鄰位具有碳氫鍵的化合物，氧化發生於不飽和鍵的鄰位。
此外，氧化脂環烴時，羥基或氧基被引入環中，或者該環依據一定的條件通過氧化裂解生成二羧酸。當氧化含非芳香性環的稠環化合物時，羥基或氧基被引入非芳香性的環，或者該環依據一定的條件裂解，生成二羧酸。當氧化具有叔碳原子(次甲基碳原子)的橋環烴時，羥基引入該叔碳原子(如橋頭位)，或者氧基引入其鄰位，這取決於反應條件。當氧化其中的甲基或亞甲基與芳環鍵合的芳烴時，該甲基或亞甲基依據反應條件被氧化生成相應的醇、醛、酮或羧酸。
在二醯亞胺化合物存在下，用氧氣氧化醇，生成相應的醛、酮或羧酸。例如，脂環醇被氧化生成相應的脂環酮或多元羧酸，這取決於氧化的程度。實際上，2-甲基環己醇被氧化成2-甲基環己酮，並進一步氧化成2-甲基己二酸。
在二醯亞胺化合物存在下，用氧氣氧化醛，生成相應的羧酸。例如，己二醛被氧化，生成己二酸。
在二醯亞胺化合物存在下，用氧氣氧化酮，生成相應的羧酸。例如，二乙基酮被氧化，生成乙酸和丙酸，而環辛酮被氧化，生成辛二酸。
胺在二醯亞胺化合物存在下被氧化生成相應的席夫鹼、肟等。
雜環化合物被氧化，生成相應的醇、酮或羧酸。例如，底物項目中示例的雜環化合物(a)被氧化，生成相應的具有羰基的化合物，即將與雜原子(如氧原子、硫原子或氮原子)相鄰的亞甲基轉化成羰基。對於雜環化合物(b)，即具有與芳香雜環相鄰的甲基的化合物，其被氧化成相應的雜環醛或雜環羧酸，而具有與芳香雜環相鄰的亞甲基的化合物則被氧化成相應的雜環酮。
這種氧化反應通常是在氧氣氣氛中進行的。對氧氣的來源沒有特殊的限制，可以使用純氧氣或用惰性氣體如氮氣、氦氣、氬氣或二氧化碳稀釋的氧氣。從可操作性和安全性以及經濟性來看，優選使用空氣。氧氣的量可以根據底物的種類來選擇，通常相對於1mol的底物為0.5mol或更多(例如約1mol或更多)，優選約1～100mol，更優選約2～50mol。很多情況下，反應是在含過量氧摩爾數的氧氣氛下進行的。
當向反應器提供分子氧時，反應可以在事先向反應器提供足夠分子氧之後於密閉的體系中進行，或者在連續提供的分子氧氣流下進行。在連續的分子氧氣流的情況下，氧氣可以按對應於氧氣量的流速提供。
順便提及，當氧化反應在醛(特別是C1-6醛，如乙醛)、酮和/或醇共存下進行時，該氧化反應加速，生成高產率的脂肪二羧酸或芳香羧酸。而且，反應有時在自由基發生劑或自由基促進劑共存時也被加速。
(其它反應)此外，在二醯亞胺化合物的存在下，底物(如烴)與(i)氧氣和一氧化碳，(ii)氮氧化物(如NO、NO2、N2O3)，(iii)硫氧化物(如SO2)，(iv)鄰二羰基化合物，或者(v)可通過自由基形成碳-碳鍵的化合物反應，分別生成相應底物的(i)羧酸，(ii)硝基化合物，(iii)有機含硫酸(如磺酸)，(iv)醯化反應產物(醛、酮)，或者(v)形成碳-碳鍵的反應產物或其衍生物(如氧化物、環化產物如內酯)。
例如，在二醯亞胺化合物存在下，具有叔碳原子(次甲基碳)的橋環烴與氧氣和一氧化碳、氮氧化物(如NO、NO2、N2O3)、硫氧化物(如SO2)、1，2-二羰基化合物或可通過自由基形成碳-碳鍵的化合物反應，生成其中的叔碳原子上引入了羧基、硝基、磺基、醯基、烴基等的化合物或其衍生物。
上述示例的反應可以在不存在對該反應呈惰性的溶劑下進行，但是通常也可以在溶劑的存在下進行。該溶劑的實例有羧酸，如甲酸、乙酸、丙酸、三氯乙酸和三氟乙酸；烴，如己烷、辛烷和苯；滷代烴，如氯仿、二氯甲烷、四氯化碳、二氯代苯和三氟甲基苯；醇，如甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、辛醇、2-乙基己醇；酮，如丙酮、甲乙酮、甲基異丁基酮；酯，如乙酸甲酯、乙酸乙酯和乙酸丁酯；醚，如二甲基醚、二乙基醚和二異丙基醚；硝基化合物，如硝基苯、硝基甲烷和硝基乙烷；腈，如乙腈、丙腈和苄腈；醯胺，如甲醯胺、乙醯胺、二甲基甲醯胺(DMF)和二甲基乙醯胺；水；以及上述溶劑的混合溶劑。
特別地，氧化反應中的溶劑通常包括羧酸(如乙酸)、烴、醇(甲醇、2-乙基己醇)、酮、酯、醚、硝基化合物、腈、醯胺、含水溶劑(如有機酸水溶液，如乙酸水溶液)。多數情況下，可以用底物作為溶劑。順便提及，作為含水溶劑，可以使用包含高濃度(如約40～99％重量，優選約60～95％重量，特別是80～95％重量)有機溶劑的水溶液。
使用式(1)的二醯亞胺化合物的反應即使在較溫和的條件下也可以順利地進行。反應溫度可以根據二醯亞胺化合物、反應試劑和底物的種類而適當地選擇，例如0～300℃，優選約30～250℃，更優選約40～200℃。通常反應在約40～150℃(如約50～100℃)的溫度下進行。
具體地，該氧化反應的反應溫度為例如約0～300℃，優選約1 5～250℃，更優選約30～200℃。通常反應在約50～190℃(特別是約70～190℃)的溫度下進行。
而且，反應可以在大氣壓下或施壓下進行。當在施壓下進行反應時，該壓力通常為約1～100atm(如1.5～80atm)，優選約2～70atm，更優選約3～50atm。
反應時間(流動反應中的停留時間)可以依據反應溫度和壓力在如約1分鐘～48小時、優選約2分鐘～24小時、更優選約5分鐘～8小時的範圍內適當地選擇。而且，該反應時間可以在如約30分鐘～48小時、優選1～36小時、更優選約2～24小時的範圍內適當地選擇。
順便提及，當控制反應體系的水含量為整個反應體系重量的30％重量或更低(如約0～30％重量)、優選約3～20％重量(如約3～18％重量)、更優選約4～15％重量(如約4～10％重量)時，該氧化反應被加速，且抑制副產物的生成，如此可獲得高產率的反應產物如羧酸。
反應操作可以在連續的體系、間歇的體系或半間歇的體系中進行。而且，反應可以通過伴隨除水的反應蒸餾，或者通過使用分水器如傾析器的反應蒸餾來進行。反應可以分兩步或多步來進行。作為反應設備(反應器)，可以使用常規的反應設備，也可以使用多個反應設備。當使用多個反應設備時，這些設備可以串聯和/或並聯。
很多反應產物(如醇、醛、酮、羧酸)形成於通過反應(如氧化反應)所獲得的反應混合物中。另外，二醯亞胺化合物的活性隨著反應的進行而降低，而且有時形成前述的去活催化劑。而且，多數反應產物和多數二醯亞胺化合物可以包含在反應混合物中。
根據本發明，反應產物和二醯亞胺化合物(包括去活或分解產物)可從反應混合物中分離出來。分離操作可以通過(A)結晶[如(A1)溶劑結晶或使用溶劑進行二次漿化結晶，(A2)冷卻結晶操作來進行，以結晶或非結晶組分分離二醯亞胺化合物，或者通過(B)萃取操作來進行，使二醯亞胺化合物分配於使用含水溶劑和非水溶性溶劑的含水溶劑相中。順便提及，反應產物和二醯亞胺化合物可以根據其種類通過蒸餾操作來分離。
在結晶操作(A)中，二醯亞胺化合物依據反應產物和該二醯亞胺化合物的種類，通過溶劑結晶(A1)或冷卻結晶(A2)，以結晶或非結晶的組分分離出來。
(溶劑結晶步驟A1)在使用溶劑結晶操作的分離過程中，二醯亞胺化合物利用選自烴、鏈醚和水的溶劑，從包含反應產物和二醯亞胺化合物(包括分解產物)的反應混合物中結晶出來，並以固體的形式回收。因此，該過程有利於分離可溶解於上述溶劑的反應產物(如脂環烴和脂環醇的氧化反應產物)與不溶解於上述溶劑的二醯亞胺化合物(如芳香的二醯亞胺化合物)。
用於結晶的溶劑可以根據反應產物的種類來選擇。當反應產物為低或弱極性化合物(氧化反應產物如單環C4-16環烷烴)時，優選使用烴或鏈醚作為結晶溶劑。當反應產物為高極性化合物(如水溶性化合物；具有多橋頭的多環烷烴的氧化產物)時，優選用水作為結晶溶劑。
在本發明中，用於結晶操作(或二次漿化)的烴的實例包括例如具有4～20(優選4～16，更優選5～12)個碳原子的脂肪烴，如戊烷、己烷、異己烷、庚烷、辛烷、異辛烷、2-乙基己烷和癸烷；具有4～20(優選4～16，更優選5～12)個碳原子的脂環烴，如環戊烷、環己烷和環辛烷；具有6～12(優選7～10)個碳原子的芳烴，如苯、甲苯、二甲苯和乙苯。
而且，作為鏈醚，例如可提及二C1-6烷基醚，如二乙基醚、二異丙基醚、叔丁基甲基醚和二丁基醚；C1-6烷基C6-10芳基醚，如茴香醚。
這些溶劑可以單獨使用或組合使用。特別優選的溶劑包括具有4～12個碳原子的脂肪烴，如己烷；具有4～12個碳原子的脂環烴，如環己烷；二C1-4烷基醚，如叔丁基甲基醚；以及這些溶劑的混合物。
用於結晶或二次漿化操作的烴、鏈醚或水的用量，依據操作的類型(如二次漿化或結晶)、反應產物與二醯亞胺化合物的類型和數量而變化，並且可以按100重量份的包含於混合物中的二醯亞胺化合物，在約50～100000重量份和約100～10000重量份的範圍內適當地選擇。
此外，用於結晶或二次漿化操作的混合物(處理液)中可以包含烴、鏈醚和水之外的其他溶劑。例如，在本發明的結晶或二次漿化操作之前已經在如萃取和結晶等分離或純化中使用的反應溶劑或溶劑，可以包含在該混合物(處理液)中。而且，為了提高分離效率，結晶或二次漿化操作可以通過與烴、鏈醚或水一起加入其它溶劑(如使用烴和鏈醚時的與該烴或鏈醚相容的有機溶劑；使用水時的含水溶劑)來進行。
這種溶劑的實例包括例如乙酸、丙酸等有機酸；乙腈、丙腈和苄腈等腈；N，N-二甲基甲醯胺等醯胺；氯仿、二氯甲烷、1，2-二氯乙烷、氯苯和三氟甲基苯等滷代烴；硝基苯和硝基甲烷等硝基化合物；乙酸乙酯、乙酸丁酯、苯甲酸甲酯和苯甲酸乙酯等酯；四氫呋喃和二噁烷等環醚；甲醇、乙醇和異丙醇等醇；丙酮和甲乙酮等酮。
順便提及，為了有效地分離二醯亞胺化合物和反應產物，優選結晶(或二次漿化)操作中反應混合物所包含的特定溶劑(烴、鏈醚或水)的量(總量)為反應混合物中全部溶劑(包括揮發性組分)重量的例如50％或更多，特別是70％或更多(尤其是90％或更多)。
結晶處理的溫度依據處理的類型而變化，並且通常為約-10～+150℃，優選約0～+100℃。上述處理可以按任何方式如間歇方式和連續方式來進行。該處理可以進行一次或多次。當該處理進行多次時，可以結合兩種或多種不同的處理。結晶可以通過冷卻和/或濃縮溶液來進行。順便提及，二次漿化處理可以通過攪拌含固體和液體的混合物來進行。通過結晶或二次漿化得到的固體(二醯亞胺化合物)，可以利用常規的固-液分離方法如過濾和離心來分離。分離的二醯亞胺化合物可以再用作催化劑而無須任何處理，或者經適當的再生處理之後再用作催化劑。而且，反應產物可以通過常規的分離方法如濃縮、結晶、重結晶、萃取、蒸餾、柱色譜而從濾液(母液)中分離出來，所述濾液中的二醯亞胺化合物已被分離出來。
在進行溶劑結晶(A1)的操作過程中，(i)使用烴、鏈醚或水作為反應溶劑(或過量的反應組分)，以改變體系在反應期間的組成，或者在反應完成之後通過冷卻或濃縮來使二醯亞胺化合物結晶，或者(ii)通過加入烴、鏈醚或水至反應混合物(如需要，須經適當處理之後，如過濾、濃縮、蒸發至幹、控制液體性質、萃取、洗滌和結晶)，以使二醯亞胺化合物結晶或二次漿化。
作為實施方案(ii)的具體實例，二醯亞胺化合物可以以結晶組分(固體)回收，即通過濾出反應(如氧化反應)混合物中的沉澱，濃縮濾液，並向剩餘物(濃縮物)中加入烴或鏈醚(反應產物為非極性化合物時)或者水(反應產物為極性化合物時)，以使二醯亞胺化合物結晶或二次漿化。
而且，二醯亞胺化合物可以通過濃縮反應(如氧化反應)混合物，加水使反應產物和二醯亞胺化合物結晶，並加入烴或鏈醚至所得到的結晶中以使二醯亞胺化合物結晶或二次漿化，而以固體的形式回收。
特別地，在溶劑結晶步驟(A1)中，當特定的二醯亞胺化合物(包括其分解產物)為傾向於溶解於溫和或中等極性溶劑且不溶解於很低極性或高極性溶劑的化合物時，該二醯亞胺化合物可以通過使包含反應產物和二醯亞胺化合物的混合物經受特定溶劑的結晶步驟，而有效地分離並以固體形式回收。因此，無須額外提供溶劑去除步驟，而且二醯亞胺化合物也可以方便地回收。所以，該方法從費用的觀點來看是有利的。
(冷卻結晶步驟A2)在冷卻結晶步驟A2中，反應產物和二醯亞胺化合物通過結晶目標反應產物(目標化合物)和分配二醯亞胺化合物於非結晶組分(溶劑相)中，而從反應混合物中分離出來。
該反應產物是能夠用反應溶劑結晶的反應產物，可以是例如醇衍生物(如酯)或醛，但通常是醇、酮，優選為羧酸。具體地，該方法有利於分離二醯亞胺化合物與非水溶性的化合物(如環境溫度(約15～25℃)下呈固體形式的化合物，如羧酸[如具有6個或更多(優選6～16，更優選6～12)個碳原子的脂肪羧酸、芳香羧酸(如芳香多元羧酸，如芳香二羧酸)])，特別是芳香羧酸。
在冷卻結晶步驟(A2)中，反應是在溶劑的存在下進行的，而且對於反應產物差的溶劑，就是對所要使用的二醯亞胺化合物好的溶劑。反應產物和二醯亞胺化合物在反應溫度下溶解於這種作為反應溶劑的溶劑。通過使用這種溶劑，反應產物可以通過冷卻而從反應混合物中結晶出來，而且二醯亞胺化合物分配在溶劑相中。
作為反應溶劑，可提及上面示例的溶劑[如羧酸(如乙酸)、烴、醇(如甲醇、2-乙基己醇)、酮、酯、醚、硝基化合物、腈、醯胺、含水溶劑(如有機羧酸水溶液，如乙酸水溶液)]。具體地，當目標化合物為非水溶性的羧酸[特別是具有6個或更多(優選6～12)個碳原子的脂肪羧酸或芳香羧酸]時，該非水溶性的羧酸可以通過使用低級羧酸(C1～4烷烴羧酸，如乙酸，特別是水溶性的羧酸)、醇(如C1～10醇，如甲醇、2-乙基己醇)或含水溶劑作為反應溶劑，而有效地從反應混合物中結晶出來。
冷卻結晶可以通過將反應混合物或包含目標化合物和結晶溶劑(反應溶劑)並且被加熱至適宜的溫度(如約40～200℃)的混合溶液冷卻至約-10～150℃，優選約0～100℃，更優選約10～80℃，特別是室溫附近來進行。
順便提及，如果需要，可以在反應完成之後或原反應混合物濃縮之後，向反應混合物中加入對反應產物差的而對二醯亞胺化合物好的溶劑(如醇)。
在本發明的優選實施方案中，用Cl～4烷烴羧酸(特別是C2～3烷烴羧酸，如乙酸)、醇(C1～10烷基醇)、其混合溶劑或含水的混合溶劑作為反應溶劑，來分離作為目標化合物的非水溶性羧酸(C6-10脂肪羧酸，如己二酸；芳香羧酸，如苯甲酸和雜環羧酸)與芳香性的二醯亞胺化合物是適宜的。
順便提及，在結晶操作(A)(溶劑結晶步驟A1和冷卻結晶步驟A2)中，如果反應是在溶劑存在下進行的，則反應混合物可以在結晶步驟(A1)或(A2)之前濃縮，以便提高結晶效率，或者該反應混合物可以經受結晶步驟而無須濃縮。此外，含目標化合物的非結晶組分或結晶組分與含二醯亞胺化合物的結晶組分或溶劑相(非結晶組分)，可以通過簡單的方法如過濾、傾析和離心法而分離。如果需要，結晶組分可以通過洗滌、重結晶(結晶)、萃取等進行純化。而且，反應產物或二醯亞胺化合物可以通過分配(萃取)、結晶、過濾(過濾和洗滌)、吸附、蒸餾、乾燥或這些操作的組合，而從非結晶組分中分離出來。二醯亞胺化合物可循環用於反應體系，如需要可在再生之後用於反應體系。上述方法可以用作再生方法。
在包含萃取步驟(B)的方法中，通過用至少包含水的含水溶劑和可與含水溶劑分離的非水溶性溶劑的萃取操作，反應產物和二醯亞胺化合物被分別分配到非水溶性溶劑相和含水溶劑相。因此，該方法有利於反應產物為非水溶性化合物(環醇、環酮、具有環烴基的醛、具有環烴基的羧酸)的情況。
此外，作為二醯亞胺化合物，優選具有高親合性和萃取能力的二醯亞胺化合物[例如衍生於脂肪多元酸酐的二醯亞胺化合物]。但是，對於非水溶性二醯亞胺化合物[衍生於脂肪多元酸酐或芳香多元酸酐的二醯亞胺化合物]，這種二醯亞胺化合物可以通過選擇萃取溶劑而有效地分離，而且如前面所述那樣，可以通過水解成水溶性且易於再生成二醯亞胺化合物的化合物來轉化，因此，這種二醯亞胺化合物適於用作催化劑。
(至少包含水的含水溶劑)作為至少包含水的含水溶劑，可以使用水作為主要組分的含水溶劑。該含水溶劑包括包含水和其它水溶性的有機溶劑(例如C1～3醇如甲醇，酮如丙酮，醚如二噁烷和四氫呋喃，低級脂肪羧酸如乙酸)的混合溶劑。有機溶劑在混合溶劑中的含量為例如約0～60％重量(通常約0～25％重量)，相對於水而言。作為優選的含水溶劑，水是其中的一個實例。
順便提及，包含鹼的含水溶劑可以用作一種含水溶劑。當使用包含鹼的含水溶劑時，在二醯亞胺化合物中，酸性化合物，如具有其中X為羥基的式(1)所示單元的二醯亞胺化合物，以及具有其中Y為氫原子的式(4)所示單元的二醯亞胺化合物，形成相應的鹽，使二醯亞胺化合物有效地分配含水溶劑相中。例如，當反應中使用N-羥基鄰苯二甲醯亞胺作為二醯亞胺化合物，同時使用包含鹼的含水溶劑作為反應之後的分配(萃取)操作中的含水溶劑時，剩餘的N-羥基鄰苯二甲醯亞胺以及N-羥基鄰苯二甲醯亞胺的去活產物—鄰苯二甲醯亞胺形成相應的鹽，這些鹽分配到含水的溶劑相中。
此外，向反應混合物中加入至少包含鹼的含水溶劑，並加熱水解，反應混合物分離成兩個液相，從而剩餘的式(1)的二醯亞胺化合物、具有式(4)和(5)所示單元的化合物-二醯亞胺化合物的失活產物及其開環衍生物轉化成具有下面式(3)所示單元的二羧酸的鹽。 因此，已用於反應的二醯亞胺化合物可以以二羧酸鹽的形式極其有效地分配到含水溶劑相中。例如，當反應中使用N-羥基鄰苯二甲醯亞胺作為二醯亞胺化合物時，在反應之後的萃取操作中，反應混合物被含鹼的含水溶劑水解，因而幾乎全部N-羥基鄰苯二甲醯亞胺及其失活產物都轉化成分配於含水溶劑相中的鄰苯二甲酸鹽。順便提及，在本發明中，用這類含水溶劑進行的水解處理包含在萃取操作中。經水解處理的失活的二醯亞胺化合物適用於前述的再生方法。
作為鹼，可以使用無機鹼或有機鹼。無機鹼包括例如氨；鹼金屬氫氧化物如氫氧化鈉和氫氧化鉀；鹼金屬的碳酸氫鹽如碳酸氫鈉和碳酸氫鉀；鹼金屬的碳酸鹽如碳酸鈉和碳酸鉀；鹼土金屬的氫氧化物如氫氧化鈣；鹼土金屬的碳酸鹽如碳酸鈣。有機鹼包括例如胺[脂肪胺如二甲胺、二乙胺、三甲胺、亞甲基二胺和乙二胺，芳香胺如N，N-二甲基苯胺，環胺如嗎啉、哌啶和吡咯烷]；鹼性含氮雜環化合物如吡啶；鹼金屬烷氧化物如甲醇鈉和乙醇鈉。
(非水溶性溶劑)用於萃取的非水溶性溶劑為可與含水溶劑發生液體分離的溶劑。該非水溶性溶劑包括例如烴(如脂肪烴、脂環烴、芳烴、滷代烴)、醇、酮、酯、硝基化合物、腈、醚及其混合溶劑，並且可以根據反應產物與二醯亞胺化合物的種類而適當地選擇。這些疏水(非水溶性)溶劑可以在反應完成之後加入，並且可以用作反應溶劑。
當使用疏水溶劑作為反應溶劑時，該疏水溶劑可以用作反應完成之後能夠與含水溶劑液體分離的溶劑。而且，當使用疏水底物(如烴、酮)作為底物時，可用該底物作為反應溶劑，因此，剩餘的底物可以用作反應完成之後能夠與含水溶劑液體分離的溶劑。
在烴中，脂肪烴包括例如具有5～15個碳原子的脂肪烴，如戊烷、己烷、異己烷、庚烷、異庚烷、辛烷、異辛烷和癸烷。優選的脂肪烴包括具有5～12(特別是6～10)個碳原子的烴。脂環烴包括例如具有5～15個碳原子的脂環烴，如環戊烷、環己烷、甲基環己烷、二甲基環己烷、乙基環己烷、環庚烷和環辛烷。優選的脂環烴包括具有5～12個碳原子的脂環烴。芳烴包括例如具有6～12個碳原子的芳烴，如苯、甲苯、乙苯、異丙苯、(鄰，間，對)二甲苯和對叔丁基甲苯。滷代烴包括例如氯甲烷、二氯甲烷、氯仿、四氯化碳、二氯氟甲烷(Freon)、二氯乙烷、三氯乙烯、二氯丙烷、二氯戊烷、氯苯、二氯苯和三氯苯。
醇包括前述烴的醇衍生物，並且包括例如脂肪醇、脂環醇和芳香醇。作為脂肪醇，可提及例如具有4～15個碳原子的脂肪族一元醇，如丁醇、戊醇、己醇、甲基己醇、乙基己醇、庚醇、辛醇、癸醇。作為脂環醇，可提及例如具有5～15個碳原子的脂環醇，如環己醇、甲基環己醇、乙基環己醇、環庚醇和環辛醇。作為芳香醇，可提及例如具有6～12個碳原子的芳香醇，如苄醇和苯乙醇。
酮包括前述烴的酮衍生物，並且包括例如鏈酮和環酮。作為鏈酮，可提及例如具有4～15個碳原子的脂肪酮，如甲乙酮、甲基異丁基酮和二異丁基酮。此外，作為環酮，可提及例如具有5～15個碳原子的環酮，如環己酮、甲基環己酮、環庚酮和環辛酮。
作為酯，可提及具有3～20碳原子的酯化合物，例如C2～10脂肪羧酸-C1～10烷基酯，如乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸異丙酯、乙酸丁酯、乙酸己酯、乙酸戊酯、乙酸異戊酯、乙酸2-乙基己酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、丙酸丁酯、丙酸己酯、丙酸戊酯、戊酸乙酯、己酸乙酯、庚酸乙酯、辛酸乙酯、和癸酸乙酯；C2～4脂肪羧酸-C5～10環烷基酯，如乙酸環己酯和乙酸環辛酯；C7～12芳香羧酸-C1～10烷基酯，如苯甲酸甲酯、苯甲酸乙酯、苯甲酸丁酯、鄰苯二甲酸二甲酯、鄰苯二甲酸二乙酯和鄰苯二甲酸二丁酯。
作為硝基化合物，可提及具有2～10個碳原子的硝基化合物，例如硝基乙烷、硝基丙烷和硝基戊烷等脂肪族硝基化合物；硝基苯、二硝基苯、硝基甲苯和硝基二甲苯等芳香族硝基化合物。
作為腈，可提及具有7～12個碳原子的腈，例如C7～12芳香腈，如苄腈。
作為醚，可提及例如鏈醚，如二乙基醚、二異丙基醚、二丙基醚、二丁基醚、叔丁基甲基醚和茴香醚。
優選的非水溶性溶劑包括烴、酮、酯、腈和醚。特別是具有5～15個碳原子的烴(如己烷、環己烷、甲苯)，具有4～15個碳原子的酮(如甲乙酮、環己酮)，具有3～20個碳原子的酯化合物(如乙酸乙酯、乙酸苯酯、苯甲酸甲酯)，具有7～12個碳原子的腈(如苄腈)，以及具有4～12個碳原子的醚。特別優選的非水溶性溶劑包括具有5～12個碳原子的脂肪烴或脂環烴，以及具有4～12個碳原子的醚。
(萃取操作)
萃取可以通過向反應完成之後的反應混合物或其處理後的產物(如經濃縮、過濾、萃取、蒸餾和結晶等處理的混合物)中加入含水溶劑和非水溶性溶劑來進行，如需要，可通過加熱等進行水解，然後通過攪拌進行混合，以實施液體分離。順便提及，當進行水解處理時，非水溶性溶劑可以在水解處理之後加入。
順便提及，當反應產物包含酸性化合物如羧酸時，使用含鹼的含水溶劑進行萃取，使分離反應產物、二醯亞胺化合物(如其中R1和R2互相鍵合形成5～12員芳香環或非芳香環的式(2)的二醯亞胺化合物)、失活的催化劑和/或其水解產物趨於困難。這種情況下，在酸性化合物如反應產物的二羧酸通過適當的方法(如結晶、蒸餾)回收之後，可以分離其它反應產物、二醯亞胺化合物、失活的催化劑和/或其水解產物。
親水溶劑與疏水(非水溶性)溶劑的比例可以根據反應產物、二醯亞胺化合物催化劑及其失活物的種類適當地選擇，並且為例如前者/後者(重量比)等於約0.01/1～10/1，優選約0.05/1～5/1，更優選0.1/1～3/1，並且通常為約0.2/1～2/1。
萃取可以以間歇方式或連續方式來進行，並且需要時可以以多步操作的形式來進行。用親水溶劑和疏水溶劑萃取反應混合物的次數，可以根據氧化反應產物與氧化催化劑的種類來選擇，並且為例如約1～5次，通常約1～3次。
萃取體系的pH可以依據反應產物、二醯亞胺化合物催化劑及失活的催化劑的種類，在很寬的範圍內選擇，並且為例如約5～10，優選約6～8。當催化劑或失活的催化劑(包括水解產物)以鹽的形式回收時，pH可以大於10。
當使用含鹼的溶劑作為含水溶劑時，鹼的量為例如1當量或更多(如約1～20當量)，優選約1～10當量，更優選約1～5當量，相對於反應中所使用的1當量的二醯亞胺化合物催化劑。
在本發明中，萃取可以在加熱的情況下進行，舉例來說，萃取溫度為約0～200℃，優選約5～150℃，更優選約10～130℃，而且萃取通常在約15～100℃下進行。特別是，當水解處理是用包含鹼的含水溶劑進行時，優選萃取是在加熱的情況下進行的，以便水解有效地進行。這種情況下，液體分離可以在溫度降低之後進行。如果需要提高萃取效率，萃取可以在施用剪切應力的情況下進行，並且可以在大氣壓下或施壓下進行。
通過萃取操作，具有疏水基團的反應產物和二醯亞胺化合物可以通過分別分配到疏水的有機溶劑相和含水溶劑相而分離。
順便提及，二醯亞胺化合物(包括失活的催化劑)從含水溶劑相回收(為鹽時，然後釋放)，循環或再用於反應體系。而且，分配於含水溶劑中的失活催化劑或其鹽，在經酸或鹼水解、閉環反應、開環反應、釋放等之後，可以通過與羥胺反應或需要時與酸反應而轉化成式(1)的二醯亞胺化合物。此外，分配於含水溶劑相中的式(3)的二羧酸鹽，可以通過與羥胺反應，如需要在釋放之後與羥胺反應，而轉化成式(1)的二醯亞胺化合物。由此再生的二醯亞胺化合物可循環或再用於反應體系。而且，通過萃取操作分離和回收助催化劑，以循環或再用於反應體系。順便提及，前述的再生方法可以用作二醯亞胺化合物的再生法。
順便提及，上面的日本專利申請公開第114702/1998(JP-A-10-114702)沒有公開失活的催化劑，但是該文獻中公開的方法可以適用於存在失活催化劑的情況。例如，當反應產物為極性很高的化合物如己二酸時，通過選擇萃取溶劑，可以使反應產物分配到含水溶劑相，使二醯亞胺化合物和/或失活的催化劑分配到非水溶性溶劑相。
在本發明中，反應產物和二醯亞胺化合物可以通過蒸餾操作來分離。
蒸餾通常通過蒸餾柱來進行。蒸餾柱的塔板數可以為例如約1～100，優選約5～80，更優選約10～70，特別是約10～60。蒸餾操作可依據低沸點組分(如反應產物)與高沸點組分(如二醯亞胺化合物)的種類，在約20～300℃(優選約0～250℃、更優選約20～200℃、特別是約40～200℃)的塔頂溫度，約20～400℃、優選約30～300℃、更優選約50～250℃的塔底溫度，以及約0.13kPa～2MPa、優選約1.3kPa～1MPa的壓力下進行。此外，蒸餾操作可通過以適當的回流比(如約0.01～50，優選約0.1～40，更優選約1～30)回流蒸餾物來進行。
蒸餾可以通過蒸發器來進行。蒸發操作可以在例如約0.13kPa～2MPa、優選約1.3kPa～1MPa的壓力，以及約-20～300℃、優選約0～250℃、更優選約20～250℃、特別是約40～200℃的溫度下進行。
該方法有利於二醯亞胺化合物與反應產物的沸點差異大的情況。
反應混合物有時包含反應原料(底物)、反應溶劑、助催化劑如金屬催化劑、副產物[目標化合物之外的低級羧酸或其衍生物(如酯)]、反應促進劑、純化步驟中所使用的溶劑、以及反應產物和二醯亞胺化合物(包括失活的催化劑)。因此，在本發明的分離方法(A)和(B)中，為了事先除去反應混合物中的每種組分或雜質，反應混合物可經常規的分離和純化操作如過濾、濃縮、蒸餾、稀釋、控制液體的性質、萃取、洗滌、結晶、乾燥、重結晶以及柱色譜之後，再進行分離操作(A)或(B)。
此外，由反應獲得的反應混合物可以經受分離步驟(A)或(B)而無須任何處理。這種情況下，未反應的的反應原料(底物)、助催化劑和副產物依據各自的特性，分別分配在結晶組分或非結晶組分中，或者疏水有機溶劑相或含水溶劑相中。分配於各組分或各相中的未反應的反應原料和助催化劑，可以通過上述的常規方法回收。
具體地，在副產物中，羧酸前體(如相應底物的醇或其衍生物、酮、醛)可以通過分配(萃取)、結晶、吸附、水解、皂化、中和、蒸餾(如蒸發)、過濾(如過濾和洗滌)、乾燥或這些操作的組合來分離，如需要，再循環至反應體系。
而且，可通過常規的方法如過濾(如過濾和洗滌)、去除溶劑、濃縮、乾燥或這些操作的組合，從反應混合物中分離出金屬催化劑。此外，反應混合物經用離子交換樹脂等吸附處理，金屬催化劑可以被消除、再生和再循環至反應體系。順便提及，當使用水溶性助催化劑(如乙酸鹽)時，可用水從反應混合物中萃取該金屬催化劑以再循環而無須任何處理，或者以碳酸鹽或乙酸鹽形式再生之後再循環。此外，在燃燒成灰之後，可以將金屬組分回收、再生和再循環至反應體系。
順便提及，通過下述方法(C)(D)(E)，金屬催化劑可以先於分離操作(A)(B)從反應混合物中分離出來，或者該金屬催化劑可以從得自分離操作(A)(B)的產物中分離出來。
在本發明的另一方法中，二醯亞胺化合物和金屬催化劑可以從包含二醯亞胺化合物和金屬催化劑的混合物中分離出來。該混合物可以是通過反應(如氧化反應)得到的反應混合物。
上述分離操作可以通過下列步驟來進行，即(C)用結晶溶劑結晶二醯亞胺化合物的溶劑結晶步驟，(D)通過吸附處理吸附金屬催化劑的吸附步驟，或者(E)用至少包含水的含水溶劑和能夠同該含水溶劑分離的非水溶性溶劑，以將二醯亞胺化合物和金屬催化劑分別分配到非水溶性溶劑相和含水溶劑相的萃取步驟。
在溶劑結晶步驟(C)中，二醯亞胺化合物和金屬催化劑是通過用結晶溶劑結晶二醯亞胺化合物而從反應混合物中分離出來的。
作為結晶溶劑，可以依據金屬催化劑的溶解度特性選用多種溶劑(萃取溶劑)，如疏水溶劑。多數情況下，金屬催化劑是用含水溶劑萃取或分離的。作為含水溶劑，可以使用水或水的混合溶劑和水溶性溶劑。作為水溶性溶劑，可以提及上述的含水溶劑，例如羧酸(如C2～3烷烴羧酸，如乙酸)、醇(如C1-4烷基醇，如甲醇、乙醇和異丙醇)、酮、腈、醯胺。這些水溶性溶劑可以單獨使用或組合使用。順便提及，作為含水的混合溶劑，可以使用含水比例為例如約5～95％重量、優選約25～90％重量、特別是約30～90％重量的含水溶劑。通常用水作為含水溶劑。
利用溶劑結晶步驟(C)的分離方法，有利於二醯亞胺化合物為芳香族二醯亞胺化合物且金屬催化劑為可溶解於含水溶劑的化合物(特別是水溶性金屬催化劑如乙酸鹽和絡合物)的情況。
通過結晶操作分離的二醯亞胺化合物和金屬催化劑可以再循環至反應體系。而且，如果需要，該二醯亞胺化合物和金屬催化劑可以再生並再循環至反應體系。
順便提及，含金屬催化劑的非結晶組分(含水溶劑相)可以在無須任何處理的情況下再循環至反應體系，或者如果需要，金屬催化劑或金屬組分可從非結晶組分中回收、再生並再循環至反應體系。例如，如需要，回收的金屬催化劑或金屬組分可以再生成碳酸鹽或乙酸鹽的形式，也可以燒成灰之後回收、再生並再循環至反應體系。金屬催化劑或金屬組分的回收，可以通過常規方法如結晶、過濾(過濾和洗滌)、吸附(如用離子交換樹脂等進行的吸附和消除)、去除溶劑或濃縮、乾燥以及這些方法的組合來進行。
在吸附步驟(D)中，二醯亞胺化合物和金屬催化劑是通過吸附操作從反應混合物中分離出來的。對該方法沒有特別的限制，該方法有利於疏水的二醯亞胺化合物與水溶性的金屬催化劑的分離。
在吸附步驟中，可以使用很多種吸附劑，如活性炭、沸石、矽石、矽膠、矽石-氧化鋁、二氧化鈦和氧化鎂。多孔吸附劑的比表面積可以為例如約10～5000m2/g，優選約50～4000m2/g，更優選約100～3500m2/g。優選的吸附劑包括離子交換劑，如無機離子交換劑(具有非層結構的離子交換劑如沸石、矽石、矽石-氧化鋁；具有層結構的離子交換劑如含四矽的雲母、蒙脫石、鋰蒙脫石、合成的含氟鋰的帶雲母(taenilolite)、合成的含氟的鋰蒙脫石、磷酸的金屬鹽)，有機離子交換劑(陰離子交換樹脂，如具有季銨鹼(如三甲基銨鹼、二甲基乙醇銨鹼)的強鹼性離子交換樹脂，具有伯、仲、叔氨基的弱鹼性離子交換樹脂；陽離子交換樹脂，如具有磺酸基的強酸性離子交換樹脂，具有氟化烷基磺酸基的超級酸性離子交換樹脂，具有羧基、膦酸基或亞膦酸基的弱酸性離子交換樹脂；螯合樹脂，如亞氨二乙酸型螯合樹脂，多元胺型螯合樹脂；具有酸性基團和鹼性基團的樹脂(蛇籠樹脂))。
在離子交換劑中，離子交換容量可以適當地選擇，例如可以選擇約1～5meq/ml(幹樹脂)。離子交換劑可以是凝膠型或多孔型的。在離子交換劑中，如果需要，離子交換樹脂可以具有交聯的結構。
作為用吸附劑的吸附操作，可提及多種方法，這些方法包括使處理過的至少包含金屬催化劑的液體[特別是處理過的含二醯亞胺化合物和金屬催化劑的液體(尤其是含水溶劑)]與吸附劑接觸，例如包括向處理過的液體中加入吸附劑進行吸附處理的方法，包括使處理過的液體通過吸附設備如含吸附劑的柱子而進行吸附處理的方法。吸附處理的條件(如吸附劑的量、處理過的液體的流量)可以根據吸附劑的吸附特性來選擇，例如吸附處理的溫度通常為約10～50℃。
通過吸附處理而分離的二醯亞胺化合物和金屬催化劑可再循環至反應體系。而且，如果需要，該二醯亞胺化合物和金屬催化劑可以再生並再循環至反應體系。例如，如果需要，回收的金屬催化劑或金屬組分可以再生成碳酸鹽或乙酸鹽的形式，也可以燒成灰之後回收、再生並再循環至反應體系。
在包含萃取步驟(E)的方法中，二醯亞胺化合物(包括失活或分解產物)和金屬催化劑經用至少包含水的含水溶劑和可同該含水溶劑分離的非水溶性溶劑的萃取操作，使二醯亞胺化合物和金屬催化劑分別分配到非水溶性溶劑相和含水溶劑相。因此，該方法有利於二醯亞胺化合物為非水溶性化合物(如芳族的二醯亞胺化合物)而金屬催化劑為水溶性化合物的情況。
(至少包含水的含水溶劑)作為至少包含水的含水溶劑，可以使用包含水作為主要組分的含水溶劑。該含水溶劑包括含水的混合溶劑和其它水溶性的有機溶劑(例如C1-3醇如甲醇，酮如丙酮，醚如二噁烷和四氫呋喃，低級羧酸如乙酸)。有機溶劑在混合溶劑中的含量為例如約0～60％重量(通常約0～25％重量)，優選約0～10％重量，相對於水。優選的含水溶劑的實例是水。
(非水溶性溶劑)萃取中所使用的非水溶性溶劑是可與含水溶劑發生液體分離的溶劑。該非水溶性溶劑包括例如上面示例的非水溶性溶劑[例如脂肪烴(如具有5～12個碳原子的烴，如己烷)，脂環烴(如具有5～15個碳原子的脂環烴，如環己烷)，芳香烴(如具有6～12個碳原子的芳烴，如對叔丁基甲苯和二甲苯)，滷代烴(如二氯甲烷)，醇(具有4～15個碳原子的脂肪伯醇如丁醇和己醇，具有5～15個碳原子的脂環醇如環己醇，具有6～12個碳原子的芳香醇如苄醇)，酮(具有4～15個碳原子的脂肪酮如甲乙酮，具有5～15個碳原子的環酮如環己酮)，酯(如C2～10脂肪羧酸-C1～10烷基酯如乙酸甲酯，C2～4脂肪羧酸-C5～10環烷基酯如乙酸環己酯，芳基酯如乙酸苯酯，C7～12芳香羧酸-C1～10烷基酯如苯甲酸甲酯)，硝基化合物(如具有2～10個碳原子的硝基化合物)，腈(如具有7～12個碳原子的腈)，醚(例如鏈醚如二丁基醚)，及其混合溶劑]。該非水溶性溶劑可以根據二醯亞胺化合物的種類而適當地選取。這些疏水(非水溶性)的溶劑可以在反應完成之後加到反應混合物中，也可以用作反應溶劑。
舉例來說，優選的非水溶性溶劑包括烴(具有6個或更多碳原子的脂肪或脂環烴、芳烴)、醇(具有4個或更多碳原子的脂肪醇)、腈(芳香腈)及其混合溶劑。特別優選的非水溶性溶劑包括可同水分離的醇(具有4～12個碳原子的醇)、醇和烴(具有6～12個碳原子的脂肪烴)、腈(如芳香腈)等。
當該疏水溶劑用作反應溶劑時，它可以用作反應完成之後可同含水溶劑發生液體分離的溶劑。此外，當用疏水底物(如烴、酮)作底物時，該底物可用作反應溶劑，並且在反應完成之後，剩餘的底物可用作能夠與含水溶劑發生液體分離的溶劑。
(萃取操作)萃取操作可按類似於分離二醯亞胺化合物和反應產物方法的項目中所描述的操作來進行。也就是說，萃取可以這樣來進行，即將含水溶劑和非水溶性溶劑加到含二醯亞胺化合物和金屬催化劑的混合物，或者加到通過使底物在二醯亞胺化合物和金屬催化劑存在下進行反應而得到的反應混合物或其處理過的產物(如通過濃縮、過濾、萃取、蒸餾和結晶等處理而得到的混合物)中，並通過攪拌等進行混合而使液體分離。
含水溶劑與疏水(非水溶性)溶劑的比例可以根據二醯亞胺化合物和金屬催化劑的種類適當地選擇，例如為前者/後者(重量比)等於約0.01/1～10/1，優選約0.05/1～5/1，更優選約0.1/1～3/1，並且通常為約0.2/1～2/1。
萃取可以按間歇方式或連續方式進行，如果需要可以分多階段操作來進行。用親水溶劑和疏水溶劑萃取反應混合物的次數為例如約1～5次，通常為約1～3次。
萃取可以在加熱的情況下進行，例如萃取溫度為例如約0～200℃，優選約5～150℃(如約15～150℃)，更優選約10～130℃，而且多數情況下，萃取通常是在約15～100℃下進行的。如果提高萃取效率需要，萃取可以在施加剪切應力下進行，也可以在大氣壓或施壓下進行。
通過萃取操作，金屬催化劑和二醯亞胺化合物可以分別轉移至含水溶劑相和非水溶性溶劑相，以分離二醯亞胺化合物和金屬催化劑。分離後的二醯亞胺化合物和金屬催化劑可以再循環至反應體系。而且，如果需要，該二醯亞胺化合物和金屬催化劑可以再生並再循環至反應體系。分離後的金屬催化劑可以不經純化或通過常規方法純化之後再循環至反應體系。
如上所述，反應混合物有時包含反應原料(底物)、反應溶劑、副產物、反應促進劑、純化步驟使用的溶劑、以及二醯亞胺化合物(包括失活的催化劑)和金屬催化劑。因此，從反應混合物中分離二醯亞胺化合物和金屬催化劑時，為了事先除去反應混合物中的每種組分或雜質，反應混合物可先經受常規的分離與純化操作如過濾、濃縮、蒸餾、萃取、結晶、重結晶、柱色譜以及這些操作的組合，然後再經受分離操作(C)、(D)或(E)。此外，當反應在溶劑存在下進行時，為了提高萃取效率，反應混合物可先於分離步驟(C)、(D)或(E)濃縮，也可以在不濃縮的情況下進行結晶。
另外，由反應獲得的反應混合物可以在不純化的情況下進行分離步驟。這種情況下，未反應的反應原料(底物)和反應產物依據各自的特性被分別分配到結晶或非結晶組分中，或者疏水有機溶劑相或含水溶劑相中。分配到各組分或各相中的反應產物、未反應的反應原料和副產物可以通過上述常規方法回收。
如果需要，分離二醯亞胺化合物和反應產物的分離步驟(A)(B)可結合分離二醯亞胺化合物和金屬催化劑的分離步驟(C)(D)(E)來進行。而且，分離步驟(A)和(B)可以互相組合，分離步驟(C)、(D)和(E)也可以互相組合。
在反應(如氧化反應)中使用二醯亞胺化合物有時會導致該二醯亞胺化合物的失活，形成具有式(4)所示單元的化合物或其開環衍生物、具有式(1)所示單元的二醯亞胺化合物的開環衍生物、對應於具有式(5)所示單元的二醯亞胺化合物的二羧酸或其酸酐。
為了再生這種失活的催化劑，該失活的催化劑需經水解處理，以轉化成下面式(3)所示的二羧酸或其鹽，隨後使該二羧酸或其鹽或者該二羧酸的活性的衍生物與(i)羥胺或(ii)O-取代羥胺反應，然後用酸處理使二醯亞胺化合物再生。 將該再生方法施用於失活的催化劑，該失活的催化劑是由至少部分二醯亞胺化合物轉變成其它化合物(特別是式(4)的化合物或其開環衍生物)而得到的。順便提及，當二羧酸或其鹽或者二羧酸的活性的衍生物形成失活的催化劑時，或者在分離步驟(B)中進行二醯亞胺化合物的水解操作時，二醯亞胺催化劑可以在不水解的情況下通過操作(i)或(ii)再生。
在再生方法中，得自反應的含失活催化劑的反應混合物可以在無須任何處理的情況下進行催化劑再生，或者含失活催化劑的體系(催化劑混合物)可以在以上述方法分離了反應產物和/或金屬催化劑之後，或者在以常規方法如過濾、濃縮、蒸餾、萃取、結晶等分離了副產物、溶劑、不可溶的物質等之後再進行催化劑再生步驟。而且，當部分二醯亞胺化合物失活或改性時，將失活的催化劑與活化的催化劑互相分離，並且可以只對失活的催化劑進行再生處理，也可以對失活的催化劑與活化的二醯亞胺化合物的混合物進行催化劑再生。
水解處理可以通過一般的水解方法如鹼水解和酸水解來進行。作為鹼水解中所使用的鹼，可提及上面示例的鹼[如鹼金屬氫氧化物，如氫氧化鋰、氫氧化鈉和氫氧化鉀；鹼金屬碳酸鹽，如碳酸鋰、碳酸鈉和碳酸鉀；鹼金屬碳酸氫鹽，如碳酸氫鋰、碳酸氫鈉和碳酸氫鉀；鹼土金屬氫氧化物，如氫氧化鎂和氫氧化鈣；氨；有機鹼，如三乙胺和吡啶]。
作為酸水解中所使用的酸，例如可提及無機酸，如氟化氫、氯化氫、溴化氫、氫氟酸、鹽酸、氫溴酸、硫酸、硝酸和磷酸；磺酸，如苯磺酸、對甲苯磺酸和甲磺酸。
鹼或酸的量為約2或更多當量(如約2～20當量)，優選約2～10當量，更優選約2～5當量，相對於1當量(1mol)的催化劑(失活的催化劑或失活催化劑與活化催化劑的總量)。順便提及，當使用酸時，該酸可按催化量使用。水解中使用的水量通常為2或更多當量，相對於1當量(1mol)的催化劑(失活的催化劑或失活催化劑與活化催化劑的總量)，而且多數情況下，水是以過量很多使用的。
水解溫度可依據失活催化劑與水解方法的類型而適當地選擇，並且一般為約0～300℃，優選約10～200℃，更優選約50～150℃。
在鹼水解的情況下，形成式(3)的二羧酸鹽，而在酸水解的情況下，形成式(3)的二羧酸。二羧酸及其鹽可以通過常規方法(與鹼或酸反應)互相轉化。例如，向含二羧酸鹽的水溶液中加酸進行反應，可以生成對應於上述鹽的游離二羧酸。這種情況下的酸的量為約2或更多當量(如約2～10當量)，優選約2～6當量，更優選約2～4當量，相對於1當量(1mol)的二羧酸鹽。
作為二羧酸的活性衍生物，可提及由活化羧基而得到的衍生物，例如相應二羧酸的單酯或二酯、單醯胺或二醯胺、酸酐(式(5)所示的化合物)以及醯基滷。
二羧酸的單酯或二酯包括例如烷基酯(特別是C1～4烷基酯)，如甲酯、乙酯、異丙酯、異丁酯和叔丁酯；鏈烯基酯(特別是C2～4鏈烯基酯)，如乙烯基酯和烯丙基酯；芳烷基酯，如苄基酯；芳基酯，如苯酯。它們當中，優選二羧酸的單或二C1～4烷基酯等。
二羧酸的單醯胺或二醯胺包括例如非取代的醯胺，烷基醯胺如甲基醯胺、乙基醯胺和N，N-二甲基醯胺；芳烷基醯胺如苄基醯胺；芳基醯胺如醯替苯胺。二羧酸的滷化物包括例如醯氯和醯溴。
二羧酸的這些活性衍生物可以根據由一般羧酸製備相應的活性衍生物中常用的方法來製備。例如，二羧酸的酯可以通過使二羧酸與所需的酯相對應的醇在酸催化劑存在下進行反應而得到，如果需要，可同時移除伴隨產生的水。此外，二羧酸的醯胺可以通過使二羧酸與氨或對應於所需醯胺的胺反應而得到，需要時，在縮合劑存在下進行反應。而且，二羧酸可以通過適當的脫水劑(如硫酸、五氧化二磷、亞硫醯滷、碳醯氯、磷醯滷、醯滷、酸酐、碳二亞胺、醯基咪唑)轉化成二羧酸的酸酐(式(5)所示的化合物)。順便提及，這種情況下，反應可以在移除伴隨產生的水的情況下進行。而且，二羧酸可以通過亞硫醯滷如亞硫醯氯、磷或磷醯滷的作用而轉化成相應的醯滷。
在本發明中，當二羧酸或其鹽或者二羧酸的活性衍生物與羥胺反應時，該反應通常是在溶劑存在下進行的。作為溶劑，可提及醇，如甲醇、乙醇和異丙醇；芳烴，如苯和甲苯；滷代烴，如四氯化碳、氯仿、二氯甲烷、1，2-二氯乙烷；脂肪烴，如戊烷、己烷、庚烷和辛烷；脂環烴，如環己烷和甲基環己烷；酯，如乙酸甲酯和乙酸丁酯；醚，如二乙基醚、二噁烷、四氫呋喃；鹼性溶劑，如吡啶；腈，如乙腈；非質子極性溶劑，如N，N-二甲基甲醯胺和二甲基亞碸。
為了提高產率，優選使用上述步驟中所分離的二羧酸或其鹽作為反應中所使用的二羧酸或其鹽。此外，當在反應中使用二羧酸的活性衍生物(如酸酐)時，由於同樣的原因而優選使用分離的活性衍生物或由分離的二羧酸得到的活性衍生物。
作為羥胺，可以使用游離的羥胺或羥胺鹽。當使用羥胺鹽時，使用吡啶等鹼性溶劑，或者向反應體系加入適宜的鹼(有機鹼或無機鹼)。順便提及，當使用二羧酸鹽作為反應原料時，無須使用鹼性材料，就可以使用羥胺鹽。
羥胺鹽包括無機酸鹽，如鹽酸鹽、硫酸鹽、硝酸鹽和磷酸鹽；有機酸鹽，如乙酸鹽。作為鹼，例如可提及胺，如三乙胺和哌啶；含氮雜環化合物，如吡啶；鹼金屬烷氧化物，如甲醇鈉和乙醇鈉；有機酸的鹼金屬鹽，如乙酸鈉和乙酸鉀；氨；鹼金屬氫氧化物，如氫氧化鈉和氫氧化鉀；鹼金屬碳酸鹽，如碳酸鈉和碳酸鉀；鹼金屬碳酸氫鹽，如碳酸氫鈉和碳酸氫鉀；鹼土金屬的氫氧化物，如氫氧化鎂和氫氧化鈣。
羥胺的量通常為約1mol或更多(如約1～10mol)，優選約1～5mol，更優選約1～3mol，相對於1mol的處理過的組分，如二羧酸。順便提及，羥胺可以用作溶劑。
反應溫度一般為約0～150℃，優選約5～120℃。為了加速反應，反應可以在移除伴隨產生的水的情況下進行，或者向反應體系中加入捕水劑(脫水劑)。
待反應完成之後，可以通過常規的純化與分離方法，如過濾、濃縮、萃取、結晶、重結晶，對已再生的二醯亞胺催化劑進行分離和純化。順便提及，結晶或重結晶是在酸性條件下(如約2～6的pH)進行的，以便獲得高產率和高純度的二醯亞胺催化劑。
當二羧酸或其鹽，或者二羧酸的活性衍生物與O-取代羥胺反應之後用酸進行處理時，可以使用其中有機基團連接在氧原子上的O-有機基團取代的羥胺如O-烷基-取代的羥胺、O-環烷基-取代的羥胺、O-芳烷基-取代的羥胺和O-芳基-取代的羥胺作為O-取代的羥胺。
作為O-烷基-取代的羥胺，例如可提及O-C1～4烷基取代的羥胺，如O-甲基羥胺、O-乙基羥胺、O-異丙基羥胺和O-叔丁基羥胺。作為O-環烷基-取代的羥胺，例如可提及O-環戊基羥胺和O-環己基羥胺。O-芳烷基-取代的羥胺包括例如O-苄基羥胺，而O-芳基-取代的羥胺包括O-苯基羥胺。
該反應可以根據二羧酸等與羥胺的反應來進行。例如通過該反應，生成下面式(6)所示的N-取代的氧基環二醯亞胺化合物 其中R為有機基團。
有機基團R包括與O-有機基團-取代的羥胺相對應的有機基團。該基團的典型實例包括，例如烷基(特別是C1～4烷基)，如甲基、乙基、異丙基和叔丁基；環烷基，如環戊基和環己基；芳烷基，如苄基；芳基，如苯基。
式(1)的二醯亞胺化合物可以通過用酸處理由此得到的N-取代的氧基環二醯亞胺化合物而再生。
酸處理通常在溶劑存在下進行。作為溶劑，可以使用上面示例的溶劑。作為酸，可提及無機酸，如氟化氫、氯化氫、溴化氫、氫氟酸、鹽酸、氫溴酸、硫酸、硝酸和磷酸；磺酸，如甲磺酸、乙磺酸、苯磺酸和對甲苯磺酸。優選該酸為酸酐。該酸的量一般為約1～5mol，優選約1～3mol，更優選約1～2mol，相對於1mol的N-取代的氧基環二醯亞胺化合物。該酸可用作溶劑。
酸處理的溫度為例如約0～100℃，優選約5～50℃。酸處理之後，可以通過類似於上面的常規的分離與純化方法，對已再生的二醯亞胺催化劑進行分離和純化。
通過本發明的方法再生的二醯亞胺催化劑可以再循環和再應用於反應體系。
該再生方法包括如下步驟使底物在式(1)的二醯亞胺化合物存在下進行反應的反應步驟，分離反應步驟中所形成的反應產物與催化劑(包括失活的催化劑)的分離步驟，再生二醯亞胺化合物的催化劑的再生步驟，即通過水解在反應步驟中失活的催化劑使之轉化成式(3)的二羧酸或其鹽，然後使該二羧酸或其鹽或者該二羧酸的活性衍生物與(i)羥胺或(ii)O-取代羥胺反應，並用酸進行處理使二醯亞胺化合物再生，和將該再生的二醯亞胺催化劑再循環至反應步驟的再循環步驟。
圖1是說明本發明製備方法實例的示意流程圖。
在反應步驟中，自管線1提供的底物在二醯亞胺化合物存在下進行反應。作為二醯亞胺化合物，只有再生步驟中再生的催化劑可以使用，或可以組合使用在再生步驟中再生的催化劑與未使用的新催化劑。再生的催化劑自管線5再循環。至於反應的類型，例如可提及上面示例的反應，如氧化反應、羧化反應、硝化反應、磺化反應、醯化反應、自由基偶合反應。反應步驟中所使用的反應設備包括例如使有機底物反應的反應器、向反應器提供反應組分和催化劑的供料設備(如進料管線和進料泵)，混合反應組分與催化劑的混合設備(如攪拌器)，以及需要時的控制反應溫度的控溫設備，從反應器排出反應混合物的出料設備。
在分離步驟中，反應產物和催化劑(包括失活的催化劑)從反應混合物中分離出來，所述的反應混合物由反應步驟通過管線2提供。反應產物和催化劑的分離可以通過上述的分離方法(A)(B)或常規的分離方法與常規的分離設備(如過濾設備、濃縮設備、蒸餾設備、萃取設備、吸附設備、柱色譜)來進行。分離後的反應產物通過管線4回收，需要時再進一步純化。部分或全部分離的催化劑通過管線3進入再生步驟而進行再生。順便提及，當反應中所使用的部分催化劑經受再生步驟時，剩餘的催化劑可以再循環至反應步驟，無須再生。
在再生步驟中，通過管線3自分離步驟提供的失活催化劑是根據二醯亞胺化合物的再生方法再生的。再生失活催化劑的設備可以包括例如使反應組分如失活催化劑發生反應的反應器，向反應器提供反應組分的供料設備(如進料管線和進料泵)，混合反應組分的混合設備(如攪拌器)，以及需要時的控制反應溫度的控溫設備，控制反應體系pH的pH控制設備，從反應器排出反應混合物的出料設備，用來分離和純化再生催化劑等的分離與純化設備。
在再循環步驟中，通過管線5自再生步驟回收的再生催化劑被再循環至反應步驟。再生催化劑的再循環可以通過常規方法來進行，如將再生催化劑在不進行任何處理的情況下提供給反應體系，或者將其溶解或懸浮於適當的溶劑中。例如，作為再循環設備，可以使用泵、皮帶輸送機等。順便提及，每一步驟的操作均可連續地進行或間歇地進行。此外，每一步驟中可以使用一個或多個設備，如反應器或其他設備。
本發明的工業實用性根據本發明，自底物在二醯亞胺化合物存在下反應而得到的反應混合物中，可以有效地分離出二醯亞胺化合物和反應產物。此外，也可以自反應混合物中有效地分離出二醯亞胺化合物和金屬催化劑。而且，根據本發明，在分離出的二醯亞胺化合物中，因反應而失活的二醯亞胺化合物可以被有效地再生。
實施例下面實施例的目的是更詳細地描述本發明，但不應以任何方式將其看作是對本發明範圍的限制。
實施例A1-1向鈦製造的裝有冷凝器和溫度控制器的高壓釜(容積1L)中，加入50g(0.594mol)的環己烷，9.692g(0.059mol)的N-羥基鄰苯二甲醯亞胺，0.296g(0.0012mol)的乙酸鈷(II)四水合物和400g乙腈，在施加氮氣壓力(33kgf/cm2；3.24MPa)和攪拌下加熱升溫。使溫度穩定在75℃，並使反應在施壓(40kgf/cm2；3.92MPa)和流動的空氣下進行4小時。以氮氣替代反應體系使之冷卻。
通過氣相色譜和高效液相色譜分析反應產物，結果，環己烷的轉化率為19.5％，所生成的環己酮和環己醇的產率分別為14.5％(選擇性74.4％)和1.6％(選擇性8.2％)。而且，在反應混合物中，存在9.080g用作催化劑的N-羥基鄰苯二甲醯亞胺；0.109g鄰苯二甲醯亞胺，其為N-羥基鄰苯二甲醯亞胺的失活產物；0.138g鄰苯二甲酸酐，其也為N-羥基鄰苯二甲醯亞胺的失活產物。
在過濾反應混合物以除去不溶物之後，將濾液濃縮以蒸出環己烷和乙腈。向濃縮的剩餘物中加入100mL環己烷，攪拌1小時，然後過濾以回收固體形式的催化劑及其分解後的產物(N-羥基鄰苯二甲醯亞胺、鄰苯二甲醯亞胺和鄰苯二甲酸酐)。該濾液不含催化劑及其分解後的產物。
實施例A1-2將25g(164mmol)金剛烷醇、5.36g(32.8mmol)N-羥基鄰苯二甲醯亞胺、0.11g(0.328mmol)乙醯丙酮根合釩[V(acac)3]、150mL乙酸和150mL氯苯的混合物，在85℃、1atm(0.101MPa)和氧氣氣氛下攪拌20小時。待反應完成之後，通過氣相色譜和高效液相色譜分析反應產物，結果，金剛烷醇的轉化率為95.6％，所生成的金剛烷二醇和金剛烷三醇的產率分別為50.5％(選擇性52.8％)和40.7％(選擇性42.6％)。而且，在反應混合物中，包含1.85g用作催化劑的N-羥基鄰苯二甲醯亞胺，1.51g鄰苯二甲醯亞胺，以及0.40g的鄰苯二甲酸酐。
將反應混合物濃縮，向其中加入1.2L水，並將該混合物在50℃下攪拌2小時。冷卻後，濾出不溶物以回收固體形式的催化劑及其分解後的產物。濾液以3L乙酸乙酯萃取。將萃取液濃縮至170g，濾出所產生的結晶，得到11.2g金剛烷二醇。該結晶不包含催化劑及其分解後的產物。而且，將剩餘的萃取液濃縮至100g，並向其中加入200g丙酮。濾出所產生的結晶，得到9.9g的金剛烷三醇。該結晶不包含催化劑及其分解後的產物。
實施例A1-3將27g(200mmol)金剛烷、3.25g(20mmol)N-羥基鄰苯二甲醯亞胺、0.183g(0.1mmol)V2O5、240mL茴香醚和60mL乙酸的混合物，在85℃、1atm(0.101MPa)和氧氣氣氛下攪拌3小時。待反應完成之後，通過氣相色譜和高效液相色譜分析反應產物，結果，金剛烷的轉化率為13.0％，所生成的金剛烷醇和金剛烷酮的產率分別為11.3％(選擇性86.9％)和0.9％(選擇性6.9％)。而且，在反應混合物中，包含2.12g用作催化劑的N-羥基鄰苯二甲醯亞胺，0.68g鄰苯二甲醯亞胺，以及0.18g的鄰苯二甲酸酐。將反應混合物濃縮，向其中加入400mL己烷，並將該混合物在50℃下攪拌2小時。冷卻後，濾出不溶物以回收固體形式的催化劑及其分解後的產物。濾液不包含催化劑及其分解後的產物。
實施例A2-1向反應器中加入對二甲苯、N-羥基鄰苯二甲醯亞胺(NHPI)、乙酸鈷、乙酸錳和乙酸，並使反應在150℃、4MPa和50％的氧氣氣氛(餘量為N2)下進行，得到反應混合物。氧化反應混合物的組成為20g對苯二甲酸、190g乙酸、0.2g NHPI、2.0g鄰苯二甲酸(PA)、2.5g鄰苯二甲醯亞胺(PI)、0.3g鄰苯二甲酸酐(APA)、0.3g對二甲苯、0.4g 4-羧基苯甲醛(4-CBA)、0.8g對甲基苯甲酸(p-TA)、0.1g乙酸鈷和0.1g乙酸錳。
將反應混合物在大氣壓下冷卻至80℃，於80℃和300mmHg下濾出結晶，剩餘物用60g乙酸在相同的條件下洗滌。
在所得到的結晶中，對苯二甲酸的分配比例為99.7％，並且沒有檢測到NHPI及其失活物。順便提及，所述的分配比例是指結晶的對苯二甲酸含量與氧化反應混合物中的對苯二甲酸含量的比(重量比)。
實施例A2-2向反應器中加入對二甲苯、N-乙醯氧基鄰苯二甲醯亞胺(NAPI)、乙酸鈷、乙酸錳和乙酸，並使反應在150℃、4MPa和50％的氧氣氣氛(餘量為N2)下進行，得到反應混合物。氧化反應混合物的組成為20g對苯二甲酸、190g乙酸、0.1g NAPI、0.2g NHPI、2.0g鄰苯二甲酸(PA)、2.5g鄰苯二甲醯亞胺(PI)、0.2g鄰苯二甲酸酐(APA)、0.3g對二甲苯、0.4g 4-羧基苯甲醛(4-CBA)、0.8g對甲基苯甲酸(p-TA)、0.1g乙酸鈷和0.1g乙酸錳。
將反應混合物在大氣壓下冷卻至80℃，於80℃和300mmHg下濾出結晶，剩餘物用60g乙酸在相同的條件下洗滌。
在所得到的結晶中，對苯二甲酸的分配比例為99.8％，並且沒有檢測到NAPI及其失活物。
實施例A2-3向反應器中加入間二甲苯、N-羥基鄰苯二甲醯亞胺(NHPI)、乙酸鈷、乙酸錳和乙酸，並使反應在150℃、4MPa和50％的氧氣氣氛(餘量為N2)下進行，得到反應混合物。氧化反應混合物的組成為20g間苯二甲酸、190g乙酸、0.2g NHPI、2.0g鄰苯二甲酸(PA)、2.5g鄰苯二甲醯亞胺(PI)、0.3g鄰苯二甲酸酐(APA)、0.3g間二甲苯、0.4g 3-羧基苯甲醛(3-CBA)、0.8g間甲基苯甲酸(m-TA)、0.1g乙酸鈷和0.1g乙酸錳。
將反應混合物在大氣壓下冷卻至80℃，於80℃和300mmHg下濾出結晶，剩餘物用60g乙酸在相同的條件下洗滌。
在所得到的結晶中，間苯二甲酸的分配比例為98.5％，並且沒有檢測到NHPI及其失活物。
實施例A2-4向反應器中加入間二甲苯、N-乙醯氧基鄰苯二甲醯亞胺(NAPI)、乙酸鈷、乙酸錳和乙酸，並使反應在150℃、4MPa和50％的氧氣氣氛(餘量為N2)下進行，得到反應混合物。氧化反應混合物的組成為20g間苯二甲酸、190g乙酸、0.1g NAPI、0.2g NHPI、2.0g鄰苯二甲酸(PA)、2.5g鄰苯二甲醯亞胺(PI)、0.2g鄰苯二甲酸酐(APA)、0.3g間二甲苯、0.4g 3-羧基苯甲醛(3-CBA)、0-8g間甲基苯甲酸(m-TA)、0.1g乙酸鈷和0.1g乙酸錳。
將反應混合物在大氣壓下冷卻至80℃，於80℃和300mmHg下濾出結晶，剩餘物用60g乙酸在相同的條件下洗滌。
在所得到的結晶中，間苯二甲酸的分配比例為98.7％，並且沒有檢測到NAPI及其失活物。
實施例A2-5向反應器中加入β-甲基吡啶、N-羥基鄰苯二甲醯亞胺(NHPI)、菸鹼醛、乙酸鈷、乙酸錳和乙酸，並使反應在100℃、4MPa和空氣氣氛下進行，得到反應混合物。氧化反應混合物的組成為26g煙酸、233g乙酸、0.1g NHPI、3.0g鄰苯二甲酸(PA)、1.5g鄰苯二甲醯亞胺(PI)、0.1g鄰苯二甲酸酐(APA)、43g β-甲基吡啶、0.5g菸鹼醛、3.3g水、0.5g乙酸鈷和0.5g乙酸錳。
將反應混合物在60～70℃和80mmHg下濃縮，並將濃縮物在大氣壓下冷卻至25℃。於25℃和200mmHg下濾出結晶，剩餘物用27g乙酸在相同的條件下洗滌。
在所得到的結晶中，煙酸的分配比例為98％，並且沒有檢測到NHPI及其失活物。
實施例A2-6向反應器中加入β-甲基吡啶、N-乙醯氧基鄰苯二甲醯亞胺(NAPI)、菸鹼醛、乙酸鈷、乙酸錳和乙酸，並使反應在140℃、2MPa和空氣氣氛下進行，得到反應混合物。氧化反應混合物的組成為20g煙酸、307g乙酸、0.05g NAPI、0.1g NHPI、3.0g鄰苯二甲酸(PA)、1.8g鄰苯二甲醯亞胺(PI)、0.7g鄰苯二甲酸酐(APA)、20g β-甲基吡啶、0.2g菸鹼醛、5.5g水、0.3g乙酸鈷和0.3g乙酸錳。
將反應混合物在60～80℃和80mmHg下濃縮。向濃縮物中加入62g 2-乙基己醇，並將其在大氣壓下冷卻至25℃。於25℃和200mmHg下濾出結晶，剩餘物用68g甲醇在相同的條件下洗滌。
在所得到的結晶中，煙酸的分配比例為91％，並且沒有檢測到NAPI及其失活物。
實施例A2-7向反應器中加入1，2，4，5-四甲基苯、N-乙醯氧基鄰苯二甲醯亞胺(NAPI)、乙酸鈷、乙酸錳和乙酸，並使反應在150℃、5MPa和60％的氧氣氣氛(餘量為N2)下進行，得到反應混合物。氧化反應混合物的組成為3.3g1，2，4，5-苯四酸、65g乙酸、0.01g NAPI、0.1g NHPI、0.3g鄰苯二甲酸(PA)、0.3g鄰苯二甲醯亞胺(PI)、0.1g鄰苯二甲酸酐(APA)、1.6g水、0.03g乙酸鈷和0.06g乙酸錳。
將反應混合物在大氣壓下冷卻至50℃，於50℃和200mmHg下濾出結晶，剩餘物用27g乙酸在相同的條件下洗滌。
在所得到的結晶中，1，2，4，5-苯四酸的分配比例為99％，並且沒有檢測到NAPI及其失活物。
實施例A2-8向反應器中加入對叔丁基甲苯、N-羥基鄰苯二甲醯亞胺(NHPI)、乙酸鈷和乙酸，並使反應在80℃、2MPa和空氣氣氛下進行，得到反應混合物。氧化反應混合物的組成為112.1g叔丁基苯甲酸、16.8g叔丁基苯甲醛、271.2g乙酸、0.9g NHPI、0.2g鄰苯二甲酸(PA)、2.7g鄰苯二甲醯亞胺(PI)和0.1g乙酸鈷。
將反應混合物加列蒸餾柱(塔板10，回流比5，壓力120mmHg)並濃縮。將濃縮物在大氣壓下冷卻至2℃，濾出結晶，剩餘物用50％重量的乙酸水溶液(671g)在相同的條件下洗滌。
在所得到的結晶中，叔丁基苯甲酸的分配比例為96％，並且沒有檢測到NHPI及其失活物。
實施例A2-9向反應器中加入環己烷、N-羥基鄰苯二甲醯亞胺(NHPI)、乙酸鈷、乙醯丙酮根合鈷和乙酸，並使反應在120℃、2MPa和氧氣氣氛下進行，得到反應混合物。氧化反應混合物的組成為32.1g己二酸、6.0g戊二酸、4.1g丁二酸、164.6g乙酸、0.04g NHPI、0.3g鄰苯二甲酸(PA)、0.2g鄰苯二甲醯亞胺(PI)、68.8g環己烷、8.2g水、0.1g乙酸鈷和0.8g乙醯丙酮根合鈷。
將反應混合物在大氣壓下冷卻至30℃，並於30℃和200mmHg下濾出結晶。
此外，向剩餘物中加入25.9g水，使之完全溶解，並在大氣壓下冷卻至30℃，得到結晶。於30℃和200mmHg下濾出結晶。
在所得到的結晶中，己二酸的分配比例為60％，並且沒有檢測到NHPI及其失活物。
實施例B1向包含33g(0.22mol)對叔丁基甲苯、4.3g(24.3mmol)對叔丁基苯甲酸、2.8g(17.5mmol)對叔丁基苯甲醛、0.2g(1.77mmol)N-羥基馬來醯亞胺、0.15g(1.54mmol)馬來醯亞胺和0.1g(1.02mmol)馬來酸酐的氧化反應混合物中加水(30mL)並充分混合，使之靜置，以使液體分離。進一步向有機相加水(30mL)並充分混合，以使液體分離。用氣相色譜和液相色譜對所得到的含水相和有機相進行分析，結果，回收到有機相中的對叔丁基苯甲酸的比例為93％，萃取到有機相中的對叔丁基苯甲醛的比例為87％，回收到含水相中的N-羥基馬來醯亞胺的比例為82％，萃取到含水相中的馬來醯亞胺的比例為68％，而萃取到含水相中的馬來酸酐的比例為95％。
實施例B2使包含3kg(20.2mol)對叔丁基甲苯、66.03g(0.405mol)N-羥基鄰苯二甲醯亞胺、2.5kg乙酸的混合物在80℃、20kgf/cm2(1.96MPa)和氧氣氣氛下反應2.5小時，得到含50.8g(0.309mol)對叔丁基苄醇、206.8g(1.275mol)對叔丁基苯甲醛、1121.9g(6.295mol)對叔丁基苯甲酸、12.2g(0.075mol)N-羥基鄰苯二甲醯亞胺、22.0g(0.150mol)鄰苯二甲醯亞胺和8.5g(0.057mol)鄰苯二甲酸酐的反應混合物。向該反應混合物中加水2600mL，充分混合1小時，然後使之靜置1小時，以使液體分離成含水相和有機相。通過氣相色譜和液相色譜對所得到的含水相和有機相進行分析，結果，回收到有機相中的對叔丁基苄醇的比例為75％，回收到有機相中的對叔丁基苯甲醛的比例為97％，回收到有機相中的對叔丁基苯甲酸的比例為96％。而且，萃取到含水相中的N-羥基鄰苯二甲醯亞胺的比例為80％(按反應混合物中所包含的N-羥基鄰苯二甲醯亞胺的量計)，萃取到含水相中的鄰苯二甲醯亞胺的比例為90％(按反應混合物中所包含的鄰苯二甲醯亞胺的量計)，而萃取到含水相中的鄰苯二甲酸酐的比例為59％(按反應混合物中所包含的鄰苯二甲酸酐的量計)。
實施例B3使包含166g(1mol)芴、16g(0.1mol)N-羥基鄰苯二甲醯亞胺和1000mL乙酸的混合物在100℃和氧氣氣氛下反應10小時，得到含144g芴酮(產率80％)的反應混合物。從該反應混合物中蒸出乙酸，並向該反應混合物中加入1000mL二丁基醚和1000mL 0.4N(0.4mol/L)的氫氧化鈉水溶液。在97℃下攪拌1小時之後，分出含水相和有機相。向所得到的有機相中進一步加入氫氧化鈉水溶液，並於97℃下充分混合，以使液體分離成含水相和有機相。通過氣相色譜和液相色譜對所得到的含水相和有機相進行分析，結果，萃取到有機相中的芴酮的比例為98％，萃取到含水相中的氧化催化劑和/或失活的氧化催化劑(轉化成鄰苯二甲酸鈉)的比例為80％(按反應中所使用的N-羥基鄰苯二甲醯亞胺的量計)。
實施例B4使包含168g(1mol)二苯基甲烷、16g(0.1mol)N-羥基鄰苯二甲醯亞胺和1000mL乙酸的混合物在100℃和氧氣氣氛下反應20小時，得到含146g二苯酮(產率80％)的反應混合物。從該反應混合物中蒸出乙酸，並向該反應混合物中加入1000mL二丁基醚和1000mL 0.4N的氫氧化鈉水溶液。在97℃下攪拌1小時之後，分出含水相和有機相。向所得到的有機相中進一步加入氫氧化鈉水溶液，並於97℃下充分混合，以使液體分離成含水相和有機相。通過氣相色譜和液相色譜對所得到的含水相和有機相進行分析，結果，萃取到有機相中的二苯酮的比例為89％，萃取到含水相中的氧化催化劑和/或失活的氧化催化劑(轉化成鄰苯二甲酸鈉)的比例為83％(按反應中所使用的N-羥基鄰苯二甲醯亞胺的量計)。
實施例B5使包含1500g(17.82mol)環己烷、3.16g(0.019mol)N-羥基鄰苯二甲醯亞胺和0.045g(0.18mol)乙酸鈷的混合物在160℃、40kgf/cm2(3.92MPa)和氧氣氣氛下反應2小時，得到含1334g(15.84mol)環己烷、83.89g(0.84mol)環己醇、59.74g(0.61mol)環己酮、1.77g(0.012mol)鄰苯二甲醯亞胺和1.30g(0.005mol)N-環己基氧基鄰苯二甲醯亞胺的反應混合物。從該反應混合物中蒸出環己烷，並向該反應混合物中加入30mL 2N(2mol/L)的氫氧化鈉水溶液。在97℃下攪拌1小時並靜置1小時之後，分出含水相和有機相。通過氣相色譜和液相色譜對所得到的含水相和有機相進行分析，結果，回收到有機相中的環己醇的比例為85％，回收到有機相中的環己酮的比例為90％，萃取到含水相中的鄰苯二甲醯亞胺(轉化成鄰苯二甲酸鈉)的比例為89％(按反應混合物中的鄰苯二甲醯亞胺的量計)，而萃取到含水相中的N-環己基氧基鄰苯二甲醯亞胺(轉化成鄰苯二甲酸鈉)的比例為90％(按N-環己基鄰苯二甲醯亞胺的量計)。
實施例B6使包含300g(2.02mol)對叔丁基甲苯、6.60g(0.04mol)N-羥基鄰苯二甲醯亞胺、0.10g(0.0004mol)乙酸鈷和293.3g(4.88mol)乙酸的混合物在80℃、20kgf/cm2(1.96MPa)和氧氣氣氛下反應3小時，得到含162.5g(1.09mol)對叔丁基甲苯、106.2g(0.59mol)對叔丁基苯甲酸、17.7g(0.11mol)對叔丁基苯甲醛、0.26g(1.62mmol)N-羥基鄰苯二甲醯亞胺、3.98g(27.1mmol)鄰苯二甲醯亞胺的反應混合物。用濃縮設備從該反應混合物中蒸出乙酸，並通過過濾回收沉澱的對叔丁基苯甲酸。向濾液中加入150mL 0.1N(0.1mol/L)的氫氧化鈉水溶液，充分混合併使只靜置，以使液體分離。通過氣相色譜和液相色譜對所得到的含水相和有機相進行分析，結果，回收到有機相中的對叔丁基苯甲醛的比例為91％，萃取到含水相中的N-羥基鄰苯二甲醯亞胺(轉化成N-羥基鄰苯二甲醯亞胺的鈉鹽)的比例為97％(按反應混合物中的N-羥基鄰苯二甲醯亞胺的量計)，而萃取到含水相中的鄰苯二甲醯亞胺(轉化成鄰苯二甲酸鈉)的比例為93％(按反應混合物中鄰苯二甲醯亞胺的量計)。
實施例C1在氧化催化劑(N-乙醯氧基鄰苯二甲醯胺(NAPI))和金屬催化劑(乙酸鈷和乙酸錳)的存在下，在乙酸溶劑中於150℃和4MPa下用50％的氧氣(餘量為氮氣)氧化對二甲苯，以製備對苯二甲酸。將反應混合物在大氣壓下冷卻結晶至80℃並過濾，剩餘物用乙酸洗滌並過濾，以分離出對苯二甲酸。合併濾液和洗滌液，並從中除去乙酸。分析濃縮的剩餘物中的組分，結果，其中包含2.7g對苯二甲酸、7.8g乙酸、0.2g N-乙醯氧基鄰苯二甲醯亞胺(NAPI)、0.2g N-羥基鄰苯二甲醯亞胺(NHPI)、1.2g鄰苯二甲酸(PA)、1.4g鄰苯二甲醯亞胺(PI)、0.4g鄰苯二甲酸酐(APA)、0.3g對二甲苯、7.8g 4-羧基苯甲醛(4-CBA)、22.3g對甲基苯甲酸(p-TA)、0.4g總鈷、1.0g總錳。
向所述的濃縮物中加入51g水，於30℃和300mmHg下濾出沉澱物，並向剩餘物中加入61g水，且於相同的條件下洗滌。分配到濾液中的總鈷的比例為98.4％，分配到濾液中的總鎂的比例為98.4％，分配到過濾剩餘物中的NAPI、NHPI、PA和PI的比例分別為99.2％、99.1％、77％和85％。順便提及，所述的分配比例是指濾液或過濾剩餘物中的組分含量與濃縮物中的組分含量的比(重量比)。
實施例C2在氧化催化劑(N-羥基鄰苯二甲醯胺(NHPI))和金屬催化劑(乙酸鈷和乙酸錳)的存在下，在乙酸溶劑中於150℃和4MPa下用50％的氧氣(餘量為氮氣)氧化對二甲苯，以製備對苯二甲酸。將反應混合物在大氣壓下冷卻結晶至80℃並過濾，剩餘物用乙酸洗滌並過濾，以分離出對苯二甲酸。合併濾液和洗滌液，並從中除去乙酸。分析濃縮的剩餘物中的組分，結果，其中包含2.7g對苯二甲酸、7.7g乙酸、0.35g N-羥基鄰苯二甲醯亞胺(NHPI)、1.2g鄰苯二甲酸(PA)、1.4g鄰苯二甲醯亞胺(PI)、0.35g鄰苯二甲酸酐(APA)、0.3g對二甲苯、7.8g 4-羧基苯甲醛(4-CBA)、22.3g對甲基苯甲酸(p-TA)、0.4g總鈷、1.0g總錳。
向所述的濃縮物中加入51g水，於25℃和300mmHg下濾出沉澱物，並向剩餘物中加入80g水，且於相同的條件下洗滌。分配到濾液中的總鈷的比例為95.2％，分配到濾液中的總鎂的比例為99.5％，分配到過濾剩餘物中的NHPI、PA和PI的比例分別為99.4％、70％和80％。
實施例C3在氧化催化劑(N-羥基鄰苯二甲醯胺(NHPI))和金屬催化劑(乙酸鈷和乙酸錳)的存在下，在乙酸溶劑中於150℃和4MPa下用50％的氧氣(餘量為氮氣)氧化間二甲苯，以製備間苯二甲酸。將反應混合物在大氣壓下冷卻結晶至80℃並過濾，剩餘物用乙酸洗滌並過濾，以分離出間苯二甲酸。合併濾液和洗滌液，並從中除去乙酸。分析濃縮的剩餘物中的組分，結果，其中包含2.7g間苯二甲酸、7.8g乙酸、0.35g N-羥基鄰苯二甲醯亞胺(NHPI)、1.2g鄰苯二甲酸(PA)、1.4g鄰苯二甲醯亞胺(PI)、0.35g鄰苯二甲酸酐(APA)、0.3g間二甲苯、7.8g 3-羧基苯甲醛(3-CBA)、22.3g間甲基苯甲酸(m-TA)、0.4g總鈷、1.0g總錳。
向所述的濃縮物中加入51g水，於25℃和300mmHg下濾出沉澱物，並向剩餘物中加入80g水，且於相同的條件下洗滌。分配到濾液中的總鈷的比例為96.2％，分配到濾液中的總錳的比例為99.2％，分配到過濾剩餘物中的NHPI、PA和PI的比例分別為98.9％、65％和75％。
實施例C4在氧化催化劑(N-乙醯氧基鄰苯二甲醯胺(NAPI))和金屬催化劑(乙酸鈷和乙酸錳)的存在下，在乙酸溶劑中於150℃和4MPa下用50％的氧氣(餘量為氮氣)氧化間二甲苯，以製備間苯二甲酸。將反應混合物在大氣壓下冷卻結晶至80℃並過濾，剩餘物用乙酸洗滌並過濾，以分離出間苯二甲酸。合併濾液和洗滌液，並從中除去乙酸。分析濃縮的剩餘物中的組分，結果，其中包含2.7g間苯二甲酸、7.8g乙酸、0.2g N-乙醯氧基鄰苯二甲醯亞胺(NAPI)、0.2g N-羥基鄰苯二甲醯亞胺(NHPI)、1.2g鄰苯二甲酸(PA)、1.4g鄰苯二甲醯亞胺(PI)、0.4g鄰苯二甲酸酐(APA)、0.3g間二甲苯、7.8g 3-羧基苯甲醛(3-CBA)、22.3g間甲基苯甲酸(m-TA)、0.4g總鈷、1.0g總錳。
向所述的濃縮物中加入51g水，於30℃和300mmHg下濾出沉澱物，並向剩餘物中加入61g水，且於相同的條件下洗滌。分配到濾液中的總鈷的比例為98.2％，分配到濾液中的總鎂的比例為98.7％，分配到過濾剩餘物中的NAPI、NHPI、PA和PI的比例分別為99.2％、98.9％、72％和79％。
實施例C5在氧化催化劑(N-羥基鄰苯二甲醯胺(NHPI))和金屬催化劑(乙酸鈷和乙酸錳)的存在下，並以菸鹼醛為輔助氧化劑，在乙酸溶劑中於140℃和2MPa下用空氣氧化β-甲基吡啶，以製備煙酸。從反應混合物除去乙酸並向濃縮物中加入2-乙基己醇。將混合物在大氣壓下冷卻結晶至25℃並過濾，剩餘物用甲醇洗滌並過濾，以分離出煙酸。合併濾液和洗滌液並從中除去溶劑。分析濃縮的剩餘物中的組分，結果，其中包含94g煙酸、164g 2-乙基己醇、2.8g N-羥基鄰苯二甲醯亞胺(NHPI)、113g鄰苯二甲酸(PA)、67.4g鄰苯二甲醯亞胺(PI)、26.2g鄰苯二甲酸酐(APA)、11g總鈷、11.4g總錳。
向所述的濃縮物中加入100g水，於30℃和300mmHg下濾出沉澱物，並向剩餘物中加入30g水，且於相同的條件下洗滌。分配到含水相中的總鈷的比例為95.5％，分配到含水相中的總錳的比例為99.0％，分配到有機相和過濾剩餘物中的NHPI、鄰苯二甲酸(PA)和鄰苯二甲醯亞胺(PI)的比例分別為99.4％、98％和97％。
實施例C6在氧化催化劑(N-乙醯氧基鄰苯二甲醯胺(NAPI))和金屬催化劑(乙酸鈷和乙酸錳)的存在下，並以菸鹼醛為輔助氧化劑，在乙酸溶劑中於140℃和2MPa下用空氣氧化β-甲基吡啶，以製備煙酸。從反應混合物除去乙酸並向濃縮物中加入2-乙基己醇。將混合物在大氣壓下冷卻結晶至25℃並過濾，剩餘物用甲醇洗滌並過濾，以分離出煙酸。合併濾液和洗滌液並從中除去溶劑。分析濃縮的剩餘物中的組分，結果，其中包含92g煙酸、160g 2-乙基己醇、1.0g N-乙醯氧基鄰苯二甲醯胺(NAPI)、1.8g N-羥基鄰苯二甲醯亞胺(NHPI)、108g鄰苯二甲酸(PA)、67g鄰苯二甲醯亞胺(PI)、24g鄰苯二甲酸酐(APA)、11g總鈷、11.4g總錳。
向所述的濃縮物中加入100g水，於30℃和300mmHg下濾出沉澱物，並向剩餘物中加入30g水，且於相同的條件下洗滌。分配到含水相中的總鈷的比例為98.4％，分配到含水相中的總錳的比例為98.2％，分配到有機相和過濾剩餘物中的NAPI、NHPI、鄰苯二甲酸(PA)和鄰苯二甲醯亞胺(PI)的比例分別為99.4％、99.2％、98％和99％。
實施例D1在氧化催化劑(N-羥基鄰苯二甲醯胺(NHPI))和金屬催化劑(乙酸鈷和乙酸錳)的存在下，在乙酸溶劑中於150℃和4MPa下用50％的氧氣(餘量為氮氣)氧化對二甲苯，以製備對苯二甲酸。將反應混合物在大氣壓下冷卻結晶至80℃並過濾，剩餘物用乙酸洗滌並過濾，以分離出對苯二甲酸。分析合併濾液和洗滌液所得到的混合物中的組分，結果，其中包含0.14g對苯二甲酸、82.7g乙酸、1.49g水(H2O)、0.02g N-羥基鄰苯二甲醯亞胺(NHPI)、0.06g鄰苯二甲酸(PA)、0.07g鄰苯二甲醯亞胺(PI)、0.01g鄰苯二甲酸酐(APA)、0.2g對二甲苯、0.4g 4-羧基苯甲醛(4-CBA)、1.14g對甲基苯甲酸(p-TA)、0.09g總鈷、0.23g總錳。
向所述的混合物中加入4.3g陽離子交換樹脂(Mitsubishi ChemicalIndustries Limited製造，商品名強酸性陽離子交換樹脂，「DIAION PK208多孔型」)，並於25℃進行吸附處理3小時。分配到該離子交換樹脂中的總鈷的比例為96％，分配到該離子交換樹脂中的總錳的比例為92％，分配到處理過的混合物中的NHPI、PA和PI的比例分別為98％、97％和98％。順便提及，所述的分配比例是指吸附在離子交換樹脂中的組分含量或液體中的組分含量與混合物中的組分含量的比(重量比)。
實施例D2在氧化催化劑(N-乙醯氧基鄰苯二甲醯胺(NAPI))和金屬催化劑(乙酸鈷和乙酸錳)的存在下，在乙酸溶劑中於150℃和4MPa下用50％的氧氣(餘量為氮氣)氧化對二甲苯，以製備對苯二甲酸。將反應混合物在大氣壓下冷卻結晶至80℃並過濾，剩餘物用乙酸洗滌並過濾，以分離出對苯二甲酸。分析合併濾液和洗滌液所得到的混合物中的組分，結果，其中包含0.14g對苯二甲酸、82.7g乙酸、1.49g水(H2O)、0.01g N-乙醯氧基鄰苯二甲醯胺(NAPI)、0.01g N-羥基鄰苯二甲醯亞胺(NHPI)、0.06g鄰苯二甲酸(PA)、0.07g鄰苯二甲醯亞胺(PI)、0.01g鄰苯二甲酸酐(APA)、0.1g對二甲苯、0.4g 4-羧基苯甲醛(4-CBA)、1.14g對甲基苯甲酸(p-TA)、0.09g總鈷、0.23g總錳。
向所述的混合物中加入4.3g陰離子交換樹脂(Mitsubishi ChemicalIndustries Limited製造，商品名強酸性陰離子交換樹脂，「SA10A(I-型)凝膠型」)，並於30℃進行吸附處理3小時。分配到該離子交換樹脂中的總鈷的比例為72％，分配到該離子交換樹脂中的總錳的比例為65％，分配到處理過的混合物中的NHPI、PA和PI的比例分別為99％、97％和95％。
實施例D3在氧化催化劑(N-羥基鄰苯二甲醯胺(NHPI))和金屬催化劑(乙酸鈷和乙酸錳)的存在下，在乙酸溶劑中於150℃和4MPa下用50％的氧氣(餘量為氮氣)氧化間二甲苯，以製備間苯二甲酸。將反應混合物在大氣壓下冷卻結晶至80℃並過濾，剩餘物用乙酸洗滌並過濾，以分離出間苯二甲酸。分析合併濾液和洗滌液所得到的混合物中的組分，結果，其中包含0.14g間苯二甲酸、82.7g乙酸、1.49g水(H2O)、0.02g N-羥基鄰苯二甲醯亞胺(NHPI)、0.06g鄰苯二甲酸(PA)、0.07g鄰苯二甲醯亞胺(PI)、0.01g鄰苯二甲酸酐(APA)、0.2g間二甲苯、0.4g 3-羧基苯甲醛(3-CBA)、1.14g間甲基苯甲酸(m-TA)、0.09g總鈷、0.23g總錳。
向所述的混合物中加入4.3g陽離子交換樹脂(Mitsubishi ChemicalIndustries Limited製造，商品名強酸性陽離子交換樹脂，「DIAION SK18凝膠型」)，並於25℃進行吸附處理3小時。分配到該離子交換樹脂中的總鈷的比例為95％，分配到該離子交換樹脂中的總錳的比例為92％，分配到處理過的混合物中的NHPI、PA和PI的比例分別為99％、91％和97％。
實施例D4在氧化催化劑(N-羥基鄰苯二甲醯胺(NHPI))和金屬催化劑(乙酸鈷和乙酸錳)的存在下，同時以菸鹼醛為輔助氧化劑，在乙酸溶劑中於140℃和2MPa下用空氣氧化β-甲基吡啶，以製備間煙酸。從反應混合物中除去乙酸，並向濃縮物中加入2-乙基己醇。將該混合物在大氣壓下冷卻結晶至25℃並過濾，剩餘物用甲醇洗滌並過濾，以分離出煙酸。分析合併濾液和洗滌液所得到的混合物中的組分，結果，其中包含9.4g煙酸、160g 2-乙基己醇、32g乙酸、63g β-甲基吡啶、150g甲醇、0.5g N-羥基鄰苯二甲醯亞胺(NHPI)、10g鄰苯二甲酸(PA)、8g鄰苯二甲醯亞胺(PI)、2.5g鄰苯二甲酸酐(APA)、1.1g總鈷、1.1g總錳。
向所述的混合物中加入21.9g陽離子交換樹脂(Mitsubishi ChemicalIndustries Limited製造，商品名螯合樹脂，「R11亞氨基二乙酸型」)，並於25℃進行吸附處理3小時。分配到該離子交換樹脂中的總鈷的比例為94％，分配到該離子交換樹脂中的總錳的比例為91％，分配到處理過的混合物中的NHPI、PA和PI的比例分別為99％、92％和95％。
實施例D5在氧化催化劑(N-羥基鄰苯二甲醯胺(NHPI))和金屬催化劑(乙酸鈷和乙醯丙酮根合鈷)的存在下，在乙酸溶劑中於125℃和2MPa下用空氣氧化環己烷，以製備己二酸。將反應混合物在大氣壓下冷卻結晶至10℃並過濾，以分離出己二酸。分析所分離出的下層液體中的組分，結果，其中包含9.94g環己烷、0.76g環己酮、0.18g乙酸環己基酯、0.86g環己醇、73.01g乙酸、0.58g丁二酸、0.69g戊二酸、3.04g己二酸、2.60g H2O、0.01g NHPI、0.45g PI、0.66g PA、0.10g總鈷。
向50g所述的混合物中加入2.5g陽離子交換樹脂(Mitsubishi ChemicalIndustries Limited製造，商品名強酸性陽離子交換樹脂，「DIAION PK208 D多孔型」)，並於25℃進行吸附處理3小時。分配到該離子交換樹脂中的總鈷的比例為97.5％，分配到處理過的混合物中的NHPI的比例為98％。順便提及，所述的分配比例是指吸附在離子交換樹脂中的組分含量與混合物液體中的組分含量的比(重量比)。
實施例E1使4.028g(50mmol)環己烷、0.816g(5mmol)N-羥基鄰苯二甲醯亞胺、0.015g(0.025mmol)乙醯丙酮根合鈷(II)和200mL苄腈的混合物在100℃和氧氣氣氛下反應6小時，得到含2.946g(35mmol)環己烷、0.981g(10mmol)環己酮、0.731g(2mmol)己二酸、N-羥基鄰苯二甲醯亞胺、鄰苯二甲醯亞胺、鄰苯二甲酸、乙醯丙酮根合鈷(II)和苄腈的反應混合物。於26℃下，向該反應混合物中加入環己烷(20mL)和水(150mL)，並充分混合，以使液體分離成含水層和有機層。向所得到的有機層中進一步加水並充分混合，以使液體分離成含水層和有機層。通過液相色譜分析該含水層和有機層，結果，萃取到有機層中的N-羥基鄰苯二甲醯亞胺的比例為79％(按反應混合物中所包含的N-羥基鄰苯二甲醯亞胺計)，萃取到有機層中的鄰苯二甲醯亞胺的比例為82％，萃取到有機層中的鄰苯二甲酸的比例為65％，萃取到含水層中的乙醯丙酮根合鈷(II)的比例為95％(按反應混合物中所包含的乙醯丙酮根合鈷(II)計)。
實施例E2使25g(164.2mmol)金剛烷醇、5.36g(32.8mmol)N-羥基鄰苯二甲醯亞胺、0.114g(0.328mmol)乙醯丙酮根合釩(III)、150mL苄腈和150mL乙酸的混合物在85℃和氧氣氣氛下反應20小時，得到含1.41g(9.2mmol)金剛烷醇、13.9g(82.6mmol)金剛烷二醇、10.5g(57.5mmol)金剛烷三醇、N-羥基鄰苯二甲醯亞胺、鄰苯二甲醯亞胺、鄰苯二甲酸、乙醯丙酮根合釩(III)和苄腈的反應混合物。從反應混合物中蒸餾出乙酸。於26℃下，向該濃縮物中加入苄腈至300mL，並在26℃下向其中加入300mL的水，且充分混合，以使液體分離成含水層和有機層。向所得到的有機層中進一步加水並充分混合，以使液體分離成含水層和有機層。通過液相色譜分析該含水層和有機層，結果，萃取到有機層中的N-羥基鄰苯二甲醯亞胺的比例為80％(按反應混合物中所包含的N-羥基鄰苯二甲醯亞胺計)，萃取到有機層中的鄰苯二甲醯亞胺的比例為86％，萃取到有機層中的鄰苯二甲酸的比例為75％，萃取到含水層中的乙醯丙酮根合釩(III)的比例為93％(按反應混合物中所包含的乙醯丙酮根合釩(III)計)。
實施例E3使9.3g(100mmol)2-甲基吡啶、1.6g(10mmol)N-羥基鄰苯二甲醯亞胺、0.15g(0.5mmol)乙醯丙酮根合鈷(II)、250mL乙酸的混合物在100℃和氧氣氣氛下反應6小時，得到2-吡啶羧酸(煙酸，產率77％)，2-甲基吡啶轉化率為82％。從反應混合物中蒸餾出乙酸。向其中加入400mL苄腈和400mL水，充分振蕩，並使之靜置，以使其分離成兩個液相。向所得到的有機層中進一步加水400mL並充分振蕩，並使之靜置，以使其分離成兩個液相。通過液相色譜分析該含水層和有機層，結果，萃取到有機層中的N-羥基鄰苯二甲醯亞胺的比例為83％(按反應混合物中所包含的N-羥基鄰苯二甲醯亞胺計)，萃取到有機層中的鄰苯二甲醯亞胺的比例為85％，萃取到有機層中的鄰苯二甲酸的比例為66％，萃取到含水層中的乙醯丙酮根合鈷(II)的比例為97％(按反應混合物中所包含的乙醯丙酮根合鈷(II)計)。
實施例E4
使30.68kg(0.23kmol)金剛烷、5.51kg(0.03kmol)N-羥基鄰苯二甲醯亞胺、0.05kg(0.0001kmol)乙醯丙酮根合釩(III)、204.57kg乙酸的混合物在90℃和氧氣氣氛下反應4.5小時，得到含0.28kg(0.002kmol)金剛烷、6.48kg(0.04kmol)金剛烷醇、2.95kg(0.02kmol)金剛烷酮、10.73kg(0.06kmol)金剛烷二醇、2.78kg(0.02kmol)金剛烷三醇、0.88kg N-羥基鄰苯二甲醯亞胺、0.22kg鄰苯二甲醯亞胺、0.05kg乙醯丙酮根合釩(III)和乙酸的反應混合物。從反應混合物中蒸餾出乙酸，加入110.31kg水並於40℃下攪拌，且通過過濾除去沉澱物。向濾液中加入71.60kg正丁醇與71.60kg正庚醇的混合物，並於25℃下充分混合，以使其分離成含水層和有機層。向所得到的有機層中再加入61.37kg正丁醇與61.37kg正庚醇的混合物，並於25℃下充分混合，以使其分離成含水層和有機層。待該操作再重複一次之後，用液相色譜對該含水層和有機層進行分析，結果，萃取到有機層中的N-羥基鄰苯二甲醯亞胺的比例為100％(按濾液中所包含的N-羥基鄰苯二甲醯亞胺計)，萃取到有機層中的鄰苯二甲醯亞胺的比例為100％，萃取到含水層中的乙醯丙酮根合釩(III)的比例為83％(按濾液中所包含的乙醯丙酮根合釩(III)計)。
實施例F1向燒瓶中加入50mL 3N的氫氧化鈉水溶液，並在攪拌下慢慢地向其中加入粉狀的鄰苯二甲醯亞胺(8.8g，0.06mol)。然後，將該混合物在97℃下攪拌2小時，得到含鄰苯二甲酸鈉鹽的水溶液。常溫下，向該水溶液中加入稀鹽酸，以使之轉化成鄰苯二甲酸，並通過濃縮和過濾回收該鄰苯二甲酸。然後，待鹽酸羥胺NH2OH·HCl(8.3g，0.12mol)溶解於100mL吡啶之後，將回收的鄰苯二甲酸加到其中，於50℃下攪拌3小時，並進一步攪拌3小時同時升溫至95℃，以生成N-羥基鄰苯二甲醯亞胺(7.3g，產率75％)。
實施例F2向燒瓶中加入50mL 1N的鹽酸，並在攪拌下慢慢地向其中加入粉狀的鄰苯二甲醯亞胺(2.9g，20mmol)。然後，將該混合物在97℃下攪拌3小時，得到含鄰苯二甲酸的水溶液。通過濃縮和過濾該水溶液回收鄰苯二甲酸。然後，待鹽酸羥胺NH2OH·HCl(1.39g，40mmol)溶解於100mL吡啶之後，將回收的鄰苯二甲酸加到其中，並於97℃下攪拌4小時，以生成N-羥基鄰苯二甲醯亞胺(2.3g，產率71％)。
實施例F3
向燒瓶中加入50mL 2N的鹽酸，並在攪拌下慢慢地向其中加入粉狀的鄰苯二甲醯亞胺(7.4g，0.05mol)。然後，將該混合物在97℃下攪拌3小時，得到含鄰苯二甲酸的水溶液。通過濃縮和過濾該水溶液回收鄰苯二甲酸。然後，向燒瓶加入所述的鄰苯二甲酸、100mL吡啶和0.5g硫酸，並於100℃下攪拌3小時，同時蒸出反應所生成的水，得到含鄰苯二甲酸酐的混合物。向該混合物中加入鹽酸羥胺NH2OH·HCl(6.9g，0.1mol)，並在50℃下攪拌3小時，以生成N-羥基鄰苯二甲醯亞胺(5.74g，產率70％)。
實施例F4向燒瓶中加入50mL 1N的氫氧化鈉水溶液，並在攪拌下慢慢地向其中加入粉狀的鄰苯二甲醯亞胺(4.9g，20mmol)。然後，將該混合物在97℃下攪拌5小時，得到含鄰苯二甲酸鈉鹽的水溶液。向該溶液中加入稀鹽酸，以使之轉化成鄰苯二甲酸，並通過濃縮和過濾回收該鄰苯二甲酸。向燒瓶加入所述的鄰苯二甲酸、50mL吡啶和0.05g硫酸，並於95℃下攪拌4小時，得到含鄰苯二甲酸酐的混合物。向該混合物中加入鹽酸羥胺NH2OH·HCl(2.8g，40mmol)，並在50℃下攪拌3小時，以生成N-羥基鄰苯二甲醯亞胺(2.6g，產率81％)。
實施例F5使1500g(17.82mol)環己烷、3.16g(0.019mol)N-羥基鄰苯二甲醯亞胺和0.045g(0.18mmol)乙酸鈷的混合物在160℃和40kgf/cm2(3.92MPa)於氧氣氣氛中反應2小時，得到包含1334g(15.84mol)環己烷、83.89g(0.84mol)環己醇、59.47g(0.61mol)環己酮、1.77g(0.012mol)鄰苯二甲醯亞胺和1.30g(0.005mol)N-環己基氧基鄰苯二甲醯亞胺的混合物。從該反應混合物中蒸出環己烷，向其中加入2N(2mol/L)的氫氧化鈉水溶液(30mL)，於97℃下充分混合2小時並靜置1小時，以使液體分離成含水層和有機層。鄰苯二甲醯亞胺和N-環己基氧基鄰苯二甲醯亞胺因為轉化成鄰苯二甲酸鈉鹽而分配到含水層中。向含水層中加入稀鹽酸，以使其轉化成鄰苯二甲酸，並通過濃縮和過濾回收鄰苯二甲酸。待鹽酸羥胺NH2OH·HCl(1.39g，40mmol)溶解於50mL吡啶之後，將回收的鄰苯二甲酸加到其中，並於97℃下攪拌4小時。將該混合物濃縮、過濾並用己烷洗滌，以生成N-羥基鄰苯二甲醯亞胺(2.05g，0.013mol)。N-羥基鄰苯二甲醯亞胺的再生比例為65％(再生的N-羥基鄰苯二甲醯亞胺與反應中所使用的N-羥基鄰苯二甲醯亞胺的比例)。
實施例F6使1500g(17.82mol)環己烷、3.16g(0.019mol)N-羥基鄰苯二甲醯亞胺和0.045g(0.18mmol)乙酸鈷的混合物在160℃和40kgf/cm2(3.92MPa)於氧氣氣氛中反應2小時，得到包含1275g(15.13mol)環己烷、130.8g(1.31mol)環己醇、89.69g(0.92mol)環己酮、2.07g(0.014mol)鄰苯二甲醯亞胺和0.78g(0.003mol)N-環己基氧基鄰苯二甲醯亞胺的混合物。從該反應混合物中蒸出環己烷，向其中加入2N(2mol/L)的氫氧化鈉水溶液(30mL)，於97℃下充分混合2小時並靜置1小時，以使液體分離成含水層和有機層。鄰苯二甲醯亞胺和N-環己基氧基鄰苯二甲醯亞胺因為轉化成鄰苯二甲酸鈉鹽而分配到含水層中。向含水層中加入稀鹽酸，以使其轉化成鄰苯二甲酸，並通過濃縮和過濾回收鄰苯二甲酸。向燒瓶中加入該鄰苯二甲酸、50mL吡啶和0.05g硫酸，並在95℃下攪拌4小時，得到含鄰苯二甲酸酐的混合物。向該混合物中加入鹽酸羥胺NH2OH·HCl(2.8g，40mmol)，並於50℃下攪拌3小時。將該混合物濃縮、過濾並用環己烷洗滌成2.21g(0.013mol)的N-羥基鄰苯二甲醯亞胺。N-羥基鄰苯二甲醯亞胺的再生比例為70％(再生的N-羥基鄰苯二甲醯亞胺與反應中所使用的N-羥基鄰苯二甲醯亞胺的比例)。
權利要求
1.自反應混合物中分離反應產物和二醯亞胺化合物的方法，所述的反應混合物是通過在具有下面式(1)所示二醯亞胺單元的二醯亞胺化合物存在下使底物發生反應而得到的 其中X代表氧原子、羥基或醯氧基，該方法包括(A1)用至少一種選自烴、鏈醚和水的溶劑使二醯亞胺化合物結晶的溶劑結晶步驟，(A2)通過冷卻使反應產物結晶的冷卻結晶步驟，或者(B)通過使用至少包含水的含水溶劑和可與該含水溶劑分離的非水溶性溶劑使反應產物和二醯亞胺化合物分別分配到非水溶性溶劑相和含水溶劑相中的萃取步驟。
2.權利要求1的分離方法，其中在溶劑結晶步驟(A1)中，所述的烴為具有4～16個碳原子的脂肪烴或具有4～16個碳原子的脂環烴，所述的鏈醚為二C1～6烷基醚或C1～6烷基C6-10制芳基醚。
3.權利要求1的分離方法，其中在溶劑結晶步驟(A1)中，所述的二醯亞胺化合物為芳族二醯亞胺化合物，所述的反應產物為脂環烴或脂環醇的氧化反應產物，並且可溶解於結晶溶劑中。
4.權利要求1的分離方法，其中在冷卻結晶步驟(A2)中，使用對反應產物差的但對二醯亞胺化合物好的溶劑作為的反應溶劑。
5.權利要求1的分離方法，其中在冷卻結晶步驟(A2)中，使用C1～4羧酸、C1～10醇或含水溶劑作為的反應溶劑。
6.權利要求1的分離方法，其中在冷卻結晶步驟(A2)中，所述的反應產物為脂環烴或包含甲基的芳香化合物的氧化反應產物。
7.權利要求1的分離方法，其中在冷卻結晶步驟(A2)中，所述的二醯亞胺化合物為芳族二醯亞胺化合物，所述的反應產物為具有6個或更多碳原子的脂肪羧酸或芳族羧酸。
8.權利要求1的分離方法，其中在萃取步驟(B)中，所述的含水溶劑是水。
9.權利要求1的分離方法，其中在萃取步驟(B)中，所述的含水溶劑包含鹼。
10.權利要求1的分離方法，其中在萃取步驟(B)中，所述的反應混合物在分離反應產物和二醯亞胺化合物之前先進行水解處理。
11.權利要求10的分離方法，其中該反應混合物是用包含鹼的含水溶劑進行水解的。
12.權利要求1的分離方法，其中在萃取步驟(B)中，所述的非水溶性溶劑為選自烴和醚中的至少一種。
13.權利要求1的分離方法，其中所述的非水溶性溶劑用作萃取步驟(B)中的反應溶劑。
14.權利要求1的分離方法，其中在萃取步驟(B)中，所述的反應產物為脂環烴或者具有甲基或亞甲基的芳烴的氧化反應產物，並且是非水溶性的。
15.權利要求1的分離方法，其中在萃取步驟(B)中，所述的反應產物為環醇、環酮、具有環烴基的醛或具有環烴基的羧酸。
16.權利要求1的分離方法，其中所述的反應是在溶劑存在下進行的，而且反應混合物在分離反應產物和二醯亞胺化合物之前，進行濃縮步驟，以除去溶劑。
17.權利要求1的分離方法，其中所述的底物是在另外的助催化劑存在下進行反應的。
18.權利要求1的分離方法，其中所述的二醯亞胺化合物是氧化底物的氧化催化劑，所述的反應產物為相應底物的氧化反應產物。
19.從包含金屬催化劑和具有下面式(1)所示二醯亞胺單元的二醯亞胺化合物的混合物中分離二醯亞胺化合物和金屬催化劑的方法 其中X代表氧原子、羥基或醯氧基，該方法包括(C)利用結晶溶劑使二醯亞胺化合物結晶的溶劑結晶步驟，(D)通過吸附處理吸附金屬催化劑的吸附步驟，或(E)通過使用至少包含水的含水溶劑和可與該含水溶劑分離的非水溶性溶劑使二醯亞胺化合物和金屬催化劑分別分配到非水溶性溶劑相和含水溶劑相中的萃取步驟。
20.權利要求19的分離方法，其中在溶劑結晶步驟(C)中，所述的結晶溶劑為含水溶劑。
21.權利要求20的分離方法，其中在溶劑結晶步驟(C)中，所述的含水溶劑為水。
22.權利要求19的分離方法，其中所述的二醯亞胺化合物為芳族二醯亞胺化合物，所述的金屬催化劑為選自含過渡金屬元素的化合物和含元素周期表中第13族元素的化合物中的至少一種化合物，並且可溶解於溶劑結晶步驟(C)中的含水溶劑。
23.權利要求19的分離方法，其中在吸附步驟(D)中，所述的吸附處理是通過使用離子交換劑進行的。
24.權利要求19的分離方法，其中在吸附步驟(D)中，所述的金屬催化劑為選自含過渡金屬元素的化合物和含元素周期表中第13族元素的化合物中的至少一種化合物。
25.權利要求19的分離方法，其中在萃取步驟(E)中，所述的含水溶劑為水。
26.權利要求19的分離方法，其中在萃取步驟(E)中，所述的非水溶性溶劑為選自烴、醇、腈及其混合溶劑中的至少一種。
27.權利要求19的分離方法，其中在萃取步驟(E)中，所述的二醯亞胺化合物為芳族二醯亞胺化合物，所述的金屬催化劑為選自含過渡金屬元素的化合物和含元素周期表中第13族元素的化合物中的至少一種化合物並且是水溶性的，所述的含水溶劑是水，所述的非水溶性溶劑為選自具有6個或更多碳原子的烴、具有4個或更多碳原子的醇、芳香腈及其混合溶劑中的至少一種。
28.權利要求19的分離方法，其中所述的二醯亞胺化合物和金屬催化劑是氧化底物的氧化催化劑，而且將該二醯亞胺化合物和金屬催化劑從反應產物中分離出來，該反應混合物是通過底物的氧化反應得到的。
29.自因在反應中使用二醯亞胺化合物形成的失活的二醯亞胺化合物中再生具有下面式(1)所示二醯亞胺單元的二醯亞胺化合物的方法 其中X代表氧原子、羥基或醯氧基，該方法包括水解失活的二醯亞胺化合物，使其轉化成具有下面式(3)所示單元的二羧酸或其鹽； 使該二羧酸或其鹽，或者該二羧酸的活性衍生物與(i)羥胺或(ii)O-取代的羥胺反應；和用酸處理，以再生二醯亞胺化合物。
30.權利要求29的再生方法，其中所述的失活的二醯亞胺化合物為具有下面式(4)所示單元的二醯亞胺化合物或其開環衍生物 其中Y代表氫原子或烷氧基。
31.權利要求29的再生方法，其中所述的具有式(3)所示單元的二羧酸的活性衍生物為具有下面式(5)所示單元的環酸酐。
32.權利要求29的再生方法，其中再生後的二醯亞胺化合物再循環到反應體系中。
33.一種製備有機化合物的方法，該方法包括使有機底物在具有下面式(1)所示二醯亞胺單元的二醯亞胺化合物存在下進行反應 其中X代表氧原子、羥基或醯氧基；分離反應步驟中所生成的反應產物和二醯亞胺化合物；再生所述的二醯亞胺化合物，即通過水解在反應步驟中失活的二醯亞胺化合物，使其轉化成具有下面式(3)所示單元的二羧酸或其鹽， 再通過使該二羧酸或其鹽，或者該二羧酸的活性衍生物與(i)羥胺或(ii)O-取代的羥胺反應，並通過酸處理，以再生二醯亞胺化合物；和將已再生的二醯亞胺化合物循環至反應步驟中。
34.權利要求1、19，29或33中任一項的方法，其中所述的二醯亞胺化合物為下面式(2)所示的二醯亞胺化合物 其中，R1和R2相同或相異，每個代表氫原子、滷原子、烷基、芳基、環烷基、羥基、烷氧基、羧基、烷氧基羰基或醯基；R1和R2可以鍵合在一起，形成雙鍵或者芳香或非芳香環；該由R1和R2組成的芳香或非芳香環可以具有至少一個式(1)所代表的二醯亞胺單元；而X的定義同上。
35.權利要求34的方法，其中該二醯亞胺化合物為其中的R1和R2可以鍵合在一起形成芳環的芳香化合物。
全文摘要
在具有式(1)所代表的二醯亞胺單元的二醯亞胺化合物的存在下使底物發生反應而得到的反應混合物,可以通過用特定溶劑的結晶和/或萃取而有效地分離成二醯亞胺化合物和反應產物。(在該式中,X代表氧、羥基或醯氧基)而且,包含二醯亞胺化合物和金屬催化劑的混合物可以通過結晶、吸附和/或萃取而有效地分離成二醯亞胺化合物和金屬催化劑。
文檔編號B01J23/34GK1380838SQ01801334
公開日2002年11月20日 申請日期2001年3月30日 優先權日2000年4月4日
發明者三浦裕幸, 渡邊仁志, 桑名章博, 嶋村真美, 平井成尚 申請人:大賽璐化學工業株式會社