純化碳酸二苯酯-苯酚加合物的方法
2023-07-10 04:16:11
專利名稱：純化碳酸二苯酯-苯酚加合物的方法
技術領域：
本發明涉及碳酸二芳酯的製備，更特別涉及一種固體碳酸二芳酯加合物的包括分離和純化的製備方法。
碳酸二芳酯，特別是碳酸二苯酯，是通過二羥芳基化合物——特別是2，2-雙(4-羥苯基)丙烷或「雙酚A」——的熔融酯交換反應製備聚碳酸酯的有價值的中間體。這個製備聚碳酸酯的方法對環境有益，因為該方法避免了汙染物和有毒材料的使用，諸如亞甲基氯和光氣。
在酯交換方法中使用的碳酸二芳酯可用羥芳基化合物——例如苯酚——與一氧化碳和氧氣在催化劑的存在下反應製備。典型的催化劑是鈀化合物的混合物；一種無機共催化劑，可以是鈷配合物；一種有機助催化劑，諸如三聯吡啶；和氯或溴源，優選溴，諸如溴化四烷基銨或溴化六烷基鈲鹽。生成的反應混合物是典型的碳酸二芳酯、羥芳基化合物和催化劑成分或反應產物的混合物。因此，當然需要將碳酸二芳酯從混合物的其它成分中分離出來。
在美國專利5239106和5312955中描述了常常有益的分離方法。其包括在至多約50℃、優選約25-50℃範圍內的溫度形成化學計量近似1∶1摩爾比的羥芳基化合物和碳酸二芳酯的固體加合物的步驟。這種加合物可從反應混合物中方便地分離並隨後在約40-180℃範圍內的溫度和減壓條件下熱裂化。這種裂化的結果是通過揮發除去了羥芳基化合物，並回收高純度的碳酸二芳酯。
在上述工藝中，通常用過濾分離加合物。但是，任何分離操作都會將會有一些殘留母液留在被分離的產品晶體上。對於加合物，母液主要會是酚，但也會含有催化劑成分的基本部分和其它雜質，包括羰基化反應的副產物。
因此，通常要洗滌、由過濾分離的固體產品。前文所述的美國專利5239106簡短地提到了為此目的使用「含水酚」，也稱為「液化酚」，是酚與少量水的混合物。
但是，用於加合物的最佳洗滌液體的選擇由於其特殊的要求而成問題。洗滌液必須選擇生地溶解和除去母液與雜質，但不溶解加合物的主要部分。另外，在處理中不應引入會汙染最終產品碳酸二芳酯的化學雜質。因此，上述液化的苯酚不太理想，因為引入了水，水在處理中是雜質。
本發明提供了一種高純度二羥芳基化合物和碳酸二芳酯的加合物。這種加合物通過包括在特定的溫度範圍並用具有前文所述的性質的一種物質洗滌該加合物晶體的步驟的方法製備。
本發明是一種純化羥芳基化合物和與所述羥芳基化合物相應的碳酸二芳酯的結晶加合物的方法，包括在最高約35℃用含有大量所述羥芳基化合物和少量所述碳酸二芳酯的洗滌組合物洗滌所述的加合物，所述洗滌組合物在所述溫度是液體。
本發明可用於羥芳基化合物和與所述羥芳基化合物相應的碳酸二芳酯的任何加合物結晶的純化。優選的加合物一般是苯酚和碳酸二苯酯的加合物，因為碳酸二苯酯相對價廉並且特別適合作為製備聚碳酸酯的中間體。因此，下文中常用的參考是針對這些反應劑，但應理解，其它羥芳基化合物和相應的碳酸二芳酯當適合時也可以代替使用。當加合物的化學劑量不是關鍵的時侯，任何生成的晶體加合物都適用，通常發現獲得的加合物是或接近於1∶1摩爾比。
大多數情況下，加合物是苯酚、一氧化碳和氧氣的反應產物，通過在如上文所述的催化劑存在下發生的反應生成。在所述的反應期間苯酚通常過量存在，而碳酸二苯酯通過在最高約50℃與所述過量的苯酚接觸能夠生成加合物。因此，當羰基化反應可在較高的溫度進行時，生成加合物並在冷卻反應混合物中沉澱。
從反應混合物中分離加合物方便地採用過濾，特別是真空過濾，得到被母液汙染的固體加合物產品，母液一般含有一些催化劑成分或其反應產物以及反應副產物。根據本發明，通過在最高35℃用主要含苯酚的洗滌組合物洗滌加合物除去這類附加的物質。
由於純苯酚的熔點約為41℃，其不能作為洗滌組合物使用。如果要用，所要求的接近45℃的洗滌溫度會使加合物基本熔融和/或溶解，並伴隨碳酸二苯酯的損失。
因此，根據本發明，洗滌組合物含有少量碳酸二苯酯。任何熔點或35℃以下的苯酚-碳酸二苯酯混合物都可以使用。優選的洗滌組合物含有至多約10％wt的碳酸二苯酯。
洗滌操作可僅僅包括將過濾的加合物與洗滌組合物在最高約35℃的溫度接觸。通常優選洗滌溫度在約20-30℃範圍內，因為這樣較低的溫度減小了加合物在洗滌組合物中的溶解度。
洗滌後，可進行在上述美國專利5239106和5312955中的步驟將加合物裂化成其成分，從而可將碳酸二苯酯從其中回收。如前所述，裂化一般通過在減壓下加熱加合物到約40-180℃的溫度範圍內進行。這種加熱使苯酚揮發，而產物碳酸二苯酯可被轉化並用於聚碳酸酯的製備。
通過一個實施例具體描述本發明方法，其中將262.9重量份合成的反應混合物裝入保持在35℃的攪拌的結晶反應器中，合成的反應混合物含有54.7％wt苯酚、39.6％wt碳酸二苯酯、500ppm乙酸鈀形式的鈀和248ppm與二[3，3』-(水楊醛基)氨基丙基]甲基胺五配位的配合物形式的鈷。攪拌該混合物數小時，碳酸二苯酯-苯酚加合物結晶。
用保持在35℃的布氏漏鬥過濾混合物，取出用濾器收集的結晶的加合物樣品1.1份用於分析。剩餘的加合物用49.1份10％wt碳酸二苯酯和90％wt苯酚的液體混合物洗滌。根據分析，發現各種產品物流和組分有下列表中所列的成分。
表中的結果表明，在洗滌過的加合物中碳酸二苯酯的比例最高。還表明，甚至在粗品形式的加合物中，加合物含有比較低比例的鈀和鈷；但是，這些比例通過洗滌顯著降低。
權利要求
1.一種用於純化羥芳基化合物和與所述羥芳基化合物相應的碳酸二芳酯的結晶加合物的方法，該方法包括在最高約35℃用含有大量所述羥芳基化合物和少量所述碳酸二芳酯的洗滌組合物洗滌所述的加合物，所述洗滌組合物在所述溫度是液體。
2.根據權利要求1的方法，其中羥芳基化合物是苯酚，碳酸二芳酯是碳酸二苯酯。
3.根據權利要求2的方法，其中洗滌組合物含有約10％wt的碳酸二苯酯而剩餘部分是苯酚。
4.根據權利要求2的方法，其中溫度在20-30℃範圍內。
全文摘要
將諸如苯酚的羥芳基化合物和諸如碳酸二苯酯的碳酸二芳酯的加合物用含有大量——一般約90%——羥芳基化合物和少量——一般約10%——碳酸二芳酯的洗滌組合物洗滌。
文檔編號C07C68/08GK1190647SQ9712575
公開日1998年8月19日 申請日期1997年12月10日 優先權日1997年2月10日
發明者S·J·沙費爾, E·J·普雷斯曼 申請人:通用電氣公司