混合物的相分離的制作方法
【專利說明】
[00011 本申請為申請號為201280007660.1、申請日為2012年2月3日、發明名稱為"混合物 的相分離"的專利申請的分案申請。
[0002] 相關申請的交叉引用
[0003] 本申請要求2011年2月4日提交的美國臨時專利申請No. 61/439,730的根據 35U.S.C. § 119 (e)的權益，所述臨時專利申請以其全部內容通過引用并入本文。
技術領域
[0004] 本公開的實施方式涉及混合物的相分離方法;更具體地說，實施方式涉及在形成 氧雜環丙烷類化合物(oxirane)的反應期間產生的混合物的相分離。
【背景技術】
[0005] 通過在催化劑存在下一種或多種反應物的反應，可以產生各種產物。在一些反應 中，催化劑的物理狀態可以與所述一種或多種反應物不同。例如，兩種液體反應物可以在固 體催化劑存在下進行反應。作為利用具有不同物理狀態的反應物和催化劑的具體反應的實 例，氧雜環丙烷類化合物可以通過液體烯烴與液體過氧化合物在固體催化劑存在下反應而 產生，其中這樣的反應也可以稱為"環氧化反應"。一旦完成所述反應，可以分離混合物的各 種組分以得到產物(例如氧雜環丙烷類化合物）。
[0006] 發明概述
[0007] 本公開的一種或多種實施方式包括混合物的相分離方法，其中所述方法包括接收 包括液體水相、含有氧雜環丙烷類化合物的液體有機相和固相的混合物，其中所述液體有 機相的密度大于所述液體水相，所述固相的密度大于所述液體有機相，并且所述固相對所 述液體水相具有親合力；使所述混合物分離成液體水相和液體有機相，其中第一部分固相 保持懸浮在所述液體水相中，而第二部分固相穿過液體有機相沉降到密度驅使的位置；回 收包含第一部分固相的液體水相;和用萃取溶劑從所述液體水相中萃取至少氧雜環丙烷類 化合物。
[0008] 本公開的一種或多種實施方式還包括制備氧雜環丙烷類化合物的方法，其中所述 方法包括(a)使烯烴、固相催化劑、過氧化氫溶液以及具有醇和非反應性共溶劑的溶劑混合 物進行反應，以形成反應混合物，其中所述烯烴選自下列之一：（i)脂族烯烴或取代的脂族 稀經，（ii)環脂族稀經，（iii)芳族稀經，（iv)環芳族稀經，和(v)其混合物；（b)將含有所述 反應混合物和反應產物的流出物分離成液體水相和液體有機相以將固相催化劑與液體有 機相分離，其中含有所述反應混合物和反應產物的流出物具有液體水相和液體有機相，其 中所述液體有機相的密度大于所述液體水相，所述固相催化劑的密度大于所述液體有機 相，并且所述固相催化劑對于所述液體水相具有親合力，并且其中第一部分固相催化劑保 持懸浮在液體水相中，而第二部分固相催化劑穿過所述液體有機相沉降到密度驅使的位 置；（c)在至少一個操作單元中回收步驟(b)的液體有機相，所述液體有機相包含所述非反 應性共溶劑、烯烴和氧雜環丙烷類化合物；（d)在至少一個操作單元中回收步驟(b)的液體 水相，所述液體水相包含第一部分固相催化劑;和(e)在至少一個分離單元操作中，用萃取 溶劑從步驟(d)的液體水相中萃取所述液體水相中存在的烯烴和氧雜環丙烷類化合物。
[0009] 本公開的上述概要不旨在描述本公開的每個公開實施方式或所有的實施。下面的 描述更具體地例示了說明性的實施方式。在所述申請通篇的幾個位置，通過列舉實例提供 指導，所述實例可以采取各種組合加以使用。在每種情況下，所敘述的列舉只作為代表性的 類別，不應該理解為排他性列舉。
[0010] 附圖簡述
[0011] 圖1示出了在根據本公開實施方式的方法中所使用的容器。
[0012] 圖2示出了在根據本公開實施方式的方法中所使用的萃取容器。
[0013] 圖3示出了在根據本公開實施方式的方法中所使用的容器組合。
[0014]
[0015] "氧雜環丙烷類化合物"是指其中氧原子與碳鏈或環體系的兩個相鄰或不相鄰碳 原子直接連接的化合物。表氯醇，是由烯丙基氯的環氧化反應形成的，是氧雜環丙烷的例 子。
[0016] "漿液"是指固體(例如固相)在液體(例如液體水相）中的懸液。
[0017] 術語"和/或"是指一個、一個或多個或者全部的列出要素。
[0018] 除非另外指出，說明書和權利要求中使用的表示組分、重量份數、溫度、百分比等 的所有數值可以理解為由術語"約"修飾。
[0019] 在本文中使用時，"一/一個"、"所述/該"、"至少一個"和"一個或多個"可互換使 用。術語"包括"和"包含"及其變體在這些術語出現在說明書和權利要求書中的情況下不具 有限制性含義。因此，例如，具有醇和非反應性共溶劑的溶劑混合物可以解釋成是指所述溶 劑混合物包含一種或多種醇和一種或多種非反應性共溶劑。
[0020] 同樣，在本文中，通過端點列舉的數值范圍包括該范圍內包含的所有數值(例如1 至5 包括1、1.5、2、2.75、3、3.8、4、5等等）。
[0021] "過氧化合物"是指含有一個或多個過氧化(-0-0-)官能度的分子，所述分子包括 有機或無機過氧化物、過氧化物加合物或過酸。
[0022] 發明詳述
[0023] 本公開的實施方式提供了混合物的相分離方法。所述方法可以包括接收包括液體 水相、含有氧雜環丙烷類化合物的液體有機相和固相的混合物。液體有機相的密度可大于 液體水相，而固相的密度可大于液體有機相。在一種或多種實施方式中，固相可具有對液體 水相的親合力。固相對液體水相的親合力可以使第一部分固相保持懸浮在液體水相中。
[0024] 以前用于分離具有不同物理狀態（例如液體和固體)組分的混合物的方法包括利 用離心來分離所述不同的物理狀態。在離心中，混合物的更致密組分迀移離開離心機的軸， 而混合物的較不致密的組分向所述軸迀移。然而，利用機械分離技術例如離心會增加分離 成本。
[0025] 令人驚訝的是，已經發現，本公開的固相對液體水相具有親合力，并且即使液體水 相的密度比液體有機相輕也可以留在液體水相中，而固相的密度大于液體水相和液體有機 相二者。固相對液體水相的這種親合力可以允許對混合物的非機械分離技術(例如重力傾 析)。
[0026]在下面本公開的詳細說明中，參考了構成本公開一部分的附圖，并且其中通過圖 解顯示了如何實施本公開的一種或多種實施方式。這些實施方式被充分地詳細描述，使得 本領域普通技術人員能夠實施本公開的實施方式，并且要理解可以利用其他實施方式，并 且可以在不背離本公開范圍的情況下進行方法、化學和/或結構的改變。
[0027]本文中的圖遵循一種編號規定，其中第一數字對應于圖編號，剩余數字指示圖中 的元件。不同圖之間類似的元件可以使用同樣的數字來指示。例如，106可以指稱圖1中的元 件"06"，類似的元件可以在圖2被稱為206。圖中提供的元件的比例和相對尺度是用來說明 本發明的各種實施方式，沒有用于限制的意義。
[0028]在一種或多種實施方式中，所述方法包括接收包含液體水相、含有氧雜環丙烷類 化合物的液體有機相、和固相的混合物。在一種或多種實施方式中，所述混合物可以是流出 物，所述流出物包含烯烴、過氧化合物、固相、和具有醇和非反應性共溶劑的溶劑混合物的 反應混合物、以及所述反應混合物的反應產物，其中所述反應產物包括氧雜環丙烷類化合 物。
[0029]在一種或多種實施方式中，所述烯烴是烯丙基氯。對于反應混合物，可以使用除烯 丙基氯以外或烯丙基氯之外的其他烯烴。例如，所述烯烴可以選自但不限于直鏈和/或支鏈 無環或環狀的脂族或芳族烯烴，包括可以含有多個雙鍵的那些烯烴。烯烴的其他例子包括 但是不限于氯化丁二烯及其他直鏈二烯烴、環己烯及其他環烯烴和二烯烴、取代烯烴例如 鹵代烯烴、苯乙烯、二乙烯基苯、二環戊二烯、其他芳族烯烴及其混合物。另外，還可以使用 丁烯、戊烯、己烯、辛烯、庚烯、1-十三烯、異亞丙基丙酮、異戊二烯、環辛烷、環己烯或雙環化 合物例如降冰片烯或蒎烯。
[0030]在實施方式中，基于包含進給到反應容器以形成反應混合物的所有組分的總組成 的重量，包括例如在本文中合稱為"總組成"的所有液體組分和固相(例如催化劑）的重量， 所述稀經的使用范圍可以在10重量％ (wt% )至90wt%，優選20wt%至80wt%，更優選 30wt% 至70wt%，甚至更優選40wt% 至65wt%。
[0031]在一種或多種實施方式中，所述過氧化合物是過氧化氫溶液。例如，所述過氧化合 物可以包括但是不限于，例如，過氧化氫、脲-過氧化氫加合物、過乙酸及其混合物。過氧化 合物的其他例子可以包括叔丁基過氧化氫和乙苯過氧化氫。
[0032]在實施方式中，基于總組成的重量，過氧化合物可以使用的范圍為lwt%至 35wt%，優選lwt%至20wt%，更優選lwt%至10wt%，甚至更優選lwt%至7wt%。
[0033]在形成本公開的反應混合物中，可用于使用各種各樣的過氧化合物。可用于本公 開的過氧化合物的例子可以包括但是不限于有機和/或無機氫過氧化物，例如過氧化氫、叔 丁基過氧化氫、乙苯過氧化氫、過氧化乙酰、過氧化苯甲酰、過氧化甲基乙基酮、過氧化枯烯 及其組合。在本公開中，優選使用過氧化氫作為過氧化合物。因此，如本文中所述，本公開還 提供使用過氧化氫作為過氧化合物的方法。在此，優選使用過氧化氫水溶液。
[0034]在本公開的的一種優選實施方案中，可以使用約30wt%的過氧化氫水溶液，使得 基于總組成的重量，過氧化氫分子的總量可以從約lwt%至約7wt%。
[0035]如本文所述，混合物中的固相可以是用于烯烴與過氧化合物之間的環氧化反應的 催化劑。所述催化劑可以選自但是不限于異相形式的可溶金屬催化劑，例如配位體結合的 錸、鎢和錳，以及優選含有鈦的固體硅酸鹽催化劑。這些固相催化劑可以具有ZSM-5、MCM- 22、MCM-41、β-沸石的晶體結構或二氧化硅擔載的非晶態鈦。
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