烷基烯酮二聚體的制備制造技術

本發明專利技術的方法的實施方案涉及烷基烯酮二聚體（ＡＫＤ）的制備，其中所述方法將至少一種聚胺與脂肪酸氯以低于一摩爾的聚胺對一摩爾的脂肪酸氯的摩爾比混合，從而形成烷基烯酮二聚體／胺鹽，隨后將其分離成二聚體有機層和鹽水層。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術的實施方案涉及用于紙張應用的烷基烯酮二聚體的制備方法。
技術介紹
烷基烯酮二聚體(AKD)通常被用作紙漿和逾紙工業中的施膠產品。為 此，AKD，一種lt狀的、水不溶性物質，通常在造紙過程中以含有陽離子淀粉或陽離子合成聚合物的水分散體的形式被添加作為分散劑。用于制備AKD的常規程序包括添加脂肪酸氯(FAC)(通常具有通式為 CH3(CH2)nCOCi的結構，其中n是8-20的整數)至三乙胺(TEA)和惰性 溶劑的加熱混合物中。典型的方法需要惰性溶劑存在以稀釋上述漿料，以 確保良好混合和產物分離。當缺乏惰性溶劑時，FAC胺混合物的反應粘度 由于TEA-C1鹽副產物的形成而增加。正是在FAC胺混合物中此副產物的 形成使反應物的有效混合和最終AKD產物的移出難于有效完成。用于AKD 制備的典型的溶劑的實例為二氯丙烯和甲苯。工業上已經有嘗試從AKD形成過程中減少或去除溶劑，借此或者用過 量的叔胺代替稀釋溶劑，或者通過使用嚴格蒸餾。通常，所得AKD通過溶 劑/AKD溶液的過濾被分離，其中在AKD餾分殘留的溶劑通過蒸餾減少。 然而，這樣的方法，包括那些利用蒸餾歩驟的方法，由于在最終產物中殘 余痕量的溶劑而存在問題-美國專利5,672,721教導了通過使用水不混溶的惰性溶劑，接著兩歩蒸 餾歩驟，接著添加水或水蒸氣生產具有低溶劑量的AKD。美國專利5,344,943教導了--種在缺乏其它有機溶劑下，通過相對于脂 肪酸氯摩爾過量的三乙胺的使用，制備長鏈烷基烯酮二聚體的方法。此方 法需要用充分混合以產生高剪切速率，控制反應混合物的粘度。此方法難 于在商業生產AKD產品所需的大規模下實施。夷國專利5,399,774教導了叔胺既作為反應物又作為稀釋劑的應用。在 此應用中，每摩爾脂肪酸氯使用至少！.15摩爾的胺以制造AKD?？捎糜诖?方法的胺可以是單胺或者是二胺。所述方法教導了用酸汽提生產AKD中形 成的叔胺鹵化氫晶體。當用所述酸時必須小心，以不使AKD被酸水解。類國專利5,502,218教導了無溶劑生產烷基烯酮二聚體，其用預制的叔 胺鹵化氯的晶體在AKD產品生產中怍為稀釋劑，其中叔胺的用量相對于所 甩的脂肪酸氯的量摩爾化學計量過量。仍然存在一種需求以得到一種用于制造AKD產品的方法，其能在商業 規模上實施，并且得到的最終AKD產品具有足夠低水平的殘留溶劑。在AKD的制備中溶劑的應用，由于涉及在最終AKD產品中存在殘留 的鹵化溶劑和/或低沸點溶劑環境上的擔心，而產生問題。這些殘留溶劑對造紙工業上造成問題，因為需耍造紙廠有必要的溶劑 容納方式，因為其在干燥操作過程中逃逸在排放物中。而且，溶劑將存在 于造紙廠產生的污水中。另外，殘留溶劑可以存在于含有AKD產品的纖維質產物中。這些殘留 溶劑的存在可能限制這些纖維質產物的終端用途并使其不適用于需要基本 上不含任何殘留溶劑的終端產品，例如接觸食品的包裝。這樣，工業上對提供不添加溶劑制備AKD的方法的需要迄今未得到解 決，所述溶劑最終以可檢測的水平最終殘留在最終AKD產品中和用AKD 產品處理的纖維質產品中。
技術實現思路
本專利技術涉及一種烷基烯酮二聚體的制備方法，其包括的歩驟依次為(a) 在反應容器中加入聚胺催化劑，而后加熱聚胺至溫度為約501:-約7CTC;(b) 用約分鐘的時間向含有聚胺的反應容器中加入脂肪酸氯， 從而形成包含烷基烯酮二聚體/胺鹽的反應混合物；(c) 添加一定量的水至所述反應混合物中，形成烷基烯酮二聚體有機 層和鹽水層；(d) 分離所述烷基烯酮二聚體有機層和鹽水層，其中用于本方法的聚胺的量為每摩爾當量的脂肪酸約0.5至少于約1..0 當量。具體實施例方式本專利技術的實施方案描述了一種制備烷基烯酮二聚體(AKD)的方法， 其中AKD產品含有顯著低水平的殘留溶劑，此方法包括-(a) 在反應容器中加入聚胺，而后加熱胺至溫度為約50r-約70t, 優選約5(TC-約65TC,更優選約55t:-約65'C，最優選約65TC;(b) 用約30-卯分鐘，優選約35-約40分鐘，最優選40分鐘的時間 向反應容器中加入脂肪酸氯,其中脂肪酸氯的用量相對于胺過量1.0摩爾當 量，從而形成包含烷基烯酮二聚體/胺鹽的反應混合物；(c) 添加有效量的水至所述反應混合物中以在反應混合物中形成烷基 烯酮二聚體層和鹽水層(d) 任選加熱該反應混合物至約卯"-約！05lC:和(e) 分離所述烷基烯酮二聚體有機層和鹽水層。 其中所述聚胺的量為每摩爾當量的脂肪酸氯約0.5至約少于約1.0當量，優選約0.5至約0.95當量，更優選0.6至少于0.95當量。 制備AKD的方法可以分批、半分批或連續的方式實施。 不希望受理論限制，下面描述了本專利技術AKD形成的通用機理。本專利技術的實施方案提供通過使用三級聚胺，更具體而言是雙環和三環叔胺和極性叔胺來制備AKD,其中本方法在用低水平的鹵化或揮發性有機 溶劑或者，更特別地，不用鹵化或揮發性有機溶劑的情況下進行實施。本專利技術的實施方案中，聚胺為三級環胺的聚胺類的至少一種，其可以 為多環直鏈或支鏈的。通常，三級多環胺可以是包含含有極性官能團的部分的多環叔胺。這 些胺由于其特別的空間考慮以及巡過極性官能度帶來的化學輔助，是高度 反應性的。適合用于本專利技術的實施方案的三級環狀聚胺包括具有下列一般結構的 那些咖<formula>formula see original document page 8</formula>其中n、 m、 z、 y和.q的值可以相同或不同，并且n、 ra、 z、 y和q的值的 和大于l，以及其中胺含有一個或多個雜環，每個環可以含有兩個或多個叔 胺，其中這些胺還可含有羰基單元或醚鍵中的一個或兩者都含，在部分中 形成醚、酯或醋酸酯官能度。所述環狀極性胺在AKD制備中既能作為反應 性胺又能作為稀釋劑。優選的三級環狀聚胺的實例包括，但不限于，托品酮、奎寧環基乙酸 酯和4-[2-二甲氨基)氨基)乙萄-嗎啉。更優選，環狀極性胺為托品酮和奎寧環基乙酸酯，最優選為托品酮。不期望被理論限制，這些實例顯示胺的雙"臂"背扣以暴露氮的孤對電子。這些電子更好地適于參與FAC的SN2取 代和AKD的形成。托品酮和奎寧環基乙酸酯的極性酮與乙酸酯基，分別進 —步提高了 AKD形成的反應速率，因為這些基團的每個基團都促進極性帶 電酰胺中間休的形成。由于叔胺官能度固有的堿性而將聚胺用于AKD的生產，同時利用聚胺 中存在的額外的胺和聚胺的烴骨架(每摩爾的原料)用于提高包括AKD和 胺鹽的反應混合物的反應性和降低其反應粘度。通常，可用的聚胺是結構為R,R2R3N的，其中R是含有一個或多個重 復三級單元的烷基或烯基鏈。R,、 R2和R3可以是分離的或相連的，形成一 個或兩個雜環。不期望被理論限制，聚胺結構在活性胺上含有兩個背扣的 烷基"臂"，從而暴露出誕孤對電子，在此電子更好地適于參與FAC的SN2 取代和AKD的形成。適用于本專利技術的實施方案的優選的環狀聚胺是具有如下一般結構的那z = 0-6 y = 0-l p = 04 q = 0-l其中該結構含有一個或多個雜環，其每個環可以含冇兩個或更多個叔胺以 及其中m、 n、 z、 y和q的值可以相同或不同，并且m、 r本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種制備烷基烯酮二聚體的方法，其包括的步驟依次為：?。ǎ幔┰诜磻萜髦屑尤刖郯罚蠹訜峋郯分翜囟葹榧s５０℃－約７０℃；?。ǎ猓┯眉s３０－９０分鐘的時間向含有聚胺的反應容器中加入脂肪酸氯，從而形成包含烷基烯酮二聚體／胺鹽的反應混合物；?。ǎ悖┨砑右欢康乃了龇磻旌衔镏?，形成烷基烯酮二聚體有機層和鹽水層；　（ｄ）分離所述烷基烯酮二聚體有機層和鹽水層，　其中用于本方法的聚胺的存在量為每摩爾當量的脂肪酸氯約０．５至少于約１．０當量。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...

【專利技術屬性】
技術研發人員：DA格斯滕哈伯，
申請(專利權)人：赫爾克里士公司，
類型：發明
國別省市：US[美國]