生产金刚烷类化合物的方法技术

根据本发明专利技术，提供一种通过异构化含有１０个或更多碳原子的三环饱和烃化合物生产金刚烷类化合物的方法，该方法包括：（Ａ）异构化原材料的反应步骤；（Ｂ）浓缩反应产物液体中的金刚烷类化合物的浓缩步骤；（Ｃ）结晶浓缩的金刚烷类化合物的结晶步骤；（Ｄ）从含有沉淀晶体的淤浆分离结晶的金刚烷类化合物的固液分离步骤；（Ｅ）洗涤通过固液分离步骤获得的金刚烷类化合物晶体的洗涤步骤；和（Ｆ）干燥洗涤的金刚烷类化合物晶体的干燥步骤。根据本发明专利技术，提供通过使用固体催化剂生产金刚烷类化合物的方法，其中由结晶操作纯化获得的金刚烷类化合物。提供通过异构化三环饱和烃化合物生产金刚烷类化合物的方法，其中在由结晶步骤和固液分离步骤分离金刚烷类化合物之后，用洗涤溶剂洗涤获得的金刚烷类化合物。提供通过异构化三环饱和烃化合物生产金刚烷类化合物的方法，其中干燥包含５－５０质量％液体含量的金刚烷类化合物晶体。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及，和更具体地涉及通过使用固体催化剂，该固体催化剂对于有效生产高纯度金刚烷类化合物是工业有利的，而不需要麻烦的操作如废液处理同时抑制产物损失尽可能低。本专利技术还涉及有效生产高纯度金刚烷类化合物的工业有利方法，其中经济地纯化通过使用固体催化剂生产的金刚烷类化合物而不对环境施加负荷。此外，本专利技术涉及有效生产高纯度金刚烷类化合物的工业有利方法，其中经济地纯化通过异构化含有10个或更多碳原子的三环饱和烃化合物生产的金刚烷类化合物而不对环境施加负荷。
技术介绍
金刚烷是具有高对称程度与由四个环己烷环以笼状形式组成的结构的稳定化合物。由于独特的功能，具有这样金刚烷结构的金刚烷类化合物已知作为润滑剂、农业化学品、药物、或高功能工业材料的原材料等。作为，通常采用异构化含有10个或更多碳原子的三环饱和烃化合物的方法。并且，氯化铝一般在异构化反应中用作催化剂。例如，工业上使用氯化铝作为催化剂，催化异构化由二环戊二烯(DCPD)的氢化获得的三亚甲基降冰片烷(TMN)获得金刚烷。此外，作为固体催化剂，公开了由浸渍方法在阳离子交换的沸石上负载活性金属如铂、铼、镍和钴获得的那些(日本专利公开No.2909/1977(Show52))。当通过使用氯化铝作为催化剂生产金刚烷类化合物时，必须使用大量催化剂，另外由于在反应期间催化剂经受与重级分的配合物形成而不能再使用。因此，当采用此方法时产生大量废铝，和废料的处理引起环境污染的问题。此外，当使用氯化铝时，由于生产的金刚烷类化合物带有颜色，再结晶和由活性炭等的脱色步骤是必须的，使后处理步骤复杂。另一方面，在通过使用由浸渍方法在阳离子交换的沸石上负载活性金属如铂、铼、镍和钴获得的催化剂中，如果氯化氢不与催化剂一起存在，则收率低(79.5％的TMN转化率，10.1％的金刚烷选择性，和8.0％的金刚烷收率)。因此，氯化氢是不可缺少的，但由于氯化氢的强腐蚀性，必须使用由昂贵耐腐蚀材料制成的设备，因此引起问题。此外，在通过使用上述催化剂中，尽管可以解决通过使用上述氯化铝催化剂引起的问题，但未公开包括产物分离和隔离处理的金刚烷类化合物工业生产方法。为应付这样的问题，本专利技术人进行广泛的研究和已经发现通过使用固体酸负载的金属催化剂，而不使用氯化氢生产金刚烷类化合物的有效方法(日本专利申请No.2000-375593)。然而，在此工艺中，尽管提出了异构化催化剂和在该反应领域使用该催化剂的方法，但未公开包括生产的金刚烷类化合物的分离和纯化处理的金刚烷类化合物工业制造方法。在这些情形下，本专利技术的目的是提供通过使用固体催化剂，其中以工业有利的方法有效生产高纯度金刚烷类化合物，在该方法中氯化氢不用于异构化反应，从而不需要麻烦操作如废液处理，同时抑制产物损失尽可能低。本专利技术的目的还在于提供有效生产高纯度金刚烷类化合物的工业有利方法，其中经济地纯化通过使用固体催化剂生产的金刚烷类化合物而不对环境施加负荷。此外，本专利技术的目的是提供有效生产高纯度金刚烷类化合物的工业有利方法，其中经济地纯化通过异构化含有10个或更多碳原子的三环饱和烃化合物生产的金刚烷类化合物而不对环境施加负荷。专利技术公开内容本专利技术人进行广泛研究以达到上述目的，和发现可以通过对反应产物液体施加某些步骤达到该目的，该反应产物液体是通过异构化含有10个或更多碳原子的三环饱和烃化合物而获得的。本专利技术人还发现可以通过使用结晶操作纯化金刚烷类化合物达到上述目的。此外，本专利技术人发现可以在通过使用洗涤溶剂洗涤之后干燥金刚烷类化合物达到所述目的。基于这些发现完成了本专利技术。即，本专利技术提供1.一种通过异构化含有10个或更多碳原子的三环饱和烃化合物，该方法包括(A)异构化原材料的反应步骤；(B)浓缩反应产物液体中的金刚烷类化合物的浓缩步骤；(C)结晶浓缩的金刚烷类化合物的结晶步骤；(D)从含有沉淀晶体的淤浆分离结晶的金刚烷类化合物的固液分离步骤；(E)洗涤通过固液分离步骤获得的金刚烷类化合物晶体的洗涤步骤；和(F)干燥洗涤的金刚烷类化合物晶体的干燥步骤；2.上述1中说明的，其中含有10个或更多碳原子的三环饱和烃化合物是通过含有10个或更多碳原子的三环不饱和烃化合物的氢化获得的化合物；3.上述1中说明的，其中固体催化剂用于异构化的反应步骤；4.上述1中说明的，其中单个或其多个组合的闪蒸塔或蒸馏塔用于浓缩步骤中的浓缩处理，和至少一部分塔顶馏出物再用作反应步骤中的溶剂，或至少一部分塔顶馏出物用作结晶步骤中的再结晶溶剂；5.上述1中说明的，其中冷却结晶、蒸发结晶或其组合用于结晶步骤中的结晶操作；6.上述1中说明的，其中在固液分离步骤或洗涤步骤和干燥步骤之间提供再结晶步骤和再洗涤步骤，和通过再循环作为反应步骤中的一部分溶剂或原材料，或通过再循环到浓缩步骤或到结晶步骤，而再使用在这些步骤中形成的至少一部分母液；7.上述1中说明的，其中使用间歇系统或连续系统操作反应步骤，浓缩步骤，结晶步骤，和固液分离步骤；8.一种生产高纯度金刚烷类化合物的方法，其中通过结晶操作纯化在固体催化剂存在下，通过异构化含有10个或更多碳原子的三环饱和烃化合物生产的金刚烷类化合物；9.上述8中说明的，其中结晶操作是冷却结晶操作、蒸发结晶操作或其组合；10.上述8中说明的，其中使用连续系统或间歇系统进行结晶操作；11.上述8中说明的，其中在-20～50℃的温度下进行冷却结晶操作或蒸发结晶操作；12.一种生金刚烷类化合物的方法，其中在由结晶步骤和固液分离步骤分离金刚烷类化合物之后，用洗涤溶剂洗涤通过异构化含有10个或更多碳原子的三环饱和烃化合物生产的粗金刚烷类化合物；13.上述12中说明的，其中含有10个或更多碳原子的三环饱和烃化合物是三亚甲基降冰片烷；14.上述12中说明的，其中洗涤溶剂是至少一种选自如下的溶剂沸点为150℃或更低的醇、酮和羧酸；15.上述12中说明的，其中使用数量为10-300质量％的洗涤溶剂，相对于粗金刚烷类化合物；16.上述12中说明的，其中数量为100-500质量％的洗涤溶剂用于制备淤浆，然后过滤该淤浆；17.一种，其中通过异构化含有10个或更多碳原子的三环饱和烃化合物生产金刚烷类化合物，和干燥包含5-50质量％液体含量的金刚烷类化合物晶体；18.上述17中说明的，其中含有10个或更多碳原子的三环饱和烃化合物是三亚甲基降冰片烷；19.上述17中说明的，其中由至少一种选自如下的方法干燥金刚烷类化合物对流干燥方法、辐射干燥方法和传导干燥方法；20.上述17中说明的，其中由连续系统或间歇系统进行干燥；21.上述17中说明的，其中在包括如下压力和温度的条件下进行干燥0.1-101kPa的压力，从洗涤溶剂沸点减50℃到溶剂沸点的温度；和22.上述17中说明的，其中由搅拌和/或震动进行干燥。进行本专利技术的最优选实施方案在本专利技术中，进行每个如下工艺，即(A)反应步骤，(B)浓缩步骤，(C)结晶步骤，(D)固液分离步骤，(E)洗涤步骤，和(F)干燥步骤。本专利技术中的金刚烷类化合物是指具有金刚烷结构的烃化合物，和除金刚烷类化合物以外包括含有低级烷基如甲基和乙基的烷基取代的金刚烷类化合物。以下，解释本专利技术的每个步骤。(A)反应步骤反应步骤涉及由间歇或连续系统通过异构化原材料生产金刚烷类化合物的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种通过异构化含有１０个或更多碳原子的三环饱和烃化合物来生产金刚烷类化合物的方法，其中该方法包括：（Ａ）异构化原材料的反应步骤；（Ｂ）浓缩反应产物液体中的金刚烷类化合物的浓缩步骤；（Ｃ）结晶浓缩的金刚烷类化合物的结晶步骤；（Ｄ）从含有沉淀晶体的淤浆分离结晶的金刚烷类化合物的固液分离步骤；（Ｅ）洗涤通过固液分离步骤获得的金刚烷类化合物晶体的洗涤步骤；和（Ｆ）干燥洗涤的金刚烷类化合物晶体的干燥步骤。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：间濑淳，宫本真二，小岛明雄，斋藤昌男，
申请(专利权)人：出光兴产株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]