制備對位支化的烷基取代的羥基芳族化合物的方法
【專利說明】制備對位支化的烷基取代的哲基芳族化合物的方法
[0001 ]優(yōu)先權(quán)
[0002] 本申請要求2013年10月31日提交的臨時申請系列No.61/898413在35U.S.C.§119 下的權(quán)益，其內(nèi)容在此引入作為參考。
[0003] 發(fā)明背景 1.技術(shù)領(lǐng)域
[0004] 本發(fā)明通常設(shè)及一種制備對位支化的單烷基取代的徑基芳族化合物的方法。
[0005] 2.相關(guān)領(lǐng)域說明
[0006] 長鏈對位烷基酪?guī)砹烁咝阅鼙砻婊钚詣?，其廣泛用于制造潤滑油添加劑。公知 的是在離子交換樹脂催化劑上通過用支化的締控來烷基化酪來制備烷基酪。
[0007] 支化的對位烷基酪鹽是制造用于海運(yùn)潤滑劑的清凈劑的關(guān)鍵組分。制備支化的對 位烷基酪鹽的一種制造方法包括在離子交換樹脂催化劑存在下，用支化的締控區(qū)域選擇性 烷基化過量的酪。在所用的條件下，酸性樹脂顯著有利于W犧牲鄰位異構(gòu)體(5%)為代價形 成期望的對位烷基酪異構(gòu)體(95% )，其具有明顯降低表面活性劑性能的傾向。隨后堿化支 化的對位烷基酪鹽的步驟，隨后是硫化和過堿化處理所形成的烷基酪巧(CAP),從而完成所 述次序。
[000引所形成的CAP清凈劑可W包含作為鄰位烷基酪異構(gòu)體的大量的殘留單烷基酪(例 如四丙締基酪（"TPP"))。存在于徑基緊鄰的大體積脂肪族鏈可阻止鄰位烷基酪進(jìn)一步反 應(yīng)，和因此保留在最終產(chǎn)物中。降低運(yùn)種殘留物的量的一種潛在方案是增加酪烷基化的已 經(jīng)高對位選擇性(95%)來制備TPP。通過改進(jìn)有利于對位異構(gòu)體的酪的烷基化的區(qū)域選擇 性，在最終產(chǎn)物中可保留較少殘留的TPP。
[0009] 美國專利No. 3953538公開了一種烷基化方法，在其中將締屬材料流與酸流混合， 并且聚合來導(dǎo)致形成聚合稀釋劑，用于初始加入烷基化方法中的高強(qiáng)度酸。
[0010] 美國專利齡.4225737("'737專利"）公開了一種用締控作用烷基化劑烷基化芳控 的方法。'737專利公開的方法包括(a)將芳控和第一部分的締控作用烷基化劑在烷基化反 應(yīng)條件在第一烷基化反應(yīng)區(qū)中與氨氣酸催化劑接觸混合；（b)將來自第一烷基化反應(yīng)區(qū)的 流出物分離成酸相和包含烷基化物和未反應(yīng)的芳控的控相；（C)將該控相與第二部分的締 控作用烷基化劑在烷基化反應(yīng)條件在第二烷基化反應(yīng)區(qū)中與W下酸相接觸混合，該酸相是 通過在該第一和第二區(qū)之間保持大約5-大約20psig的壓力差，而從該第一區(qū)轉(zhuǎn)移到所述第 二反應(yīng)區(qū)的；（d)將來自第二烷基化反應(yīng)區(qū)的流出物分離成酸相和控相，并且將前者再循環(huán) 到第一烷基化反應(yīng)區(qū)；和(e)從最后提及的控相中回收芳族烷基化產(chǎn)物。
[00川美國專利齡.4536301("'30巧和'）公開了一種表面活性劑塊，用于回收地下儲集 層中的殘油。'301專利公開的塊包含如下物質(zhì)的混合物：（1)大約1-大約10%的單和二烷基 取代的芳控的混合物的橫酸醋/鹽，其是通過在氣化氨催化劑存在下，用締控來烷基化芳控 而獲得的；（2)低級烷基醇，其具有大約3-大約6個碳原子;和(3)非離子助表面活性劑，其包 含乙氧化的正醇，該醇具有大約12-大約15個碳原子。
[001 ^ 美國專利No. 4816185公開了C9-C3偏基苯與苯乙締的反應(yīng)產(chǎn)物及其橫化衍生物和 制備運(yùn)樣的產(chǎn)物和衍生物的方法。該反應(yīng)產(chǎn)物的橫酸鹽特別可用作清凈劑。
[0013] 美國專利No. 5750818公開了一種方法，用于在酸烷基化催化劑存在下，在控底物 化y化ocarbon substrate)的烷基化反應(yīng)器中用締屬烷基化劑來液體相烷基化至少一種控 (其沸點(diǎn)低于所述控底物，并且該控底物相對于該烷基化劑是明顯化學(xué)計(jì)量過量的），來形 成液體產(chǎn)物混合物。
[0014] 美國專利No.6054419公開了超堿化的堿±金屬的烷基芳基橫酸鹽混合物，其包含 (a)50-85重量％的單烷基苯基橫酸醋/鹽，其具有C14-C40線性鏈，其中在位置1或位置2中 的苯基橫酸醋/鹽取代基的摩爾比例是0-13%，和(b)15-50重量％的重質(zhì)烷基芳基橫酸醋/ 鹽，其中該芳基是苯基或者不是，和該烷基鏈?zhǔn)莾蓚€線性烷基鏈，其碳原子總數(shù)是16-40，或 者一個或者多個支化的烷基鏈，其平均碳原子總數(shù)是15-48。
[0015] 美國專利No. 6551967公開了一種可用作潤滑油添加劑的低過堿性堿±金屬烷基 芳基橫酸鹽，其總堿值是大約2-大約30,二烷基化物含量是0%-大約25%和單烷基化物含 量是大約75%-大約90%或者更大，其中該烷基芳基部分是烷基甲苯或者烷基苯，在其中燒 基是衍生自丙締低聚物的C15-C21支化的鏈烷基。
[0016] 美國專利No .6989355公開了 一種用于提高油回收方法的亞中和（under neutralized)的烷基二甲苯橫酸組合物。該專利還公開了一種提高從地下儲集層中油回收 率的方法，該方法使用了亞中和的烷基二甲苯橫酸組合物。該亞中和的烷基二甲苯橫酸組 合物在含水介質(zhì)中使用。該方法任選使用了合適的助表面活性劑，例如醇，醇酸，聚亞烷基 二醇，聚(氧亞烷基)二醇和/或聚(氧亞烷基)二醇酸。
[0017] 令人期望的是提供一種改進(jìn)的方法，來制備對位支化的單烷基取代的徑基芳族化 合物。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0018] 根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施方案，提供是一種制備異構(gòu)體混合物的方法，該混合物包 含主要量的對位支化的單烷基取代的徑基芳族化合物，該方法包括W下步驟：
[0019] (a)提供異構(gòu)體混合物，其包含主要量的對位二(烷基取代的）芳族化合物;其中第 一烷基取代基是C3-C8烷基部分和第二烷基取代基是C4+n-Cs+n支化的烷基部分，其中n是0-42 和進(jìn)一步地，其中該第二烷基取代基比第一烷基取代基多了至少1個碳原子；
[0020] (b)在含氧源存在下，使包含主要量的對位二(烷基取代的）芳族化合物的異構(gòu)體 混合物經(jīng)歷氧化條件，由此將第一烷基取代基，其是C3-C8烷基部分，轉(zhuǎn)化成含有氨過氧化物 的取代的部分，來生產(chǎn)異構(gòu)體混合物，該混合物包含主要量的對位支化的烷基取代的、含有 氨過氧化物的取代的芳族化合物;和
[0021] (C)將含有氨過氧化物的取代的部分轉(zhuǎn)化成徑基部分，由此提供異構(gòu)體混合物，其 包含主要量的對位支化的單烷基取代的徑基芳族化合物。
[0022] 根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施方案，提供的是一種方法，其包括W下步驟：
[0023] (a)提供包含主要量的式I的對位二(烷基取代的）芳族化合物的異構(gòu)體混合物：
[0(
[0025] 其中R和Ri是相同或者不同的烷基，W使得碳原子的合計(jì)數(shù)目不大于8個碳原子， 和R2是4-50個碳原子的支化烷基，其中R 2比R和Ri的合計(jì)碳原子數(shù)多了至少1個碳原子；
[0026] (b)在含氧源存在下，使包含主要量的式I的對位二(烷基取代的）芳族化合物的異 構(gòu)體混合物經(jīng)歷氧化條件，來生產(chǎn)異構(gòu)體混合物，其包含主要量的式II的對位支化的烷基 取代的、含有氨過氧化物的取代的芳族化合物：
[0027
[002引其中R、Ri和R2具有前述含義;和
[0029] (C)將式II的對位支化的烷基取代的、含有氨過氧化物的取代的芳族化合物的含 有氨過氧化物的取代的部分轉(zhuǎn)化成徑基部分，由此提供異構(gòu)體混合物，其包含主要量的式 III的對仿卞化的單糕其巧化的辟基芳族化合物：
[0030
[0031]其中R2具有前述含義。
[0032] 本發(fā)明的方法有利地提供了一種含有主要量的對位支化的單烷基取代的徑基芳 族化合物的異構(gòu)體混合物，其可W W簡單的、成本有效的方式來制備，并且形成了相對少量 的鄰位異構(gòu)體。運(yùn)是一種出人意料的改進(jìn)，因?yàn)檫^去的努力不能生產(chǎn)形成相對低含量的鄰 位異構(gòu)體的異構(gòu)體混合物。
【具體實(shí)施方式】
[0033] 在進(jìn)一步詳細(xì)討論本發(fā)明之前，將定義下面的術(shù)語：
[0034] 定義
[0035] 作為本文使用的，下面的術(shù)語具有下面的含義，除非有相反的明確指示：
[0036] 作為本文使用的，術(shù)語"總堿值"或者"TBN"指的是Ig樣品中等價于mg KOH的堿的 量。因此，較高的TBN值反映了較大堿性的產(chǎn)物，和因此更多的堿度儲量。樣品的TBN可W通 過2011年5月15日發(fā)布的ASTM測試No. D2896-11或者任何其他等價程序來測定。
[0037] 術(shù)語"酪鹽"表示酪的金屬鹽。
[0038] 術(shù)語"烷基酪鹽"表示烷基酪的金屬鹽。
[0039] 術(shù)語"烷基酪"表示具有烷基取代基的酪，其具有足夠的碳原子數(shù)來賦予該酪W油 溶性。
[0040] 術(shù)語"石灰"指的是氨氧化巧，也稱作熟石灰或者水合石灰。
[0041] 術(shù)語"金屬"表示堿金屬，堿±金屬或者其混合物。
[00創(chuàng)術(shù)語"堿±金屬'指的是巧，領(lǐng)，儀和鎖。
[0043] 術(shù)語"堿金屬"指的是裡，鋼，鐘，鋼和飽。
[0044] 術(shù)語"金屬堿"指的是金屬氨氧化物，金屬氧化物，金屬燒氧化物等及其混合物，其 中該金屬是堿±金屬或者堿金屬。
[0045] 術(shù)語"過堿性"指的是一類金屬鹽或者絡(luò)合物。運(yùn)些材料也成稱作"堿性"，"超堿 性"，"極堿性"，"絡(luò)合物"，"金屬絡(luò)合物"，"高含