ES2689871T3 - Proceso para la producción de ácido metacrílico - Google Patents
Proceso para la producción de ácido metacrílico Download PDFInfo
- Publication number
- ES2689871T3 ES2689871T3 ES14781310.9T ES14781310T ES2689871T3 ES 2689871 T3 ES2689871 T3 ES 2689871T3 ES 14781310 T ES14781310 T ES 14781310T ES 2689871 T3 ES2689871 T3 ES 2689871T3
- Authority
- ES
- Spain
- Prior art keywords
- acid
- transition metal
- catalyst
- group
- methacrylic acid
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 67
- CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-N Methacrylic acid Chemical compound CC(=C)C(O)=O CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 46
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title description 3
- KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N citric acid Chemical compound OC(=O)CC(O)(C(O)=O)CC(O)=O KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 54
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims abstract description 47
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 30
- 150000003624 transition metals Chemical class 0.000 claims abstract description 29
- LVHBHZANLOWSRM-UHFFFAOYSA-N methylenebutanedioic acid Natural products OC(=O)CC(=C)C(O)=O LVHBHZANLOWSRM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 23
- JAHNSTQSQJOJLO-UHFFFAOYSA-N 2-(3-fluorophenyl)-1h-imidazole Chemical compound FC1=CC=CC(C=2NC=CN=2)=C1 JAHNSTQSQJOJLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 22
- 239000007858 starting material Substances 0.000 claims abstract description 16
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 15
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims abstract description 12
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims abstract description 12
- HNEGQIOMVPPMNR-IHWYPQMZSA-N citraconic acid Chemical compound OC(=O)C(/C)=C\C(O)=O HNEGQIOMVPPMNR-IHWYPQMZSA-N 0.000 claims abstract description 11
- 229940018557 citraconic acid Drugs 0.000 claims abstract description 11
- HNEGQIOMVPPMNR-NSCUHMNNSA-N mesaconic acid Chemical compound OC(=O)C(/C)=C/C(O)=O HNEGQIOMVPPMNR-NSCUHMNNSA-N 0.000 claims abstract description 11
- HNEGQIOMVPPMNR-UHFFFAOYSA-N methylfumaric acid Natural products OC(=O)C(C)=CC(O)=O HNEGQIOMVPPMNR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- 239000001124 (E)-prop-1-ene-1,2,3-tricarboxylic acid Substances 0.000 claims abstract description 10
- 229940091181 aconitic acid Drugs 0.000 claims abstract description 10
- GTZCVFVGUGFEME-IWQZZHSRSA-N cis-aconitic acid Chemical compound OC(=O)C\C(C(O)=O)=C\C(O)=O GTZCVFVGUGFEME-IWQZZHSRSA-N 0.000 claims abstract description 10
- GTZCVFVGUGFEME-UHFFFAOYSA-N trans-aconitic acid Natural products OC(=O)CC(C(O)=O)=CC(O)=O GTZCVFVGUGFEME-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- ODBLHEXUDAPZAU-ZAFYKAAXSA-N D-threo-isocitric acid Chemical compound OC(=O)[C@H](O)[C@@H](C(O)=O)CC(O)=O ODBLHEXUDAPZAU-ZAFYKAAXSA-N 0.000 claims abstract description 6
- ODBLHEXUDAPZAU-FONMRSAGSA-N Isocitric acid Natural products OC(=O)[C@@H](O)[C@H](C(O)=O)CC(O)=O ODBLHEXUDAPZAU-FONMRSAGSA-N 0.000 claims abstract description 6
- ODBLHEXUDAPZAU-UHFFFAOYSA-N threo-D-isocitric acid Natural products OC(=O)C(O)C(C(O)=O)CC(O)=O ODBLHEXUDAPZAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 9
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 claims description 9
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 8
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 claims description 8
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- TZCXTZWJZNENPQ-UHFFFAOYSA-L barium sulfate Chemical compound [Ba+2].[O-]S([O-])(=O)=O TZCXTZWJZNENPQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 6
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 238000000855 fermentation Methods 0.000 claims description 5
- 230000004151 fermentation Effects 0.000 claims description 5
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 5
- KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N Ruthenium Chemical compound [Ru] KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000010931 gold Substances 0.000 claims description 4
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000010948 rhodium Substances 0.000 claims description 4
- 229910052707 ruthenium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000002638 heterogeneous catalyst Substances 0.000 claims description 3
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052703 rhodium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N rhodium atom Chemical compound [Rh] MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 claims description 3
- 241000609240 Ambelania acida Species 0.000 claims description 2
- 239000010905 bagasse Substances 0.000 claims description 2
- 235000010633 broth Nutrition 0.000 claims description 2
- 150000001720 carbohydrates Chemical class 0.000 claims description 2
- 235000020971 citrus fruits Nutrition 0.000 claims description 2
- 235000011389 fruit/vegetable juice Nutrition 0.000 claims description 2
- 235000012055 fruits and vegetables Nutrition 0.000 claims description 2
- 235000013379 molasses Nutrition 0.000 claims description 2
- 239000000052 vinegar Substances 0.000 claims description 2
- 235000021419 vinegar Nutrition 0.000 claims description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 22
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 15
- WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N Formaldehyde Chemical compound O=C WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 8
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000006114 decarboxylation reaction Methods 0.000 description 6
- 229910052752 metalloid Inorganic materials 0.000 description 6
- 150000002738 metalloids Chemical class 0.000 description 6
- VVQNEPGJFQJSBK-UHFFFAOYSA-N Methyl methacrylate Chemical compound COC(=O)C(C)=C VVQNEPGJFQJSBK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 5
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 description 5
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 5
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 5
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 5
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 5
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 5
- -1 transition metal salts Chemical class 0.000 description 5
- 229910001845 yogo sapphire Inorganic materials 0.000 description 5
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 description 4
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M Acetate Chemical compound CC([O-])=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- DNIAPMSPPWPWGF-UHFFFAOYSA-N Propylene glycol Chemical compound CC(O)CO DNIAPMSPPWPWGF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 3
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 3
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 3
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 3
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-M Bicarbonate Chemical compound OC([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N Calcium oxide Chemical compound [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 description 2
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N Magnesium oxide Chemical compound [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RJUFJBKOKNCXHH-UHFFFAOYSA-N Methyl propionate Chemical compound CCC(=O)OC RJUFJBKOKNCXHH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LCTONWCANYUPML-UHFFFAOYSA-N Pyruvic acid Chemical compound CC(=O)C(O)=O LCTONWCANYUPML-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000004703 alkoxides Chemical class 0.000 description 2
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000032050 esterification Effects 0.000 description 2
- 238000005886 esterification reaction Methods 0.000 description 2
- 238000007172 homogeneous catalysis Methods 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M hydroxide Chemical compound [OH-] XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- MRELNEQAGSRDBK-UHFFFAOYSA-N lanthanum oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[La+3].[La+3] MRELNEQAGSRDBK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229940017219 methyl propionate Drugs 0.000 description 2
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 229920003229 poly(methyl methacrylate) Polymers 0.000 description 2
- 239000004926 polymethyl methacrylate Substances 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- WOCIAKWEIIZHES-UHFFFAOYSA-N ruthenium(iv) oxide Chemical compound O=[Ru]=O WOCIAKWEIIZHES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 2
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 description 2
- XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N tin dioxide Chemical compound O=[Sn]=O XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000003628 tricarboxylic acids Chemical class 0.000 description 2
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 description 2
- FNNKXGWDBVPDKY-UHFFFAOYSA-N 2-[[3,5-bis(trifluoromethyl)phenyl]methylamino]-n-hydroxy-6-oxo-1h-pyrimidine-5-carboxamide Chemical compound N1C(=O)C(C(=O)NO)=CN=C1NCC1=CC(C(F)(F)F)=CC(C(F)(F)F)=C1 FNNKXGWDBVPDKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QWGRWMMWNDWRQN-UHFFFAOYSA-N 2-methylpropane-1,3-diol Chemical compound OCC(C)CO QWGRWMMWNDWRQN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-M Acrylate Chemical compound [O-]C(=O)C=C NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 description 1
- 101100055113 Caenorhabditis elegans aho-3 gene Proteins 0.000 description 1
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JIGUQPWFLRLWPJ-UHFFFAOYSA-N Ethyl acrylate Chemical compound CCOC(=O)C=C JIGUQPWFLRLWPJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910003771 Gold(I) chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910003803 Gold(III) chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920009204 Methacrylate-butadiene-styrene Polymers 0.000 description 1
- 229910021585 Nickel(II) bromide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910021587 Nickel(II) fluoride Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910021605 Palladium(II) bromide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910002666 PdCl2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910002674 PdO Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910018944 PtBr2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910019032 PtCl2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910019029 PtCl4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910019020 PtO2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910019603 Rh2O3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910021604 Rhodium(III) chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001242 acetic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- YKIOKAURTKXMSB-UHFFFAOYSA-N adams's catalyst Chemical compound O=[Pt]=O YKIOKAURTKXMSB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001476 alcoholic effect Effects 0.000 description 1
- 229910000323 aluminium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 1
- 239000008346 aqueous phase Substances 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- QVQLCTNNEUAWMS-UHFFFAOYSA-N barium oxide Inorganic materials [Ba]=O QVQLCTNNEUAWMS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WWNGFHNQODFIEX-UHFFFAOYSA-N buta-1,3-diene;methyl 2-methylprop-2-enoate;styrene Chemical compound C=CC=C.COC(=O)C(C)=C.C=CC1=CC=CC=C1 WWNGFHNQODFIEX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002134 carbon nanofiber Substances 0.000 description 1
- 230000006315 carbonylation Effects 0.000 description 1
- 238000005810 carbonylation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 1
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 1
- 239000013043 chemical agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- LDHQCZJRKDOVOX-NSCUHMNNSA-N crotonic acid Chemical compound C\C=C\C(O)=O LDHQCZJRKDOVOX-NSCUHMNNSA-N 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 150000002334 glycols Chemical class 0.000 description 1
- FDWREHZXQUYJFJ-UHFFFAOYSA-M gold monochloride Chemical compound [Cl-].[Au+] FDWREHZXQUYJFJ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- RJHLTVSLYWWTEF-UHFFFAOYSA-K gold trichloride Chemical compound Cl[Au](Cl)Cl RJHLTVSLYWWTEF-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- DDYSHSNGZNCTKB-UHFFFAOYSA-N gold(III) oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Au+3].[Au+3] DDYSHSNGZNCTKB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 1
- 150000004820 halides Chemical class 0.000 description 1
- 238000007210 heterogeneous catalysis Methods 0.000 description 1
- 239000002815 homogeneous catalyst Substances 0.000 description 1
- 150000004679 hydroxides Chemical class 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N iron(III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]=O JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 210000003127 knee Anatomy 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000003863 metallic catalyst Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 230000000813 microbial effect Effects 0.000 description 1
- 150000007522 mineralic acids Chemical class 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 1
- 239000002071 nanotube Substances 0.000 description 1
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- IPLJNQFXJUCRNH-UHFFFAOYSA-L nickel(2+);dibromide Chemical compound [Ni+2].[Br-].[Br-] IPLJNQFXJUCRNH-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- DBJLJFTWODWSOF-UHFFFAOYSA-L nickel(ii) fluoride Chemical compound F[Ni]F DBJLJFTWODWSOF-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 150000007524 organic acids Chemical class 0.000 description 1
- KQXXODKTLDKCAM-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoauriooxy)gold Chemical compound O=[Au]O[Au]=O KQXXODKTLDKCAM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NXJCBFBQEVOTOW-UHFFFAOYSA-L palladium(2+);dihydroxide Chemical compound O[Pd]O NXJCBFBQEVOTOW-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- PIBWKRNGBLPSSY-UHFFFAOYSA-L palladium(II) chloride Chemical compound Cl[Pd]Cl PIBWKRNGBLPSSY-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- INIOZDBICVTGEO-UHFFFAOYSA-L palladium(ii) bromide Chemical compound Br[Pd]Br INIOZDBICVTGEO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- PNJWIWWMYCMZRO-UHFFFAOYSA-N pent‐4‐en‐2‐one Natural products CC(=O)CC=C PNJWIWWMYCMZRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KGRJUMGAEQQVFK-UHFFFAOYSA-L platinum(2+);dibromide Chemical compound Br[Pt]Br KGRJUMGAEQQVFK-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 239000004800 polyvinyl chloride Substances 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 230000000135 prohibitive effect Effects 0.000 description 1
- 229940107700 pyruvic acid Drugs 0.000 description 1
- 150000003856 quaternary ammonium compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 1
- SONJTKJMTWTJCT-UHFFFAOYSA-K rhodium(iii) chloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Cl-].[Rh+3] SONJTKJMTWTJCT-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 229910001927 ruthenium tetroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 150000004760 silicates Chemical class 0.000 description 1
- 239000000779 smoke Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- FBEIPJNQGITEBL-UHFFFAOYSA-J tetrachloroplatinum Chemical compound Cl[Pt](Cl)(Cl)Cl FBEIPJNQGITEBL-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 1
- LDHQCZJRKDOVOX-UHFFFAOYSA-N trans-crotonic acid Natural products CC=CC(O)=O LDHQCZJRKDOVOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- QORWJWZARLRLPR-UHFFFAOYSA-H tricalcium bis(phosphate) Chemical compound [Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O QORWJWZARLRLPR-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C51/00—Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides
- C07C51/347—Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by reactions not involving formation of carboxyl groups
- C07C51/377—Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by reactions not involving formation of carboxyl groups by splitting-off hydrogen or functional groups; by hydrogenolysis of functional groups
- C07C51/38—Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by reactions not involving formation of carboxyl groups by splitting-off hydrogen or functional groups; by hydrogenolysis of functional groups by decarboxylation
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/16—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium
- B01J23/24—Chromium, molybdenum or tungsten
- B01J23/30—Tungsten
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/38—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals
- B01J23/40—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals of the platinum group metals
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/70—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper
- B01J23/74—Iron group metals
- B01J23/755—Nickel
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C51/00—Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides
- C07C51/42—Separation; Purification; Stabilisation; Use of additives
- C07C51/50—Use of additives, e.g. for stabilisation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C57/00—Unsaturated compounds having carboxyl groups bound to acyclic carbon atoms
- C07C57/02—Unsaturated compounds having carboxyl groups bound to acyclic carbon atoms with only carbon-to-carbon double bonds as unsaturation
- C07C57/03—Monocarboxylic acids
- C07C57/04—Acrylic acid; Methacrylic acid
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
- C12P7/00—Preparation of oxygen-containing organic compounds
- C12P7/40—Preparation of oxygen-containing organic compounds containing a carboxyl group including Peroxycarboxylic acids
- C12P7/44—Polycarboxylic acids
- C12P7/46—Dicarboxylic acids having four or less carbon atoms, e.g. fumaric acid, maleic acid
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Zoology (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
- Catalysts (AREA)
Abstract
Un método para obtener ácido metacrílico, o una sal de este, sometiendo un material de partida que comprende un ácido seleccionado a partir del grupo constituido por ácido itacónico, ácido citracónico, ácido mesacónico, ácido cítrico, ácido aconítico, ácido isocítrico y mezclas de estos, al contacto con de 0.1 eq. a 3.0 eq. de una base, a una temperatura de 150 °C a 350 °C, bajo la influencia de un catalizador que contiene metal de transición.
Description
5
10
15
20
25
30
35
40
45
DESCRIPCION
Proceso para la producción de ácido metacrílico Campo de la invención
La invención pertenece a la síntesis de ácido metacrílico (MAA), o un derivado carboxílico de este, a partir de ácido itacónico, o un precursor o isómero de este. Especialmente, la invención pertenece a una ruta para obtener MAA a partir de recursos de base biológica que no sean fósiles.
Antecedentes de la invención
El MAA y el metacrilato de metilo (MMA) se utilizan ampliamente en la industria, principalmente como monómeros para obtener polímeros que tienen diversos usos, tales como fibras de acrilato (poliMAA), cemento en sustituciones totales de cadera o rodilla (MMA), diversos cristales y lentes ópticos (PMMA). El MAA se puede utilizar como un comonómero junto con MMA o acrilato de etilo para producir polímeros utilizados en recubrimientos y en aplicaciones de liberación lenta. El MAA se puede utilizar también como un comonómero para producir polímeros tales como metacrilato de metilo-butadienoestireno (MBS). Los materiales se pueden obtener mezclando PMMA con otros polímeros tales como cloruro de polivinilo (PVC).
El MAA se produce en la actualidad a partir de recursos petroquímicos. Sería deseable encontrar una ruta mediante la cual se pueda producir a partir de recursos de base biológica, renovables que no sean fósiles.
Una referencia respecto a una ruta de este tipo es el documento WO 2009/135074A2.
En la presente se describe un proceso mediante el cual se puede producir MAA mediante la fermentación de una materia prima de tipo azúcar renovable de microorganismos no naturales.
Otra referencia respecto a una ruta de este tipo es el documento US 2010/0035314A1.
En la presente se describe un proceso mediante el cual se puede producir MAA mediante la deshidratación catalítica de ácido 2-hidroxi-2-metilcarboxílico obtenido mediante la fermentación de una materia prima de tipo azúcar renovable de microorganismos no naturales.
Otra referencia respecto a una ruta de este tipo es el trabajo descrito por Pyo et al. (Green Chem. 2012, 14, 1942).
En la presente se describe un proceso mediante el cual se puede producir MAA realizando de manera consecutiva una conversión microbiana y deshidratación catalítica de 2-metil-1,3-propanodiol, obtenido potencialmente mediante la fermentación de un glicerol de base biológica.
Otra referencia respecto a una ruta de este tipo es el documento WO 2010/058119A1.
En la presente se describe un proceso mediante el cual se puede producir MMA mediante la reacción de propionato de metilo y formaldehído. El propionato de metilo se produce mediante la carbonilación de etileno en presencia de metanol, donde al menos uno de los tres reactivos utilizados se obtiene a partir de biomasa: etileno mediante la deshidratación de bioetanol y/o monóxido de carbono y metanol obtenidos mediante sintegas de base biológica. El formaldehído se puede producir a partir de sintegas de base biológica.
Otra referencia respecto a una ruta de este tipo es el documento WO 2012/154450A2.
En la presente se describe un proceso mediante el cual se puede producir MMA mediante reacciones sucesivas (deshidratación, condensación alcohólica de formaldehído, esterificación) comenzando con glicoles de base biológica tales como etilenglicol y propilenglicol.
Otra referencia respecto a una ruta de este tipo es el documento WO 2012/069813.
En la presente se describe un proceso mediante el cual se puede producir MAA a partir de la descarboxilación del ácido itacónico o una fuente de este en presencia de catalizadores básicos. Aunque este proceso sea interesante, el rendimiento de MAA está muy por debajo de un valor que haría que el proceso tuviera un interés comercial. Aunque el rendimiento se puede incrementar elevando la temperatura de reacción esto está acompañado de una drástica reducción de la selectividad. Asimismo, las propias temperaturas elevadas y las presiones elevadas hacen que el proceso sea menos interesante, si no claramente prohibitivo, para la aplicación económica.
Sería deseable proporcionar un proceso que permita producir MAA con un buen rendimiento, a la vez que una selectividad elevada. Asimismo, sería deseable proporcionar un proceso que sea más atractivo desde un punto de vista económico al permitir una aportación energética más baja, por ejemplo, al requerir una temperatura de reacción más baja, y sin presión aplicada.
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
Además, el proceso conocido es aplicable al ácido itacónico y sus isómeros. La referencia mencionó que el proceso también es aplicable a una fuente de estos ácidos. Sin embargo, a partir de la propia divulgación resulta claro que el proceso real para obtener MAA no se aplica directamente en precursores del ácido itacónico, tales como el ácido cítrico. La técnica anterior sobre la obtención de ácido metacrílico a partir de ácido cítrico es Carlsson et al., Ind. Eng. Chem. Res. 1994, 33, 1989. En la presente, se obtiene un rendimiento bajo, de un 6%, de ácido metacrílico mediante una reacción de deshidratación y dos reacciones de descarboxilación. Sería deseable proporcionar un proceso que se aplicara directamente a los precursores del ácido itacónico, especialmente el ácido cítrico, y mediante el cual se pueda obtener el ácido metacrílico con un mejor rendimiento.
Compendio de la invención
Con el fin de abordar uno o más de los objetivos anteriores, la invención, en un aspecto, proporciona un método para obtener ácido metacrílico, o una sal de este, sometiendo un material de partida que comprende un ácido seleccionado a partir del grupo constituido por ácido itacónico, ácido citracónico, ácido mesacónico, ácido cítrico, ácido aconítico, ácido isocítrico y mezclas de estos, al contacto con de 0.1 eq. a 0.3 eq. de una base, a una temperatura de 150 °C a 350 °C, bajo la influencia de un catalizador que contiene metal de transición.
En otro aspecto, la invención pertenece al uso de un catalizador de tipo metal de transición con el objetivo de incrementar el rendimiento y la selectividad de la síntesis del ácido metacrílico, o una sal de este, a partir de un material de partida que comprende un ácido seleccionado a partir del grupo constituido por ácido itacónico, ácido citracónico, ácido mesacónico, ácido cítrico, ácido isocítrico, ácido aconítico y mezclas de estos.
Descripción detallada de la invención
En un sentido amplio, la invención se basa en la acertada idea de añadir un catalizador de tipo metal de transición al proceso, catalizado por base, de descarboxilación del ácido itacónico o un precursor o isómero de este. El uso del catalizador permite obtener un drástico incremento en el rendimiento y/o selectividad, en una reacción que se lleva a cabo en condiciones mucho más suaves que las que están disponibles en la técnica. Asimismo, el uso del catalizador de acuerdo con la invención permite un proceso factible para producir ácido metacrílico a partir de ácido cítrico, ácido isocítrico, ácido itacónico, ácido citracónico, ácido mesacónico, ácido aconítico y mezclas de estos. Con esto, la invención proporciona un proceso donde el propio ácido cítrico, y preferentemente una fuente de base biológica de este, se puede utilizar como un material de partida para la síntesis directa del valioso agente químico ácido metacrílico. Además de producir ácido metacrílico, el proceso de la invención también permite la producción directa de sales de ácido metacrílico, donde la base forma el contraión de la sal. Se pueden producir derivados carboxílicos adicionales, tales como ésteres, convirtiendo el ácido o la sal mediante métodos conocidos, tales como la esterificación.
A continuación, se analizará la invención más detalladamente respecto a los materiales de partida, las condiciones del proceso y los catalizadores implicados.
Para comenzar con el último, los catalizadores de tipo metal de transición pueden ser de tipo homogéneo o heterogéneo.
En el proceso de la invención, los reactivos están en una fase líquida, es decir, una solución o suspensión del material de partida en una base acuosa, tal como una solución de hidróxido de sodio. En el caso de la catálisis homogénea, el catalizador estará en la misma fase que los reactivos. Esto normalmente conlleva soluciones de sales de metales de transición.
En los catalizadores del tipo heterogéneo, la fase del catalizador difiere de la de los reactivos. En el caso de la catálisis heterogénea, el catalizador estará por lo general en una fase sólida y estará presente preferentemente en forma de partículas. Esto se puede referir a sistemas catalizadores tanto de tipo de lecho fluidizado como de lecho fijo.
Aunque el catalizador puede ser idéntico al propio metal, se prefiere que el metal de transición se proporcione en un soporte. El experto estará muy familiarizado con los catalizadores soportados. Los soportes típicos incluyen óxidos metálicos, sílice y carbón.
El soporte de tipo óxido metálico es por lo general un soporte de catalizador compuesto por al menos un óxido de un grupo principal o metal de transición o metaloide, incluidos compuestos que comprenden más de un metal y/o metaloide. Se da preferencia en este respecto a óxidos de metales o metaloides del grupo principal 2 de la Tabla Periódica, tales como MgO, CaO o BaO, óxidos de metales o metaloides del grupo principal 3 de la Tabla Periódica, tales como AhO3 u óxidos de lantano, u óxidos de metales o metaloides del grupo principal 4 (IVA o IVB) de la Tabla Periódica, tales como TiO2, ZrO2, SnO2 o SiO2. También se puede emplear Fe2O3. Los compuestos que tienen más de un metal y/o metaloide son preferentemente silicatos, especialmente aluminosilicatos.
Los soportes de carbón son, por ejemplo, carbones activados, negros de humo de gas natural, grafitos, nanotubos
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
de carbono, nanofibras de carbono, etc.
El soporte se selecciona preferentemente a partir del grupo constituido por alúmina, carbón, sulfato de bario y sílice. Los soportes de alúmina y carbón son los más preferidos.
El catalizador comprenderá por lo general, en porcentajes en peso respecto al soporte, de un 0.1% en peso a un 65% en peso del metal de transición, preferentemente un 1-20% en peso y más preferentemente de un 5 a un 10% en peso. Como sabe el experto en la técnica, las cargas de metal preferidas pueden ser diferentes según el metal (por ejemplo, prefiriéndose el níquel en el extremo superior del intervalo anterior, especialmente un 65% en peso). El catalizador tipo metal de transición soportado se emplea preferentemente en forma de polvo o gránulos. El catalizador está presente en el proceso de manera que proporciona preferentemente una cantidad de un 0.1% mol a un 2.5% mol del metal de transición, calculado respecto al material de partida.
El metal de transición puede ser el propio elemento o estar en forma de una sal con un estado de oxidación de 1, 2 o 3 de un ácido orgánico o inorgánico tal como haluros, óxidos, acetatos o hidróxidos, por ejemplo, hidróxido de paladio. Las sales adecuadas para la catálisis homogénea incluyen PdCl2, PdBr2, Pdh, Pd(OAc)2, Pd(CN)2, PdO, PtCl2, PtBr2, PtI2, PtCl4, PtO2, RuCla, Ruis, RuO2, RuO4, NiCh, NiBr2, Nih, NiF2, Ni(OH)2, Ni(OAc)2, Ni(CO)4, AuCl, AuCl3, AuBr, Au2O3, RhCl3, RhBr3, Rhlay Rh2O3.
Se prefieren los catalizadores heterogéneos. Con ellos, se puede obtener una ventaja del proceso, en el sentido de que la separación de los catalizadores y los productos es más fácil. Asimismo, los catalizadores heterogéneos tienen una ventaja ya que se reciclan mejor.
Preferentemente, el metal de transición se proporciona como el propio elemento, es decir, está en la forma metálica.
Los metales de transición son los metales en el bloque d de la tabla periódica de elementos, que comprende los grupos 3 a 12. Preferentemente, los catalizadores de tipo metal de transición utilizados en la invención están de acuerdo con una definición más estrecha de estos, concretamente aquellos elementos que tienen subcapas de parcialmente llenas en el átomo neutro o en iones en estados de oxidación comunes. Por lo tanto, los metales de transición preferidos son aquellos de los grupos 3-11 de la tabla periódica. Más preferentemente, el metal de transición comprendido en el catalizador se selecciona a partir de los elementos de los grupos 6, 7, 8, 9, 10 y 11 de la tabla periódica de Elementos, y mezclas de estos, donde los grupos 10 y 11 son los más preferidos y el grupo 10 el más preferido.
Según otra preferencia, el metal de transición comprendido en el catalizador se selecciona a partir del grupo constituido por rutenio, rodio, níquel, paladio, platino, oro y tungsteno.
El metal de transición se puede presentar como una única especie o como una mezcla de dos o más metales de transición.
El método de la invención conlleva una reacción de descarboxilación llevada a cabo a una temperatura elevada. En el proceso de la técnica anterior descrito anteriormente, la temperatura está comprendida entre 250 °C y 350 °C y se aplican presiones elevadas, normalmente 200 bar. En el método de la invención, tanto la temperatura como la presión pueden ser convenientemente más bajas. La presión más baja es una ventaja del proceso, pero no se cree que la presión en sí misma sea especialmente crucial, siempre que, a la temperatura de reacción, la presión sea lo suficientemente elevada para que los reactivos estén en un estado líquido. Las presiones típicas están comprendidas entre 10 bar y 100 bar. Especialmente, en el método de la invención no se aplica presión. Al llevar a cabo la reacción en un recipiente resistente a la presión, la única presión es la que se acumula durante la reacción. Esta presión puede ser del orden de 20 a 50 bar, preferentemente 40 bar. Por lo tanto, en una realización preferida, el método de la invención se lleva a cabo en un recipiente resistente a la presión sin presión aplicada.
La temperatura de reacción está en el intervalo de 150 °C a 350 °C. Preferentemente, con el fin de obtener un buen rendimiento y selectividad, y evitar además las desventajas energéticas asociadas con las temperaturas elevadas utilizadas en la técnica, la temperatura fijada en el método de la invención está preferentemente en un intervalo de 200 °C a 300 °C.
El experto entenderá que para cada sistema catalizador existe un punto óptimo para la temperatura de reacción. A modo de mayor orientación en este sentido, se prefiere que, en el caso de un catalizador, o mezcla de catalizadores, seleccionado a partir de los elementos de los grupos 6, 7, 8, 9, 10 y 11 de la Tabla Periódica de Elementos, y especialmente para el rodio, níquel, paladio, platino, oro y tungsteno, la temperatura está preferentemente en un intervalo de 225 °C a 275 °C. En el caso de que el metal de transición sea rutenio, la temperatura está preferentemente en un intervalo de 200 °C a 225 °C.
El método de descarboxilación de la invención, llevado a cabo con catálisis por parte de un metal de transición, es esencialmente un proceso catalizado por base. Se describen bases adecuadas en el documento WO 2012/069813. Tal como se cita en él, el catalizador comprende preferentemente una fuente de iones OH-. Preferentemente, el
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
catalizador básico comprende un óxido, hidróxido, carbonato, acetato (etanoato), alcóxido, hidrogenocarbonato metálicos o una sal de un ácido di- o tricarboxílico que se descompone o un compuesto de amonio cuaternario de uno de los anteriores; más preferentemente un óxido, hidróxido, carbonato, acetato, alcóxido o hidrogenocarbonato metálicos del Grupo I o Grupo II o sal de un ácido di- o tricarboxílico o ácido metacrílico. El catalizador básico también puede comprender una o más aminas. Preferentemente, el catalizador básico se selecciona entre NaOH, KOH, Mg(OH)2, Ca(OH)2 y mezclas de estos. Por la presente se hace referencia expresa a otras bases adecuadas, tal como se analiza en el documento WO 2012/069813.
El catalizador básico puede ser homogéneo o heterogéneo. En una realización, el catalizador puede estar disuelto en una fase de reacción líquida. Sin embargo, el catalizador puede estar suspendido en un soporte sólido sobre el cual puede pasar la fase de reacción. En este escenario, la fase de reacción se mantiene preferentemente en una fase líquida, más preferentemente, acuosa. En la alternativa, el catalizador básico es un catalizador homogéneo, estando la base presente como una solución acuosa, estando disuelto el material de partida para la reacción en el mismo medio.
La cantidad de base está en un intervalo de 0.1 eq. a 3.0 eq., preferentemente de 0.5 eq. a 2 eq., más preferentemente de 0.8 eq. a 1.2 eq. y de la manera más preferente de aproximadamente un equivalente (1 eq.). Por ejemplo, en el caso del ácido itacónico como material de partida y NaOH como la base, el NaOH estará presente preferentemente por lo general en una cantidad de 0.05 M a 0.3 M, más preferentemente de 0.1 M a 0.2 M y de la manera más preferente 0.15 M (1 eq.).
Los materiales de partida utilizados en la invención comprenden un ácido seleccionado a partir del grupo constituido por ácido itacónico, ácido citracónico, ácido mesacónico, ácido (iso)cítrico, ácido aconítico y mezclas de estos. Por lo tanto, la invención se puede aplicar al ácido itacónico, los isómeros del ácido itacónico (que son el ácido citracónico y ácido mesacónico) y el principal precursor del ácido itacónico, que es el ácido cítrico, así como también al producto deshidratado de este, concretamente el ácido aconítico. El método de la invención se puede aplicar a los propios ácidos, ya sea solos o combinados, o a un material de partida que comprenda estos ácidos. Se prefiere especialmente el último caso para utilizar el método de la invención con el fin de obtener valor a partir de fuentes de base biológica del ácido cítrico. Las principales fuentes de interés para su uso en la invención son las procedentes de caldos de procesos de fermentación de carbohidratos para obtener ácido cítrico, ácido isocítrico, ácido itacónico, ácido citracónico, ácido mesacónico, ácido aconítico y mezclas de estos, que se pueden utilizar directamente o después de filtrar las células; corrientes y corrientes secundarias de la industria agroalimentaria incluidos melazas, jugo (de azúcar) crudo, vinaza, bagazo, protamilasa, etc.; y líquidos obtenidos a partir de frutas y verduras, especialmente frutas cítricas.
El método de la invención se compara favorablemente con, en lo que se refiere tanto a la síntesis del ácido metacrílico a partir del ácido itacónico e isómeros (remítase al documento WO 2012/069813) y la síntesis del ácido metacrílico a partir de ácido cítrico, tal como está publicado publicado por Carlsson et al., mencionado anteriormente. Por ejemplo, incluso sin una optimización específica se puede obtener un rendimiento de un 35%, donde el esquema de reacción de Carlsson da como resultado únicamente un 6%.
La invención también pertenece al uso de un catalizador heterogéneo de tipo metal de transición con el objetivo de incrementar el rendimiento y selectividad de la síntesis del ácido metacrílico, o una sal de este, a partir de un material de partida que comprenda un ácido seleccionado a partir del grupo constituido por ácido itacónico, ácido citracónico, ácido mesacónico, ácido cítrico, ácido aconítico y mezclas de estos. El uso, que realiza un objetivo de los catalizadores mencionados no descrito hasta la fecha en la técnica, se puede aplicar en la práctica al llevar a cabo un método de obtención de ácido metacrílico de acuerdo con las diversas realizaciones descritas anteriormente.
El método de la invención también se puede aplicar en un proceso secuencial de síntesis para obtener polímeros de ácido metacrílico o ésteres de este. Este método comprende obtener ácido metacrílico de acuerdo con el método descrito sustancialmente anteriormente en la presente, esterificando de manera opcional el ácido metacrílico obtenido y sometiendo el ácido metacrílico o éster de este a polimerización de una manera conocida por lo general por el experto.
En conjunto, se obtienen resultados muy favorables con el método de la invención. Estos resultados se pueden apreciar en referencia a las ventajas del proceso de una temperatura inferior y la ausencia de presión aplicada. Estos resultados se pueden apreciar en mayor medida en referencia a un rendimiento más elevado de ácido metacrílico y a un mejor perfil de productos secundarios.
La invención se ilustrará a continuación posteriormente en la presente haciendo referencia a los siguientes ejemplos no limitantes.
Ejemplo 1
Descarboxilación catalizada por base del ácido itacónico (400 mg, 3.0 mmol) con y sin el catalizador de tipo metal de
5
transición Pd/C (2.5% mol). La base es NaOH 0.15 M (20 mL). La temperatura de la reacción es de 250 °C. La presión (no aplicada, simplemente acumulada en el recipiente de reacción) es de 40 bar. El tiempo de reacción es de 1 hora. Los resultados se resumen en la Tabla 1. La conversión (Conv.) se refiere al porcentaje de ácido itacónico que se ha convertido, en cualquier cosa, como resultado del proceso. El rendimiento de ácido metacrílico (MAA) es 5 el porcentaje molar de MAA recuperado en la composición del producto. Otros % molares incluidos son los especificados para los isómeros (ácido mesacónico y ácido citracónico formados en la reacción), productos secundarios de tipo ácido crotónico y pirúvico, y productos secundarios no especificados (“otros”).
Tabla 1
- Catalizador metálico
- Conv. (%) MAA (%mol) Productos secundarios (%mol)
- Isómeros
- Crotónico Pirúvico Otros
- Ninguno
- 96.4 31.6 12.4 0.2 1.1 51.2
- Pd/C
- 97.3 64.6 11.0 0.2 3.3 18.2
10 El método de la invención conlleva, con la misma conversión, un rendimiento más elevado. El método también conlleva una distribución más estrecha de productos secundarios.
Ejemplo 2
Se aplica el mismo procedimiento y condiciones que en el Ejemplo 1 a diversos catalizadores, así como también en ausencia de catalizador. Los resultados se proporcionan en la Tabla 2, donde se identifican los porcentajes de:
15 - Ácido itacónico (material de partida)
- Isómeros del ácido itacónico
- Ácido metacrílico (MAA)
- Otros productos
Siendo las condiciones de reacción iguales para todos los catalizadores, no representan necesariamente el punto 20 óptimo. Para dos catalizadores, se realizó una variación cambiando la temperatura (temperaturas indicadas en la tabla).
Tabla 2
- Catalizador
- Conv. (%) Ácido itacónico (%mol) Isómeros (%mol) MAA (%mol) Otros (%mol)
- Ninguno
- 96.4 3.6 12.4 31.6 52.4
- C activado
- 96.1 3.9 10.8 30.7 54.6
- Al2O3
- 96.4 3.6 8.3 38.5 49.6
- Pd/C
- 97.3 2.7 11.3 64.6 21.4
- Pd/ Al2O3
- 96.4 3.6 13.5 58.1 24.8
- Pd(OH)2/C
- 95.1 4.9 18.4 56.6 20.1
- Pd/BaSO4
- 95.5 4.5 16.6 65.2 13.7
- Pt/C
- 95.9 4.1 16.3 47.0 32.6
- Pt/ Al2O3
- 96.1 3.9 15.7 67.8 12.6
- Pt/ Al2O3 (225 °C)
- 92.1 7.9 28.7 27.8 35.6
- Pt/ Al2O3 (275 °C)
- 99.0 1.0 2.7 23.8 72.5
- Ru/C
- 99.0 1.0 1.7 3.5 93.8
- Ru/C (200 °C)
- 90.9 9.1 26.7 23.4 40.8
- Ru/C (225 °C)
- 98.3 1.7 1.3 24.6 72.4
- Ni/SiO2
- 95.9 4.1 15.8 57.5 22.6
- Au/C
- 97.3 2.7 9.7 62.7 24.9
- Rh/C
- 98.0 2.0 7.1 46.0 44.9
Ejemplo 3
Utilizando un catalizador de platino sobre alúmina (PVAI2O3) y las condiciones identificadas en el Ejemplo 1, se sometió el ácido cítrico al método de la invención. Los resultados se indican en la Tabla 3, en comparación con los 5 publicados por Carlsson et al., Ind. Eng. Chem. Res. 1994, 33, 1989.
Tabla 3
- Proceso
- Conv. (%) MAA (%mol) Productos secundarios (%mol)
- Itacónico
- Mesacónico Citracónico Otros
- Carlsson
- 100 6 35.0 16.0 25.0 18.0
- Invención
- 99.6 34.5 4.0 10.5 4.5 46.1
Claims (15)
- 5101520253035REIVINDICACIONES1. Un método para obtener ácido metacrílico, o una sal de este, sometiendo un material de partida que comprende un ácido seleccionado a partir del grupo constituido por ácido itacónico, ácido citracónico, ácido mesacónico, ácido cítrico, ácido aconítico, ácido isocítrico y mezclas de estos, al contacto con de 0.1 eq. a 3.0 eq. de una base, a una temperatura de 150 °C a 350 °C, bajo la influencia de un catalizador que contiene metal de transición.
- 2. Un método de acuerdo con la reivindicación 1, donde el catalizador es un catalizador heterogéneo.
- 3. Un método de acuerdo con la reivindicación 2, donde el catalizador comprende el metal de transición portado por un soporte.
- 4. Un método de acuerdo con la reivindicación 3, donde el soporte se selecciona a partir del grupo constituido por alúmina, carbón, sulfato de bario y sílice.
- 5. Un método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, donde el metal de transición está en la forma metálica.
- 6. Un método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, donde el metal de transición se selecciona a partir de los elementos de los grupos 6, 7, 8, 9, 10 y 11 de la Tabla Periódica de Elementos, y mezclas de estos.
- 7. Un método de acuerdo con la reivindicación 6, donde el metal de transición se selecciona a partir del grupo constituido por rutenio, rodio, níquel, paladio, platino, oro y tungsteno.
- 8. Un método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, donde la temperatura está en el intervalo de 200 °C a 300 °C.
- 9. Un método de acuerdo con la reivindicación 5 o 6, donde la temperatura está en el intervalo de 225 °C a 275 °C.
- 10. Un método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, donde el metal de transición es rutenio, y la temperatura está en un intervalo de 200 °C a 225 °C.
- 11. Un método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, donde la base está presente en un intervalo de 0.8 eq. a 1.2 eq., preferentemente 1 eq.
- 12. Un método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que se lleva a cabo en un recipiente resistente a la presión sin presión aplicada.
- 13. Un método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, donde el material de partida es un líquido crudo seleccionado a partir del grupo constituido por caldos resultantes de fermentación de carbohidratos, corrientes líquidas obtenidas como una corriente principal o una corriente secundaria de la industria agroalimentaria incluidos melazas, jugo crudo, vinaza, bagazo, protamilasa; y líquidos obtenidos a partir de frutas y verduras, especialmente frutas cítricas, donde el ácido cítrico se convierte directamente en ácido metacrílico a partir del líquido crudo.
- 14. El uso de un catalizador heterogéneo de tipo metal de transición con el objetivo de incrementar el rendimiento y selectividad de la síntesis de ácido metacrílico, o una sal de este, a partir de un material de partida seleccionado a partir del grupo constituido por ácido itacónico, ácido citracónico, ácido mesacónico, ácido (iso)cítrico, ácido aconítico y mezclas de estos.
- 15. El uso de acuerdo con la reivindicación 14, donde la síntesis se lleva a cabo mediante un proceso de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13.
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP13181709 | 2013-08-26 | ||
| EP13181709 | 2013-08-26 | ||
| PCT/NL2014/050575 WO2015030580A1 (en) | 2013-08-26 | 2014-08-26 | Process for the production of methacrylic acid |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2689871T3 true ES2689871T3 (es) | 2018-11-16 |
Family
ID=49029017
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES14781310.9T Active ES2689871T3 (es) | 2013-08-26 | 2014-08-26 | Proceso para la producción de ácido metacrílico |
Country Status (9)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US9464024B2 (es) |
| EP (1) | EP3039005B1 (es) |
| JP (1) | JP6202772B2 (es) |
| KR (1) | KR102038187B1 (es) |
| CN (1) | CN105579429B (es) |
| AU (1) | AU2014311940B2 (es) |
| CA (1) | CA2922180C (es) |
| ES (1) | ES2689871T3 (es) |
| WO (1) | WO2015030580A1 (es) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10189768B2 (en) | 2015-06-25 | 2019-01-29 | Danmarks Tekniske Universitet | Process for hydrogenolysis of alpha-hydroxy esters or acids using a heterogeneous catalyst |
| WO2017004353A1 (en) | 2015-07-02 | 2017-01-05 | Convida Wireless, Llc | Distributed reactive resource and schedule management in time slotted channel hopping networks |
| US20180105481A1 (en) * | 2016-10-14 | 2018-04-19 | The United States Of America, As Represented By The Secretary Of Agriculture | Bio-based methacrylic acid and other alkenoic-derived monomers via catalytic decarboxylation |
| EP3553045B1 (en) * | 2018-04-09 | 2024-09-04 | Kemijski Institut | Process to produce methacrylic acid monomer from biomass-derived carboxylic acids |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102006017760A1 (de) | 2006-03-24 | 2007-09-27 | Ufz-Umweltforschungszentrum Leipzig-Halle Gmbh | Verfahren zur enzymatischen Herstellung von 2-Hydroxy-2-methylcarbonsäuren |
| WO2009135074A2 (en) | 2008-05-01 | 2009-11-05 | Genomatica, Inc. | Microorganisms for the production of methacrylic acid |
| FR2938536B1 (fr) | 2008-11-18 | 2012-07-13 | Arkema France | Procede de fabrication d'un methacrylate de methyle derive de la biomasse |
| EP2269974A1 (en) * | 2009-07-02 | 2011-01-05 | Stichting Dienst Landbouwkundig Onderzoek | Bio-derived olefin synthesis |
| AU2011333557A1 (en) * | 2010-11-24 | 2013-06-27 | Lucite International Uk Limited | A process for the production of methacrylic acid and its derivatives and polymers produced therefrom |
| BR112013019323B1 (pt) * | 2011-02-09 | 2019-12-24 | Lucite International Uk Limited | método de extrair ácido (met)acrílico a partir de um meio de reação aquoso, processo para a produção de ácido (met)acrílico, e, método de preparar polímeros ou copolímeros de ácido (met)acrílico ou ésteres de ácido (met)acrílico |
| US9234064B2 (en) | 2011-05-11 | 2016-01-12 | Archer Daniels Midland Company | Processes for making acrylic-type monomers and products made therefrom |
-
2014
- 2014-08-26 JP JP2016538880A patent/JP6202772B2/ja active Active
- 2014-08-26 EP EP14781310.9A patent/EP3039005B1/en active Active
- 2014-08-26 CA CA2922180A patent/CA2922180C/en active Active
- 2014-08-26 KR KR1020167006660A patent/KR102038187B1/ko active Active
- 2014-08-26 US US14/913,833 patent/US9464024B2/en active Active
- 2014-08-26 CN CN201480046829.3A patent/CN105579429B/zh active Active
- 2014-08-26 ES ES14781310.9T patent/ES2689871T3/es active Active
- 2014-08-26 WO PCT/NL2014/050575 patent/WO2015030580A1/en not_active Ceased
- 2014-08-26 AU AU2014311940A patent/AU2014311940B2/en active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP6202772B2 (ja) | 2017-09-27 |
| WO2015030580A1 (en) | 2015-03-05 |
| US20160207867A1 (en) | 2016-07-21 |
| KR20160058784A (ko) | 2016-05-25 |
| CA2922180C (en) | 2020-04-14 |
| AU2014311940A1 (en) | 2016-03-03 |
| US9464024B2 (en) | 2016-10-11 |
| EP3039005A1 (en) | 2016-07-06 |
| CA2922180A1 (en) | 2015-03-05 |
| EP3039005B1 (en) | 2018-07-04 |
| AU2014311940B2 (en) | 2018-01-04 |
| CN105579429A (zh) | 2016-05-11 |
| KR102038187B1 (ko) | 2019-10-29 |
| CN105579429B (zh) | 2018-11-20 |
| JP2016529289A (ja) | 2016-09-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| ES2475971T3 (es) | Procedimiento para la producción de etanol a partir de ácido etanoico e hidrógeno | |
| ES2689871T3 (es) | Proceso para la producción de ácido metacrílico | |
| BR112017009754B1 (pt) | Processo para a preparação de 2,5-bis-hidroximetilfurano, 1,2,6-hexanotriol, e 1,6- exanodiol a partir de 5- hidroximetilfurfural | |
| CN104245651A (zh) | 用于生产乙酸和二甲醚的方法 | |
| JP5506140B2 (ja) | 固体塩基触媒の調製法と使用 | |
| CN102741208A (zh) | 使用沸石催化剂生产乙酸和二甲醚的方法 | |
| TW201341350A (zh) | 用於製造醋酸及甲醚之催化劑及方法 | |
| NO20070161L (no) | Syntese av mikroporos silikagel og dens anvendelse for fremstilling av katalysatorer for C2-oksygenater fra syngas | |
| JP2012136516A (ja) | オレフィンの製造方法 | |
| CN103274899B (zh) | 一种三羟甲基丙烷的制备方法 | |
| US9073815B1 (en) | Hydrogenation catalysts comprising a mixed oxide and processes for producing ethanol | |
| CN103254034B (zh) | 一种三羟甲基丙烷的制备方法 | |
| WO2015167993A1 (en) | Production of ethanol using a catalyst comprising a tin - nickel mixed oxide | |
| JP2016529220A (ja) | フランおよびその誘導体を製造するための方法 | |
| WO2022165662A1 (zh) | 甲氧基乙酸甲酯和甲氧基乙酸水解制取乙醇酸和乙醇酸甲酯的方法 | |
| US8816130B2 (en) | Heterogeneous catalyst and its use | |
| RU2422203C1 (ru) | Катализатор, способ его приготовления и способ получения метилацетата | |
| EP3137443A1 (en) | Hydrogenation catalysts comprising a mixed oxide comprising a promoter metal | |
| CN109622025A (zh) | 一种用于制备羟基乙酸甲酯的催化剂及其制备方法与应用 | |
| ES2860424T3 (es) | Oxidación catalítica del but-3-en-1,2-diol | |
| CN108129312A (zh) | 一步合成碳酸甲乙酯并联产1,2-丙二醇的方法 | |
| RU2650890C1 (ru) | Способ получения этилацетата | |
| RU2407730C2 (ru) | Бифункциональный кобальтсодержащий цеолитный катализатор, способ его получения и способ получения ароматических углеводородов | |
| RU2170724C1 (ru) | Способ получения метилацетата и катализатор для его осуществления | |
| Phung et al. | Glycerol: A Promising Green Source for Chemicals and Fuels |