改進的分離方法

專利名稱：改進的分離方法
技術領域：
本發明涉及改進的金屬-有機磷配體配合物催化的方法。更為具體地，在本發明所涉及的金屬-有機磷配體配合物催化的方法中，可以通過相分離選擇性地從表現出

圖1所示的相特性的反應產物液體中萃取并分離目標產物，和任何有機磷配體降解產物和反應副產物。
背景技術：
本技術中已知可以使一種或多種反應物在金屬-有機磷配體配位催化劑存在下反應生產多種產物。但是，催化劑和有機磷配體的穩定化仍是本技術的主要憂慮。顯然催化劑穩定性是任何催化劑使用中的一個關鍵議題。由于不期望的極貴金屬催化劑的反應導致的催化劑或催化活性的喪失可能對目標產物的產量是有害的。而且，當催化劑的生產力下降時產物的生產成本明顯增加。
例如，金屬-有機磷配體配合物催化的加氫甲酰基化方法中有機磷配體降解和催化劑失活的原因部分是由于在用于從反應產物混合物中分離和回收醛產物的汽化過程中存在的汽化器條件導致的。當使用汽化器促進所述方法中醛產物的分離時，產生高于在加氫甲酰基化過程中使用的高溫和低一氧化碳分壓的嚴厲條件，而且現已發現當在這種汽化器條件下放入有機磷助催化的銠催化劑時，它將隨時間而加速失活。還認為，這種失活可能是由無活性或活性較小的銠種類的形成導致的。這在一氧化碳分壓非常低或不存在時特別明顯。還已發現銠在與這種汽化器條件延時接觸時容易沉淀。
例如，理論上認為在諸如汽化器中存在的嚴厲條件下，在加氫甲酰基化條件下包含銠、有機磷配體、一氧化碳和氫的配合物的活性催化劑喪失至少一些其配位的一氧化碳，從而提供一種用于這種催化劑失活或活性降低的銠的形成途徑。因此，一種成功的用于防止和/或減少在汽化器的嚴厲條件下這種有機磷配體降解和催化劑失活的方法在本技術中是非常期望的。
金屬-有機磷配體配合物催化的加氫甲酰基化方法中有機磷配體降解和催化劑失活可能發生在除了汽化器條件以外的工藝條件下。反應產物液體中有機磷配體降解產物和反應副產物的形成可能對所述方法具有有害作用，即降低催化劑效率、原料轉化率和產物選擇性。這種問題在反應產物液體表現出圖1所示的相特性時特別困難。因此，一種成功的用于防止和/或減少在反應產物液體中有機磷配體降解產物和反應副產物的形成的方法本技術中是非常期望的。

發明內容
現已發現在金屬-有機磷配體配合物催化的方法中，可以通過相分離從反應產物液體中選擇性地萃取和分離目標產物，和任何有機磷配體降解產物和反應副產物。通過實施本發明，現在可以在無需使用汽化分離和與其相關的嚴厲條件的情況下從反應產物液體中分離目標產物，和任何有機磷配體降解產物和反應副產物。本發明提供一種非常理想的防止和/或減少在汽化分離的嚴厲條件下發生的有機磷配體降解和催化劑失活的分離方法。本發明還提供一種非常理想的防止和/或減少反應產物液體，特別是表現出圖1所示的相特性的反應產物液體中有機磷配體降解產物和反應副產物的形成的分離方法。
本發明部分涉及用于從包含金屬-有機磷配體配位催化劑、任選的游離有機磷配體、一種或多種產物、一種或多種非極性反應溶劑和一種或多種極性反應溶劑的反應產物液體中分離所述一種或多種產物的方法，其中，所述反應產物液體表現出圖1所示的相特性，其中，所述方法包括(1)將來自反應區的所述反應產物液體提供給分離區，(2)控制所述一種或多種非極性反應溶劑和所述一種或多種極性反應溶劑的濃度、所述分離區的溫度和壓力，從而足以通過相分離獲得圖1的區域2、4和6所示的包含極性相和非極性相的兩種不可混溶的液相，并防止圖1的區域5所示的三種不可混溶的液相和圖1的區域1、3和7所示的一種均勻液相的形成或使其最小化，和(3)從所述非極性相中回收所述極性相，或從所述極性相中回收所述非極性相。
本發明部分涉及一種從包含一種或多種未反應的反應物、金屬-有機磷配體配位催化劑、任選的游離有機磷配體、一種或多種有機磷配體降解產物、一種或多種反應副產物、一種或多種產物、一種或多種非極性反應溶劑和一種或多種極性反應溶劑的反應產物液體中分離所述一種或多種有機磷配體降解產物、所述一種或多種反應副產物和一種或多種產物的方法，其中，所述反應產物液體表現出圖1所示的相特性，其中，所述方法包括(1)將來自反應區的所述反應產物液體提供給分離區，(2)控制所述一種或多種非極性反應溶劑和所述一種或多種極性反應溶劑的濃度、所述分離區的溫度和壓力，從而足以通過相分離獲得圖1的區域2、4和6所示的包含極性相和非極性相的兩種不可混溶的液相，并防止圖1的區域5所示的三種不可混溶的液相和圖1的區域1、3和7所示的一種均勻液相的形成或使其最小化，和(3)從所述非極性相中回收所述極性相，或從所述極性相中回收所述非極性相。
本發明還部分涉及一種用于生產一種或多種產物的方法，所述方法包括(1)在反應區中，在金屬-有機磷配體配位催化劑、任選的游離有機磷配體、一種或多種非極性反應溶劑和一種或多種極性反應溶劑存在下，使一種或多種反應物反應形成包含所述金屬-有機磷配體配位催化劑、所述任選的游離有機磷配體、所述一種或多種產物、所述一種或多種非極性反應溶劑和所述一種或多種極性反應溶劑的反應產物液體，其中，所述反應產物液體表現出圖1所示的相特性；(2)將來自所述反應區的所述反應產物液體提供給分離區，(3)控制所述一種或多種非極性反應溶劑和所述一種或多種極性反應溶劑的濃度、所述分離區的溫度和壓力，從而足以通過相分離獲得圖1的區域2、4和6所示的包含極性相和非極性相的兩種不可混溶的液相，并防止圖1的區域5所示的三種不可混溶的液相和圖1的區域1、3和7所示的一種均勻液相的形成或使其最小化，和(4)從所述非極性相中回收所述極性相，或從所述極性相中回收所述非極性相。
本發明還部分涉及一種用于生產一種或多種產物的方法，所述方法包括(1)在反應區中，在金屬-有機磷配體配位催化劑、任選的游離有機磷配體、一種或多種非極性反應溶劑和一種或多種極性反應溶劑存在下，使一種或多種反應物反應形成包含一種或多種未反應的反應物、所述金屬-有機磷配體配位催化劑、所述任選的游離有機磷配體、一種或多種有機磷配體降解產物、一種或多種反應副產物、所述一種或多種產物、所述一種或多種非極性反應溶劑和所述一種或多種極性反應溶劑的反應產物液體，其中，所述反應產物液體表現出圖1所示的相特性；(2)將來自所述反應區的所述反應產物液體提供給分離區，(3)控制所述一種或多種非極性反應溶劑和所述一種或多種極性反應溶劑的濃度、所述分離區的溫度和壓力，從而足以通過相分離獲得圖1的區域2、4和6所示的包含極性相和非極性相的兩種不可混溶的液相，并防止圖1的區域5所示的三種不可混溶的液相和圖1的區域1、3和7所示的一種均勻液相的形成或使其最小化，和(4)從所述非極性相中回收所述極性相，或從所述極性相中回收所述非極性相。
附圖的簡要說明圖1為鑒定用于均相催化反應流出物的總溶劑體系的相特性的三元圖解。
圖2為分級逆流萃取器的圖解。
發明詳述本發明的方法可以是不對稱或對稱的，優選的方法是對稱的，而且本發明的方法可以任何連續或半連續的方式進行。萃取和分離是本發明的關鍵特征且可以如本文所述進行。本發明中所用的加工技術可以對應于任何目前在常規方法中使用的已知加工技術。同樣地，反應成分和催化劑的加入方式或次序也不是關鍵，且可以以任何常規方式完成。本文所用的術語“反應產物液體”意指包括但不限于包含一定數量的一種或多種以下成分的反應混合物(a)金屬-有機磷配體配位催化劑，(b)游離有機磷配體，(c)在反應中形成的產物、有機磷配體降解產物和副產物(d)未反應的反應物和(e)溶劑。本文所用的術語“有機磷配體降解產物”意指包括但不限于任何和所有由游離有機磷配體和與金屬配位的有機磷配體降解產生的產物，如含磷酸、醛酸等等。本文所用的術語“反應副產物”意指包括任何和所有由一種或多種反應物得到一種或多種產物的反應產生的副產物，如產物二聚體、產物三聚體、異構化產物、氫化產物等等。
本發明包括以常規方式完成已知的常規合成和根據本發明完成萃取和分離。通過實施本發明，現在可以在無需使用汽化分離和與其相關的嚴厲條件的情況下從金屬-有機磷配體配位催化劑和未反應的反應物中萃取和分離一種或多種產物、有機磷配體降解產物和反應副產物。本發明對于完成涉及表現出圖1所示的相特性的反應產物液體的萃取和分離特別有價值。
例如，例舉性的方法包括加氫甲酰基化、加氫酰化(分子內和分子間)、氫氰化、加氫酰胺化、加氫酯化、氨解、醇解、加氫甲酰化、還原加氫甲酰基化、氫化、烯烴低聚反應、甲酸化、羰基化、異構化或轉移氫化等。優選的方法包括在催化量的金屬-有機磷配體配位催化劑存在下有機化合物與一氧化碳，或者一氧化碳和第三反應物如氫，或者氰化氫的反應。最優選的方法包括加氫甲酰基化、氫氰化、加氫甲酰化、甲酸化和羰基化。
加氫甲酰基化可以根據本技術中已知的常規方法完成。例如，可以通過在加氫甲酰基化條件下，在本文所述的金屬-有機磷配體配位催化劑存在下使烯化合物、一氧化碳和氫反應而制備醛。可選擇地，可以通過在加氫甲酰基化條件下，在本文所述的金屬-有機磷配體配位催化劑存在下使環氧化物、一氧化碳和氫反應而制備羥基醛。可以將所述的羥基醛氫化成二醇，例如可以將羥基丙醛氫化成丙二醇。以下更為充分地描述加氫甲酰基化方法。
可以根據本技術中已知的常規方法完成分子內加氫酰化。例如，可以在加氫酰化條件下，在本文所述的金屬-有機磷配體配位催化劑存在下，將移出的含3-7個碳的烯基團的醛轉化為環酮。
可以根據本技術中已知的常規方法完成分子間加氫酰化。例如，可以通過在加氫酰化條件下，在本文所述的金屬-有機磷配體配位催化劑存在下烯烴和醛反應而制備酮。
可以根據本技術中已知的常規方法完成氫氰化。例如，可以通過在氫氰化條件下，在本文所述的金屬-有機磷配體配位催化劑存在下烯化合物和氰化氫反應而制備腈化合物。優選的氫氰化方法包括在包含零價鎳和雙齒亞磷酸鹽配體的催化劑前體存在下，使非共軛無環脂肪單烯烴，一種與酯基相連的單烯烴如戊-2-烯酸甲酯，或與腈基共軛的單烯烴如2-戊烯腈，與氰化氫源反應產生末端有機腈，如己二腈、5-氰基戊酸烷基酯或3-(五氟烷基)丙腈。優選反應在路易斯酸助催化劑存在下完成。例舉性的氫氰化方法公開在美國專利5,523,453和WO95/14659中，本文引用其內容作為參考。
可以根據本技術中已知的常規方法完成加氫酰胺化。例如，可以通過在加氫酰胺化條件下，在本文所述的金屬-有機磷配體配位催化劑存在下使烯烴、一氧化碳和伯或仲胺或氨反應而制備酰胺。
可以根據本技術中已知的常規方法完成加氫酯化。例如，可以通過在加氫酯化條件下，在本文所述的金屬-有機磷配體配位催化劑存在下使烯烴、一氧化碳和醇反應而制備酯。
可以根據本技術中已知的常規方法完成氨解。例如，可以通過在氨解條件下，在本文所述的金屬-有機磷配體配位催化劑存在下使烯烴與伯或仲胺反應而制備胺。
可以根據本技術中已知的常規方法完成醇解。例如，可以通過在醇解條件下，在本文所述的金屬-有機磷配體配位催化劑存在下烯烴與醇反應而制備醚。
可以根據本技術中已知的常規方法完成加氫甲酰化。例如，可以通過在加氫甲酰化條件下，在本文所述的金屬-有機磷配體配位催化劑存在下烯化合物、一氧化碳、氫和助催化劑反應而制備醇。
可以根據本技術中已知的常規方法完成還原加氫甲酰基化。例如，可以通過在還原加氫甲酰基化條件下，在本文所述的金屬-有機磷配體配位催化劑存在下烯化合物、一氧化碳和氫反應而制備醇。
可以根據本技術中已知的常規方法完成氫化。例如，可以通過在氫化條件下，在本文所述的金屬-有機磷配體配位催化劑存在下醛的反應而制備醇。
可以根據本技術中已知的常規方法完成烯烴低聚反應。例如，可以通過在烯烴低聚反應條件下，在本文所述的金屬-有機磷配體配位催化劑存在下烯的反應而制備高級烯烴。
可以根據本技術中已知的常規方法完成甲酸化。例如，可以通過在甲酸化條件下，在本文所述的金屬-有機磷配體配位催化劑存在下烯化合物、一氧化碳、水和助催化劑反應而制備酸。
可以根據本技術中已知的常規方法完成羰基化。例如，可以通過在羰基化條件下，在本文所述的金屬-有機磷配體配位催化劑存在下用一氧化碳處理烯丙醇而制備內酯。
可以根據本技術中已知的常規方法完成異構化。例如，可以通過在異構化條件下，在本文所述的金屬-有機磷配體配位催化劑存在下將烯丙醇異構化以生產醛。
可以根據本技術中已知的常規方法完成轉移氫化。例如，可以通過在轉移氫化條件下，在本文所述的金屬-有機磷配體配位催化劑存在下酮和醇反應而制備醇。
當然，本發明的方法包含的可允許的原料反應物的選擇取決于具體的目標方法。這些原料在本技術中是已知的且可以根據常規方法以常規量使用。例舉性的原料反應物包括取代或未取代的醛(分子內加氫酰化)、烯烴(加氫甲酰基化、羰基化、還原加氫甲酰基化、加氫甲酰化、分子間加氫酰化、氫氰化、加氫酰胺化、加氫酯化、氨解、醇解)、酮(轉移氫化)、環氧化物(加氫甲酰基化、氫氰化)、醇(羰基化)等等。在Kirk-Othmer，Encyclopedia ofChemical Technology(化學技術百科全書)，第四版，1996中描述了進行本發明方法的適宜反應物的例子，本文引用相關部分作為參考。
可用于本發明包含的方法的例舉性金屬-有機磷配體配位催化劑以及它們的制備方法在本技術中是已知的，且包括在下述專利中公開的內容中。一般地，這些催化劑可以如在這些參考資料中所述預形成或現場形成，且基本上由與有機磷配體配位結合的金屬組成。所述活性種類還可能包含一氧化碳和/或直接結合到金屬上的氫。
用于所述方法的催化劑包括可以是旋光性或非旋光性的金屬-有機磷配體配位催化劑。組成金屬-有機磷配體配合物的可允許的金屬包括選自銠(Rh)、鈷(Co)、銥(Ir)、釕(Ru)、鐵(Fe)、鎳(Ni)、鈀(Pd)、鉑(Pt)、鋨(Os)及其混合物的第8、9和10族金屬，優選的金屬為銠、鈷、銥和镥，更優選銠、鈷和镥，特別是銠。其它可允許的金屬包括選自銅(Cu)、銀(Ag)、金(Au)及其混合物的第11族金屬，還有選自鉻(Cr)、鉬(Mo)、鎢(W)及其混合物的第6族金屬。還可以將來自第6、8、9、10和11族的金屬混合物用于本發明。組成金屬-有機磷配體配合物和游離有機磷配體的可允許的有機磷配體包括有機膦，如雙膦和三有機膦，和有機亞磷酸酯如單-、二-、三-和多有機亞磷酸酯。其它可允許的有機磷配體包括有機亞磷酸酯、有機亞膦酸酯、有機磷酰胺等等。如果需要，可以在金屬-有機磷配體配位催化劑和/或游離配體中使用這些配體的混合物，且這些混合物可以相同或不同。本發明無意以任何方式受可允許的有機磷配體及其混合物限制。應該注意到，成功實施本發明不取決和不基于金屬-有機磷配體配合物種類的確切結構，這些配合物種類可能以其單核、雙核和/或更高核形式存在。實際上，確切的結構是未知的。雖然本發明不意在受任何理論或機理討論的限制，但似乎催化劑種類的最簡單形式基本上由使用時與有機磷配體和一氧化碳和/或氫配位結合的金屬組成。
本文和權利要求所用的術語“配合物”意指通過一種或多種能夠獨立存在的富含電子的分子或原子與一種或多種各自也能獨立存在的含電子少的分子或原子結合形成的配位化合物。例如，可以用于本發明的有機磷配體可以擁有一種或多種供磷原子，每一種具有一個可利用的或未共享的電子對，這些電子各自能獨立地或可能與金屬一起(如通過螯合作用)形成配位共價鍵。一氧化碳(它還正確在被歸類為一種配體)也可以存在并與金屬配位。最終的配位催化劑組合物還可以包含附加的配體，如氫或滿足金屬的配位部位或核電荷的陰離子。例舉性的附加的配體包括鹵素(Cl、Br、I)、烷基、芳基、取代芳基、酰基、CF3、C2F5、CN、(R)2PO和RP(O)(OH)O(其中，各個R相同或不同，并且為取代或未取代的烴基，例如烷基或芳基)、乙酸酯、乙酰醋酮酸酯、SO4、PF4、PF6、NO2、NO3、CH3O、CH2＝CHCH2、CH3CH＝CHCH2、C6H5CN、CH3CN、NO、NH3、吡啶、(C2H5)3N、單烯、二烯和三烯、四氫呋喃等等。當然可以理解這些配合物種類優選不含任何附加的有機配體或可能毒害催化劑或對催化劑性能具有不良的不利作用的陰離子。優選在金屬-有機磷配體配合物催化的方法如加氫甲酰基化中，活性催化劑不含直接鍵合到金屬上的鹵素和硫，雖然這種情況并不是絕對需要。優選的金屬-配體配位催化劑包括銠-有機膦配體配位催化劑和銠-有機亞磷酸酯配體配位催化劑。
這些金屬上可利用的配位部位數在本技術中是已知的。因此，所述催化種類可以包括單體、二聚體或更高核形式的配位催化劑混合物，這些混合物優選的特征在于每一個分子金屬如銠配位至少一個含有機磷分子。例如，考慮到加氫甲酰基化反應所用的一氧化碳和氫，認為用于加氫甲酰基化反應的優選的催化劑的催化種類除了可以與有機磷配體配位以外還可以與一氧化碳和氫配位。
可以用作本發明方法的金屬-有機磷配體配位催化劑的配體和/或游離配體的有機膦和有機亞磷酸酯可以是非手性(不旋光的)或手性(旋光性)類型，且在本技術中是已知的。“游離配體”意指不與金屬如配位催化劑的金屬原子配位(結合)的配體。本文所指的本發明的方法和具體的加氫甲酰基化方法可以在游離有機磷配體存在下完成。優選非手性有機膦和有機亞磷酸酯。
可以用作反應混合物原料中的金屬-有機膦配位催化劑的配體和/或游離有機膦配體的有機烯為三有機膦、三烷基膦、烷基二芳基膦、二烷基芳基膦、二環烷基芳基膦、環烷基二芳基膦、三芳烷基膦、三烷芳基膦、三環烷基膦和三芳基膦、烷基和/或芳基雙膦和雙膦一氧化物等等。當然如果需要的話，任何一種這種的叔非離子有機膦的烴基可以被任何適宜的不會不良地不利作用于目標加氫甲酰基化反應結果的取代基取代。可以在所述反應中使用的有機膦配體和/或其制備方法在本技術中是已知的。
例舉性的三有機膦配體可以由下式表示 其中，各個R1相同或不同且為取代或未取代的單價烴基，例如烷基或芳基。適宜的烴基可以包含1-24或更多個碳原子。芳基上可以存在的例舉性的取代基包括烷基、烷氧基、甲硅烷基如-Si(R2)3；氨基如-N(R2)2；酰基如-C(O)R2；羧基如-C(O)OR2；酸基如-OC(O)R2；酰氨基如-C(O)N(R2)2和-N(R2)C(O)R2；磺酰基如-SO2R2；醚如-OR2；亞磺酰基如-SOR2；烴硫基如-SR2以及鹵素、硝基、氰基、三氟甲基和羥基等等，其中，各個R2獨立地代表相同或不同的取代或未取代的單價烴基，附帶條件是在氨基取代基如-N(R2)2中，各個R2結合在一起還可以代表形成含氮原子的雜環基的二價橋基，且在酰氨基取代基如C(O)N(R2)2和-N(R2)C(O)R2中，各個與N鍵合的-R2還可以是氫。例舉性的烷基包括甲基、乙基、丙基、丁基等等。例舉性的芳基包括苯基、萘基、二苯基、氟苯基、二氟苯基、苯甲酸基苯基、碳乙氧基苯基、乙酰基苯基、乙氧基苯基、苯氧基苯基、羥基苯基；羧基苯基、三氟甲基苯基、甲氧基乙基苯基、乙酰胺苯基、二甲基氨基甲酰基苯基、甲苯基、二甲苯基等等。
例舉性的具體有機磷包括三丁基膦、三辛基膦、三苯基膦、三對甲苯基膦、三-對甲氧基苯基膦、三-對氟苯基膦、三-對氯苯基膦、三-二甲基氨基苯基膦、丙基二苯基膦、叔丁基二苯基膦、正丁基二苯基膦、正己基二苯基膦、環己基二苯基膦、二環己基苯基膦、三環己基膦、三芐基膦以及磺化的三苯基膦的堿和堿土金屬鹽，如(三-間磺基苯基)膦和(間磺基苯基)二苯基-膦的堿和堿土金屬鹽等等。
更為具體地，例舉性的金屬-有機膦配位催化劑和例舉性的游離有機膦配體包括在美國專利3,527,809、4,148,830、4,247,486、4,283,562、4,400,548、4,482,749和4,861,918中所述的配體，本文引用這些文獻的內容作為參考。
可以用作反應混合物原料的金屬-有機亞磷酸酯配位催化劑的配體和/或游離有機亞磷酸酯配體為單有機亞磷酸酯、二有機亞磷酸酯、三有機亞磷酸酯和有機多亞磷酸酯。可以在本發明中使用的有機亞磷酸酯配體和/或其制備方法在本技術中是已知的。
代表性的單有機亞磷酸酯可以包括具有下式的化合物 其中，R3代表包含4-40或更多個碳原子的取代或未取代的三價烴基，例如三價無環和三價環基，如三價亞烷基如由1，2，2-三羥甲基丙烷衍生的基團等等，或者三價環亞烷基如由1，3，5-三羥基環己烷衍生的基團等等。可以在美國專利4,567,306中發現這種單有機亞磷酸酯的更為詳細的描述，本文引用其內容作為參考。
代表性的二有機亞磷酸酯可以包括具有下式的化合物 其中，R4代表包含4-40或更多個碳原子的取代或未取代的二價烴基，而W代表包含1-18或更多個碳原子的取代或未取代的單價烴基。
上式(III)中的W表示的代表性取代和未取代的單價烴基包括烷基和芳基，而由R4表示的代表性取代和未取代的二價烴基包括二價無環基和二價芳基。例舉性的二價無環基包括亞烷基、亞烷基-氧-亞烷基、亞烷基-NX-亞烷基(其中，X為氫或取代或未取代的單價烴基)、亞烷基-S-亞烷基和環亞烷基等等。更優選的二價無環基為二價亞烷基如在美國專利3,415,906和4,567,302中更為充分公開的基團，本文引用其內容作為參考。例舉性的二價芳基包括亞芳基、雙亞芳基、亞芳基-亞烷基、亞芳基-亞烷基-亞芳基、亞芳基-氧-亞芳基、亞芳基-NX-亞芳基(其中，X如以上定義)、亞芳基-S-亞芳基和亞芳基-S-亞烷基等等。更優選R4為二價芳基，如在美國專利4,599,206和4,717,775中更為充分公開的芳基等等，本文引用其內容作為參考。
更為優選的二有機亞磷酸酯類的代表為下式的化合物 其中，W如以上定義，各個Ar相同或不同并代表取代或未取代的芳基，各個y相同或不同并為0或1的值，Q代表選自以下的二價橋基-C(R5)2-、-O-、-S-、-NR6-、Si(R7)2-和-CO-，其中，各個R5相同或不同并代表氫、具有1-12個碳原子的烷基、苯基、甲苯基和茴香基，R6代表氫或甲基，各個R7相同或不同并代表氫或甲基，而m為0或1的值。這些二有機亞磷酸酯在美國專利4,599,206、4,717,775和4,835,299被更為詳細地描述，本文引用這些文獻的內容作為參考。
代表性的三有機亞磷酸酯可以包括具有下式的化合物 其中，各個R8相同或不同并為取代或未取代的單價烴基，例如烷基、環烷基、芳基、烷芳基和芳烷基，所述基團可以包含1-24碳原子。適宜的烴基可以包含1-24或更多個碳原子，并可以包括以上關于式(I)的R1所述的基團。例舉性的三有機亞磷酸酯包括三烷基亞磷酸酯、二烷基芳基亞磷酸酯、烷基二芳基亞磷酸酯、三芳基亞磷酸酯等等，例如三甲基亞磷酸酯、三乙基亞磷酸酯、丁基二乙基亞磷酸酯、三-正丙基亞磷酸酯、三-正丁基亞磷酸酯、三-2-乙基己基亞磷酸酯、三-正辛基亞磷酸酯、三-正月桂基亞磷酸酯、三鄰甲苯基亞磷酸酯、二甲基苯基亞磷酸酯、二乙基苯基亞磷酸酯、甲基二苯基亞磷酸酯、乙基二苯基亞磷酸酯、三苯基亞磷酸酯、三萘基亞磷酸酯、雙(3，6，8-三-叔丁基-2-萘基)甲基亞磷酸酯、雙(3，6，8-三-叔丁基-2-萘基)環己基亞磷酸酯、三(3，6-二-叔丁基-2-萘基)亞磷酸酯、雙(3，6，8-三-叔丁基-2-萘基)(4-聯苯)亞磷酸酯、雙(3，6，8-三-叔丁基-2-萘基)苯基亞磷酸酯、雙(3，6，8-三-叔丁基-2-萘基)(4-苯甲酰基苯基)亞磷酸酯、雙(3，6，8-三-叔丁基-2-萘基)(4-磺酰基苯基)亞磷酸酯等等。優選的三有機亞磷酸酯為三苯基亞磷酸酯。這種三有機亞磷酸酯在美國專利3,527,809和5,277,532中被更詳細地描述，本文引用該文獻的內容作為參考。
代表性的有機多亞磷酸酯包含兩個或更多個叔(三價)磷原子，并可以包括具有下式的化合物 其中，X1代表包含2-40個碳原子的取代或未取代的n價烴橋基，每個R9相同或不同并代表包含4-40個碳原子的二價烴基，每一個R10相同或不同并代表包含1-24個碳原子的取代或未取代的單價烴基，a和b可以相同或不同且每一個的值為0-6，附帶條件是a+b之和為2-6，而n等于a+b。當然可以理解，當a為2或更大的值時，各個R9基團可以相同或不同，而當b為1或更大的值時，各個R10基團也可以相同或不同。
X1表示的代表性的n-價(優選二價)烴橋基以及以上R9表示的代表性二價烴基包括無環基和芳香基，例如亞烷基、亞烷基-Qm-亞烷基、環亞烷基、亞芳基、雙亞芳基、亞芳基-亞烷基和亞芳基-(CH2)y-Qm-(CH2)y-亞芳基等等，其中，Q、m和y如以上關于式(IV)的定義。更優選的由以上X1和R9表示的無環基為二價亞烷基，而更優選的由以上X1和R9表示的芳基為二價亞芳基和雙亞芳基，如在以下文獻中更為充分地公開美國專利4,769,498、4,774,361、4,885,401、5,179,055、5,113,022、5,202,297、5,235,113、5,264,616和5,364,950，和歐洲專利申請公開662,468等等，本文引用這些文獻的內容作為參考。由以上各個R10基團表示的代表性單價烴基包括烷基和芳基。
例舉性的優選的有機多亞磷酸酯可以包括雙亞磷酸酯，如以下式(VII)-(IX)的化合物 其中，式(VII)-(IX)的各個R9、R10和X1與以上關于式(VI)的定義相同。優選地，各個R9和X1代表選自以下的二價烴基亞烷基、亞芳基、亞芳基-亞烷基-亞芳基和雙亞芳基，而各個R10代表選自烷基和芳基的單價烴基。式(VII)-(IX)的有機亞磷酸酯配體可以發現公開在以下文獻中美國專利4,668,651、4,748,261、4,769,498、4,774,361、4,885,401、5,113,022、5,179,055、5,202,297、5,235,113、5,254,741、5,264,616、5,312,996、5,364,950和5,391,801，本文引用所有這些文獻的內容作為參考。
更優選的有機雙亞磷酸酯類的代表為下式(X)-(XII)的化合物 其中，Ar、Q、R9、R10、X1、m和y如以上定義。最優選X1代表二價芳基-(CH2)y-(Q)m-(CH2)y-芳基，其中，各個y獨立地具有0或1的值；m具有0或1的值，而Q為-O-、-S-或-C(R5)2-，其中，各個R5相同或不同并代表氫或甲基。更優選以上定義的R10基團的各個烷基可以包含1-24個碳原子，而以上關于上式(VI)-(XII)定義的Ar、X1、R9和R10基團的各個芳基可以包含6-18個碳原子，且所述基團可以相同或不同，而優選的X1的亞烷基可以包含2-18個碳原子，而優選的R9的亞烷基可以包含5-18個碳原子。此外，優選上式的X1的二價Ar基團和二價芳基為亞苯基，其中由-(CH2)y-(Q)m-(CH2)y-表示的橋基鍵合到所述亞苯基上與該式的氧原子鄰位的位置，從而將亞苯基與該式的磷原子連接起來。還優選當在這些亞苯基上存在任何取代基時，這些取代基通過氧原子連接而結合到所述亞苯基的對位和/或鄰位，從而將給定的取代的亞苯基結合到其磷原子上。
當然如果需要的話，以上式(II)-(XII)的有機亞磷酸酯的任何R3、R4、R8、R9、R10、X1、X2、W、Q和Ar可以被任何適宜的含有1-30個碳原子的且不會不良地不利作用于目標加氫甲酰基化反應的結果的取代基取代。當然所述基團上可能存在的取代基除了對應的烴基如烷基、芳基、芳烷基、烷芳基和環己基取代基以外，可以包括甲硅烷基如-Si(R12)3；氨基如-N(R12)2；膦基如芳基-P(R12)2；酰基如-C(O)R12；酸基如-OC(O)R12；酰氨基如-CON(R12)2和-N(R12)COR12；磺酰基如-SO2R12；烷氧基如-OR12；亞磺酰基如-SOR12；烴硫基如-SR12；膦酰基如-P(O)(R12)2；以及鹵素、硝基、氰基、三氟甲基、羥基等等，其中，各個R12基團相同或不同，并代表具有1-18個碳原子的單價烴基(如烷基、芳基、芳烷基、烷芳基和環己基)，附帶條件是在氨基取代基如-N(R12)2上，每個R12一起還可以代表形成含氮原子的雜環基的二價橋基，而在酰氨基取代基如-C(O)N(R12)2和-N(R12)COR12上，各個鍵合到N上的R12還可以是氫。當然應該理解，組成具體的給定有機亞磷酸酯的任何取代或未取代的烴基可以相同或不同。
更為具體的例舉性取代基包括伯、仲和叔烷基如甲基、乙基、正丙基、異丙基、丁基、仲丁基、叔丁基、新戊基、正己基、戊基、仲戊基、叔戊基、異辛基、癸基、十八烷基等等；芳基如苯基、萘基等等；芳烷基如芐基、苯基乙基、三苯基甲基等等；烷芳基如甲苯基、二甲苯基等等；脂環基如環戊基、環己基、1-甲基環己基、環辛基、環己基乙基等等；烷氧基如甲氧基、乙氧基、丙氧基、叔丁氧基、-OCH2CH2OCH3、-(OCH2CH2)2OCH3、-(OCH2CH2)3OCH3等等；芳氧基如苯氧基等等；以及甲硅烷基如-Si(CH3)3、-Si(OCH3)3、-Si(C3H7)3等等；氨基如-NH2、-N(CH3)2、-NHCH3、-NH(C2H5)等等；芳基膦如-P(C6H5)2等等；酰基如-C(O)CH3、-C(O)C2H5、-C(O)C6H5等等；羰氧基如-C(O)OCH3等等；氧羰基如-O(CO)C6H5等等；酰氨基如-CONH2、-CON(CH3)2、-NHC(O)CH3等等；磺酰基如-S(O)2C2H5等等；亞磺酰基如-S(O)CH3等等；烴硫基如-SCH3、-SC2H5、-SC6H5等等；膦酰基如-P(O)(C6H5)2、-P(O)(CH3)2、-P(O)(C2H5)2、-P(O)(C3H7)2、-P(O)(C4H9)2、-P(O)(C6H13)2、-P(O)CH3(C6H5)、-P(O)(H)(C6H5)等等。
在共同未決的美國專利5,786,517中描述了有機磷配體的具體的例舉性實例，本文引用該文獻的內容作為參考。
金屬-有機磷配體配位催化劑優選為均相形式。例如，可以制備預形成的氫化銠-羰基-有機磷配體催化劑并將其引入具體方法的反應混合物中。更優選，所述金屬-有機磷配體配位催化劑可以由銠催化劑前體衍生，可以將所述銠催化劑前體加到反應介質用于現場形成活性催化劑。例如，可以將銠催化劑前體如二羰基銠乙酰醋酮酸酯、RH2O3、Rh4(CO)12、Rh6(CO)16、Rh(NO3)3等等與有機磷配體一起加到反應混合物用于現場形成活性催化劑。
如上述，有機磷配體可以用作金屬-有機磷配體配位催化劑的配體和可以存在于本發明方法的反應介質中的游離有機磷配體。此外，應該理解雖然優選存在于本發明給定方法中的所述的金屬-有機磷配體配位催化劑的有機磷配體和任何過量的游離有機磷配體一般為相同類型的配體，但如果需要的話，不同類型的有機磷配體以及兩種或更多種不同有機磷配體的混合物可以用于任何給定方法的目的。
本發明的給定的方法的反應介質中存在的金屬-有機磷配體配位催化劑的數量僅需要提供給定的目標應用金屬濃度所需的最小數量，且所述催化劑數量將提供至少催化特定的目標方法所需的催化量的金屬的基礎。一般來說，作為游離金屬計算的范圍在大約1ppm-10,000ppm的金屬濃度，和范圍為大約1∶1或更小至大約200∶1或更大的催化劑溶液中配體與金屬摩爾比對大部分的方法是足夠的。
如上述，除了金屬-有機磷配體配位催化劑以外，可以在游離有機磷配體存在下實施本發明的方法，特別是加氫甲酰基化方法。雖然本發明的方法可以在任何過量的目標游離有機磷配體中完成，但游離有機磷配體的使用并不是絕對必需的。因此，一般來說反應介質中存在大約1.1或更少至大約200或更多(如果需要的話)摩爾每摩爾金屬(如銠)對大部分的方法是合適的，特別是關于銠催化的加氫甲酰基化；所用配體的數量為結合(配位)至存在的金屬上的配體數量與存在的游離(非配位的)配體的數量的總和。當然，如果需要的話，可以在任何時間以任何適宜的方式將組成配體提供給反所述方法的反應介質，以保持反應介質中游離配體的預定水平。
當然，本發明的方法包含的可允許的原料反應物的選擇取決于具體的目標合成。這些工藝條件在本技術中是己知。本發明的所有方法可以根據本技術中已知的常規程序完成。在Kirk-Othmer，Encyclopedia of Chemical Technology(化學技術百科全書)，第四版，1996中描述了進行本發明方法的例舉性的反應條件，本文引用相關部分作為參考。根據具體的方法，操作溫度的范圍可以為大約-80以℃或更低至大約500℃或更高，而操作壓力的范圍可以為大約1psig或更低至大約10,000psig或更大。
本發明的方法進行一段充足的時間以生產目標產物。所用的確切反應時間部分取決于諸如以下的因素溫度、壓力、原料的性質和比例等等。反應時間的范圍一般為大約1.5至大約200小時或更多，優選為小于大約1小時至大約10小時。
本發明的方法用于制備取代和未取代的旋光性和非旋光性化合物。由本發明的方法制備的例舉性化合物包括取代和未取代的醇或酚、胺、酰胺、醚或環氧化物、酯、酮、醛和腈。可以由本發明的方法(包括上文所述的原料化合物)制備的適宜的旋光性和非旋光性化合物的例子包括在在Kirk-Othmer，Encyclopedia ofChemical Technology(化學技術百科全書)，第四版，1996(本文引用相關部分作為參考)，和The Merck Index(默克索引)，AnEncyclopedia of Chemicals(化學品百科全書)，Drugs andBiologicals(藥物和生物制品)，第11版，1989(本文引用相關部分作為參考)中描述的可允許的化合物。
如上述，本發明的方法在一種或多種非極性溶劑和一種或多種極性溶劑存在下進行，或者在一種或多種非極性溶劑存在下進行然后與一種或多種極性溶劑混合，或者在一種或多種極性溶劑存在下進行然后與一種或多種非極性溶劑混合。根據所用的具體催化劑和反應物，適宜的非極性反應和萃取溶劑包括烷烴、環烷烴、烯烴、鏈二烯、醛、酮、醚、酯、胺、芳香族化合物、硅烷、硅氧烷、二氧化碳等等。不適宜的非極性溶劑的實例包括碳氟化合物和氟代烴。這些溶劑不適宜的原因是它們的高成本、環境污染的風險和形成多相的可能性。在一個實施方案中，所述一種或多種反應物、金屬-有機磷配體配位催化劑和任選的游離有機磷配體在非極性溶劑或極性溶劑中表現出充足的溶解度，從而不需要相轉移試劑或表面活性劑。
如果需要，可以使用一種或多種非極性溶劑的混合物。用于反應區的非極性溶劑的數量對本發明來說不是關鍵，而且對于給定的方法僅需足以提供具有特定金屬濃度的反應介質的數量。應該充分地控制用于分離區的非極性溶劑的數量以通過相分離獲得圖1的區域2、4和6所示的包含極性相和非極性相的兩種不可混溶的液相，并防止圖1的區域5所示的三種不可混溶的液相和圖1的區域1、3和7所示的一種均勻液相的形成或使其最小化。一般說來，所用的非極性溶劑的數量范圍為大約5wt.％或更少至大約99wt.％或更多，以反應混合物的總重量為基數。
用于本發明的例舉性的非極性反應和萃取溶劑包括丙烷、2，2-二甲基丙烷、丁烷、2，2-二甲基丁烷、戊烷、異丙醚、己烷、三乙胺、庚烷、辛烷、壬烷、癸烷、異丁酸異丁酯、三丁基胺、十一烷、2，2，4-三甲基戊基乙酸酯、異丁基庚基酮、二異丁基酮、環戊烷、環己烷、異丁基苯、正壬基苯、正辛基苯、正丁基苯、對二甲苯、乙苯、1，3，5-三甲基苯、間二甲苯、甲苯、鄰二甲苯、癸烯、十二烯、四癸烯、丁二烯和十七烷醛。例舉性的非極性溶劑的溶解度參數由下表給出。
表-例舉性的非極性溶劑的溶解度參數非極性溶劑 δ溶劑δ溶劑(cal/cm3)1/2(kJ/m3)1/2丙烷 5.76 3732，2-二甲基丙烷 6.10 395丁烷 6.58 4262，2-二甲基丁烷 6.69 433戊烷 7.02 454異丙醚7.06 457己烷 7.27 470三乙胺7.42 480庚烷 7.50 485辛烷 7.54 488壬烷 7.64 494癸烷 7.72 499
異丁酸異丁酯 7.74 501三丁基胺 7.76 502十一烷7.80 5052，2，4-三甲基戊基乙酸酯 7.93 513異丁基庚基酮 7.95 514二異丁基酮8.06 521環戊烷8.08 523環己烷8.19 530正壬基苯 8.49 549正辛基苯 8.56 554正丁基苯 8.57 554對二甲苯 8.83 571乙苯 8.84 5721，3，5-三甲基苯 8.84 572間二甲苯 8.88 574甲苯 8.93 578鄰二甲苯 9.06 586可以通過萃取和在極性或非極性萃取溶劑中的相分離而選擇性地回收本發明的目標產物。如上述，本發明的方法在一種或多種非極性溶劑和一種或多種極性溶劑存在下進行，或者在一種或多種非極性溶劑存在下進行然后與一種或多種極性溶劑混合，或者在一種或多種極性溶劑存在下進行然后與一種或多種非極性溶劑混合。優選通過使用適宜的極性或非極性萃取溶劑從反應產物液體中萃取目標反應產物，從而最小化或消除從反應產物液體中萃取一種或多種反應物、金屬-有機磷配體配位催化劑和任選的游離有機磷配體。在一個實施方案中，極性溶劑為優選包含至多大約30-40wt.％水的含水混合物。在另一實施方案中，極性溶劑為包含至多10wt.％的含水混合物。根據具體的目標產物，適宜的極性反應和萃取溶劑包括自腈、內酯、鏈烷醇、環狀縮醛、吡咯烷酮、甲酰胺、亞砜、水等等。在另一個實施方案中，極性溶劑不是伯鏈烷醇和水的組合。
如果需要，可以使用一種或多種不同極性溶劑的混合物。在一個實施方案中，極性溶劑或一種或多種不同極性溶劑的混合物的希爾德布蘭特溶解度參數應該小于大約13.5(cal/cm3)1/2或873(kJ/m3)1/2，優選小于大約13.0(cal/cm3)1/2或841(kJ/m3)1/2，更優選小于大約12.5(cal/cm3)1/2或809(kJ/m3)1/2。反應區中極性溶劑的用量對此主題發明不是關鍵，且對于任何給定的方法僅需足以從反應產物液體中萃取一種或多種產物的數量。應該充足地控制用于分離區的極性溶劑的數量以通過相分離獲得圖1的區域2、4和6所示的包含極性相和非極性相的兩種不可混溶的液相，并防止圖1的區域5所示的三種不可混溶的液相和圖1的區域1、3和7所示的一種均勻液相的形成或使其最小化。一般來說，極性溶劑的用量范圍可以為大約5wt.％或更小至大約50wt.％或更大，所述用量以反應產物液體的總重為基數。
例如，用于本發明的例舉性極性溶劑反應和萃取包括丙腈、1，3-二氧戊環、3-甲氧基丙腈、N-甲基吡咯烷酮、N，N-二甲基甲酰胺、2-甲基-2-噁唑啉、己二腈、乙腈、ε-己內酯、戊二腈、3-甲基-2-噁唑烷酮、水、二甲基亞砜和環丁砜。為本發明的目的，所述一種或多種產物可以用作極性反應溶劑。例舉性極性溶劑的溶解度參數在下表中給出。
表-例舉性極性溶劑的溶解度參數極性溶劑 δ溶劑δ溶劑(cal/cm3)1/2(kJ/m3)1/2丙腈 10.736941，3-二氧戊環 11.337333-甲氧基丙腈 11.37735N-甲基吡咯烷酮11.57748N，N-二甲基甲酰胺 11.767612-甲基-2-噁唑啉 12.00776己二腈12.05779乙腈 12.21790E-己內酯 12.66819環丁砜12.80828戊二腈13.10847二甲基亞砜13.108473-甲基-2-噁唑烷酮 13.33862水23.531522萃取獲得一種包含一種或多種反應物、金屬-有機磷配體配位催化劑、任選的游離有機磷配體與非極性或極性溶劑的相和至少一種包含一種或多種產物和極性和非極性溶劑的其它相是一種平衡方法。在此萃取操作中極性溶劑和非極性溶劑或反應產物液體的相對體積部分地由所用溶劑中的一種或多種反應物、金屬-有機磷配體配位催化劑、任選的游離有機磷配體和一種或多種產物，和欲萃取的目標產物的數量決定。例如，當萃取目標產物時，如果被萃取的目標產物在極性溶劑或非極性溶劑中表現出高溶解度并以較低的濃度存在于反應產物液體中，則可以使用較少的相對于反應產物液體的體積比率的極性或非極性溶劑萃取目標產物。上述的極性和非極性溶劑可以用作萃取溶劑。
而且，當目標產物的濃度變高時，一般需要增大極性或非極性溶劑與反應產物液體的比率，以從反應產物液體中萃取目標產物。當目標產物在極性或非極性溶劑中表現出較低的溶解度時，必須增大極性或非極性溶劑或萃取液的相對體積。一般地，極性或非極性溶劑或萃取液與反應產物液體的體積比可以在大約20∶1-大約1∶20的范圍內變化。
除了以上關于萃取溫度所述，使用高于具體方法的反應溫度的溫度是沒有意義的，而且可以通過使用低于所述方法反應溫度的萃取溫度獲得目標結果。根據具體的方法，萃取溫度的范圍為大約-80℃或更小至大約200℃或更大。應該充分地控制用于分離區的溫度和壓力以通過相分離獲得圖1的區域2、4和6所示的包含極性相和非極性相的兩種不可混溶的液相，并防止圖1的區域5所示的三種不可混溶的液相和圖1的區域1、3和7所示的一種均勻液相的形成或使其最小化。
用于混合反應產物液體和極性或非極性溶劑的時間，即相分離前的時間取決于直至兩相到達平衡狀態的速率。一般地，這種時間可以在1分鐘或更小至1小時或更長的時間范圍內變化。
在本發明的一個實施方案中，分離區中的萃取物通過相分離得到包含一種或多種未反應的反應物、金屬-有機磷配體配位催化劑、任選的游離有機磷配體和一種或多種非極性溶劑的非極性相和包含一種或多種有機磷配體降解產物、一種或多種反應副產物、一種或多種產物和一種或多種極性溶劑的極性相(“類型1”萃取方法)。本發明的類型1萃取方法部分是一種溶于兩種分離的液相的有機磷配體的平衡方法。這種類型的萃取方法的效率可以由有機磷配體的分配系數Kp1衡量，所述Kp1定義如下
當通過本發明的類型1的萃取方法將一種或多種目標產物分配在極性相和非極性相之間時，有機磷配體的Kp1值的水平可以保持大于大約5，優選大于大約7.5，更優選大于大約10，所述值取決于萃取方法的效率。如果Kp1值高，則所述有機磷配體將優先分配進入非極性相。Kp1中所用的有機磷配體的濃度包括游離有機磷配體和與金屬配位的有機磷配體。
本發明的類型1萃取方法還部分為一種溶于兩種分離的液相的一種或多種產物的平衡方法。所述萃取方法的效率可以由一種或多種產物的分配系數Kp2來衡量，所述Kp2定義如下 當通過本發明類型1萃取方法將一種或多種目標產物分配在非極性相和極性相之間時，產物的Kp2值可以保持在小于大約2，優選小于大約1.5，更優選小于大約1的水平，所述值取決于萃取方法的效率。如果所述的Kp2值低，則所述產物將優先分配進入極性相。
本發明類型1萃取方法還部分為一種溶于兩種分離的液相的一種或多種有機磷配體降解產物的平衡方法。所述萃取方法的效率可以由一種或多種有機磷配體降解產物的分配系數Kp3來衡量，所述Kp3定義如下
當通過本發明類型1萃取方法將一種或多種有機磷配體降解產物分配在非極性相和極性相之間時，有機磷配體降解產物的Kp3值可以保持在小于大約2，優選小于大約1.5，更優選小于大約1的水平，所述值取決于萃取方法的效率。如果所述的Kp3值低，則所述有機磷配體降解產物將優先分配進入極性相。
本發明類型1萃取方法還部分為一種溶于兩種分離的液相的一種或多種反應副產物的平衡方法。所述萃取方法的效率可以由一種或多種反應副產物的分配系數Kp4來衡量，所述Kp4定義如下 當通過本發明的萃取方法將一種或多種反應副產物分配在非極性相和極性相之間時，反應副產物的Kp4值可以保持在小于大約2，優選小于大約1.5，更優選小于大約1的水平，所述值取決于萃取方法的效率。如果所述的Kp4值低，則所述有反應副產物將優先分配進入極性相。
本發明類型1萃取方法以滿足三種分離標準的方式進行。所述三種標準在本文中指類型1萃取因子，且基于以上定義的分配系數的比率。所述類型1萃取因數所包含的關系包括相對于產物的有機磷配體的非極性相的選擇性、相對于有機磷配體降解產物的有機磷配體非極性相的選擇性和相對于反應副產物的有機磷配體非極性相的選擇性。所述三種類型1萃取因子如下所述。
定義相對于一種或多種產物的有機磷配體非極性相選擇性的類型1萃取因子為如下的分配系數比率 以上比率的Ef1值保持在大于大約2.5，優選大于大約3.0，更優選大于大約3.5的水平，所述的值取決于所述萃取方法的效率。如果此Ef1值高，則所述的萃取選擇性高。
定義相對于一種或多種有機磷配體降解產物的有機磷配體非極性相選擇性的類型1萃取因子為如下的分配系數比率 以上比率的Ef2值保持在大于大約2.5，優選大于大約3.0，更優選大于大約3.5的水平，所述的值取決于所述萃取方法的效率。如果此Ef2值高，則所述的萃取選擇性高。
定義相對于一種或多種反應副產物的有機磷配體非極性相選擇性的類型1萃取因子為如下的分配系數比率 以上比率的Ef3值保持在大于大約2.5，優選大于大約3.0，更優選大于大約3.5的水平，所述的值取決于所述萃取方法的效率。如果此Ef3值高，則所述的萃取選擇性高。
在本發明的另一個實施方案中，分離區中的萃取物通過相分離得到包含一種或多種未反應的反應物、金屬-有機磷配體配位催化劑、任選的游離有機磷配體和一種或多種極性溶劑的極性相和包含一種或多種有機磷配體降解產物、一種或多種反應副產物、一種或多種產物和一種或多種非極性溶劑的非極性相(“類型2”萃取方法)。本發明的類型2萃取方法部分是一種溶于兩種分離的液相的有機磷配體的平衡方法。這種類型的萃取方法的效率可以由有機磷配體的分配系數Kp1衡量，所述Kp1定義如下 當通過本發明的類型2的萃取方法將一種或多種目標產物分配在極性相和非極性相之間時，有機磷配體的Kp1值的水平可以保持大于大約5，優選大于大約7.5，更優選大于大約10，所述值取決于萃取方法的效率。如果Kp1值高，則所述有機磷配體將優先分配進入極性相。Kp1中所用的有機磷配體的濃度包括游離有機磷配體和與金屬配位的有機磷配體。
本發明的類型2萃取方法還部分為一種溶于兩種分離的液相的一種或多種產物的平衡方法。所述萃取方法的效率可以由一種或多種產物的分配系數Kp2來衡量，所述Kp2定義如下 當通過本發明類型2萃取方法將一種或多種目標產物分配在非極性相和極性相之間時，產物的Kp2值可以保持在小于大約2，優選小于大約1.5，更優選小于大約1的水平，所述值取決于萃取方法的效率。如果所述的Kp2值低，則所述有機磷配體將優先分配進入非極性相。
本發明類型2萃取方法還部分為一種溶于兩種分離的液相的一種或多種有機磷配體降解產物的平衡方法。所述萃取方法的效率可以由一種或多種有機磷配體降解產物的分配系數Kp3來衡量，所述Kp3定義如下 當通過本發明類型2萃取方法將一種或多種有機磷配體降解產物分配在非極性相和極性相之間時，有機磷配體降解產物的Kp3值可以保持在小于大約2，優選小于大約1.5，更優選小于大約1的水平，所述值取決于萃取方法的效率。如果所述的Kp3值低，則所述有機磷配體降解產物將優先分配進入非極性相。
本發明類型2萃取方法還部分為一種溶于兩種分離的液相的一種或多種反應副產物的平衡方法。所述萃取方法的效率可以由一種或多種反應副產物的分配系數Kp4來衡量，所述Kp4定義如下 當通過本發明類型2的萃取方法將一種或多種反應副產物分配在非極性相和極性相之間時，反應副產物的Kp4值可以保持在小于大約2，優選小于大約1.5，更優選小于大約1的水平，所述值取決于萃取方法的效率。如果所述的Kp4值低，則所述反應副產物將優先分配進入非極性相。
本發明類型2萃取方法以滿足三種分離標準的方式進行。所述三種標準在本文中指類型2萃取因子，且基于以上定義的分配系數的比率。所述類型萃取因數所包含的關系包括相對于產物的有機磷配體極性相的選擇性、相對于有機磷配體降解產物的有機磷配體極性相的選擇性和相對于反應副產物的有機磷配體極性相的選擇性。所述三種類型2萃取因子如下所述。
定義相對于一種或多種產物的有機磷配體極性相選擇性的類型2萃取因子為如下的分配系數比率 以上比率的Ef1值保持在大于大約2.5，優選大于大約3.0，更優選大于大約3.5的水平，所述的值取決于所述萃取方法的效率。如果此Ef1值高，則所述的萃取選擇性高。
定義相對于一種或多種有機磷配體降解產物的有機磷配體極性相選擇性的類型2萃取因子為如下的分配系數比率 以上比率的Ef2值保持在大于大約2.5，優選大于大約3.0，更優選大于大約3.5的水平，所述的值取決于所述萃取方法的效率。如果此Ef2值高，則所述的萃取選擇性高。
定義相對于一種或多種反應副產物的有機磷配體極性相選擇性的類型2萃取因子為如下的分配系數比率 以上比率的Ef3值保持在大于大約2.5，優選大于大約3.0，更優選大于大約3.5的水平，所述的值取決于所述萃取方法的效率。如果此Ef3值高，則所述的萃取選擇性高。
本發明的萃取方法可以分一個或多個階段進行。萃取體系優選具有多于一個在反應產物液體入口點之上和之下理論萃取階段。萃取階段的確切數目受資金成本和實現高萃取效率和操作簡化，以及萃取條件下的原料和目標反應產物的穩定性之間的最佳折衷支配。而且，本發明的萃取方法可以分批或連續方式進行。當連續進行時，所述的萃取可以直流或逆流方式進行，或者可以使用分級逆流萃取。適宜的分級逆流萃取法如在同一天申請的共同未決的美國專利申請(D-18040和D-18041)所述，本文引用其內容作為參考。在一個實施方案中，由反應區提供給分離區的反應產物液體優選包含至少5wt.％，優選至少10wt.％的一種或多種產物。
在一個優選的實施方案中，當從反應區向分離區供應反應產物液體時，反應產物液體首先通過過一個汽化器或蒸餾塔或其它分離裝置以移出至少一些產物、反應副產物和/或未反應的反應物。然后至少一部分所得的在產物、反應副產物和/或未反應的反應物中耗余的反應產物液體通入分級逆流萃取器。分級逆流萃取器之前分離可以基本上去除所有產物和主要量的反應副產物和未反應的反應物。在另一個實施方案中，分級逆流萃取器之前分離可以基本上去除主要量的反應副產物和未反應的反應物，而基本上所有的產物通入分級逆流萃取器。反應產物液體可以是單一均勻的液相或可以形成兩種或三種部分混溶的相。反應產物液體可以包含一種或多種固相。為本發明的目的，分離區包括但不限于一種或多種分級逆流萃取器、一種或多種汽化器、一種或多種蒸餾柱、一種或多種其它分離裝置，和它們的可允許的并聯或串聯的組合。優選地，以基本上等于反應區中反應產物液體形成的速率從分離區中移出一定量的一種或多種有機磷配體降解產物、一種或多種反應副產物和一種或多種產物，借此使在反應區的反應產物液體中一種或多種有機磷配體降解產物、一種或多種反應副產物和一種或多種產物保持在預定的水平。在包括通過汽化器或蒸餾柱或其它分離裝置進行中間分離的實施方案中，隨后的相分離可以通過液-液相分離、逆流萃取或分級逆流萃取進行。
參照圖1，該三元圖解鑒定用于處理均相催化的反應流出物的總溶劑體系的相特性。該三元圖解中的每一個區域均編號。區域1、3和7為單一液相。區域2、4、6為兩種可部分混溶的液相，而區域5為平衡狀態下存在三個不相混溶的液相的區域。所述的三個雙液相區域可以用于實現本文所述的分離。例如，如果使用非極性催化劑體系生產一種極性更大的產物，則應在區域6中進行催化劑產物分離操作。因此這些產物形成可以從包含催化劑的非極性萃取物中分離的單獨相。然后可以將產物送到第二萃取工藝(它在區域4中操作)，其中，它與極性溶劑體系接觸以進行另一種分離。第二分離的實例包括從產物中萃取配體降解產物和從不期望的副產物中分離目標產物。可以在催化劑產物分離開始和結束期間使用在區域2中鑒定的液-液體系，以確保在萃取分離方法中存在兩種不可混溶的液相。使用極性催化劑系統，類似方法可以用于產生非極性產物。在該實施例中，區域4可以用于影響從產物中分離催化劑，區域6可以用于分離或者從產物中萃取配體降解產物，或者從不需要的反應副產物中分離所需產物。
本發明中可以使用的例舉類型的萃取器包括柱、離心器、混合器-沉降器和混雜設備。可以使用的萃取器包括不攪拌的柱如噴啉、檔板盤，和填充、攪拌的柱如脈沖、旋轉攪拌和往復震動板式，混合器-沉降器如泵-沉降器、靜電混合器-沉降器和攪拌的混合器-沉降器，離心萃取器，如由Robatel、Luwesta、deLaval、Dorr Oliver、Bird和Podbielniak生產的萃取器，以及混雜萃取器如乳劑相接觸器和中空纖維膜。可以在Handbook of SolventExtraction(溶劑萃取手冊)，Krieger出版公司，Malabar，Fla.，1991中找到這些裝置的描述，本文引用所述文獻的內容作為參考。本發明所用的各種類型的萃取器可以任何組合方式組合以進行目標萃取。
存在三種優選的可以利用圖1所示的相特性體系的萃取器結構。第一，可以使反應產物液體流出物與溶劑體系緊密接觸，然后將其提供給設備以進行液-液相分離。這些設備包括但不限于以下所述的潷析器、聚結器、離心式除塵器、離心器等等。第二，可以在逆流萃取柱中使反應產物液體與溶劑體系緊密接觸。第三，可以在分級逆流萃取體系中使反應產物液體與兩種溶劑體系緊密接觸。在這種情況下，將兩種溶劑體系裝填到單一萃取體系的相反端，并將反應產物液體裝到兩種溶劑體系的之間的萃取器。
本文所用的“分級逆流萃取”意指包括但不限于一種通過在兩種不可混溶的溶劑之間分配原料物流而分離包含兩種或更多種物質的原料物流如反應產物液體的方法。所述兩種不可混溶的溶劑應該在整個萃取方法的溫度范圍內不可混溶。這種方法有時也稱雙溶劑萃取。分級逆流萃取可以包括使用級聯階段，萃取溶劑和欲萃取的溶液從級聯的相反端進入，其中極性相和非極性相逆流流過。存在多種可以進行分級逆流萃取操作的結構，而本發明無意受任何特定的分級逆流萃取結構的限制。例如，參見Theybal，Liquid Extraction(液體萃取)，第二版，McGraw-Hill BookCompany，紐約，1963，第275-276頁，本文引用其內容作為參考。
參照說明分級逆流萃取的圖2，將兩種溶劑體系裝填到單一萃取體系的相反端，并將反應產物液體裝到兩種溶劑體系的之間的萃取器。非極性溶劑萃取物和極性溶劑萃取物從所述萃取體系的相反端出來。其它的原料物流可以沿萃取器的高度加入。這些其它原料物流可以是來自所述方法其它地方的再循環物流或者可以將它們加入以改變萃取性質。所述的萃取體系可以包括單一萃取器或串聯或并聯的多萃取器。這些萃取器可以是相同或不同類型。
萃取之后，可以通過相分離回收本發明的目標產物，其中，可以從非極性相分離包含一種或多種產物和任何有機磷配體降解產物和反應副產物的極性相，或從極性相分離包含一種或多種產物和任何有機磷配體降解產物和反應副產物的非極性相。這些相分離技術可以對應于迄今用于常規方法的技術，并可以在萃取器或分離的液-液分離設備中實現。適宜的液-液分離設備包括但不限于潷析器、聚結器和離心器。在Handbook of Seperationprocess Technology(分離方法技術手冊)，ISBN 0-471-89558-X，John Wiley & Sons，Inc.，1987中描述了用于液-液相分離裝置的典型設備，本文引用其內容作為參考。在相分離中，從剩余反應產物液體層中分離萃取液層，例如極性或非極性溶劑和一種或多種有機磷配體降解產物、一種或多種反應副產物和一種或多種產物；然后可以通過常規方法如蒸餾法從不期望的有機磷配體降解產物和反應副產物中分離目標產物。應該理解，至少一部分未反應的反應物可以在極性或非極性相中混溶。
從自由能觀點來看，為了實現含磷配體在特定溶劑中的溶解或混溶，混合焓應該盡可能小。混合焓(ΔHm)可以由希爾德布蘭特方程(1)估算ΔHm＝ΦSΦLV(δ溶劑-δ配體)2(1)所述估算使用溶劑的溶解度參數(δ溶劑)和配體的溶解度參數(δ配體)，其中，V為混合物的摩爾體積，而ΦS和ΦL分別為溶劑和配體的體積分數。根據方程(1)，理想的配體溶劑具有與配體本身相同的溶解度參數，因此ΔHm＝0。但是，對于每一種配體，存在一個源自其溶解度參數的特征性范圍，它包含所有作為所述配體的溶劑的液體。一般地，溶解度參數在兩個單位的配體溶解度參數范圍內的溶劑或溶劑摻混物將溶解此配體；但是，有時可能存在該值的較大偏差，特別是如果存在強烈的氫鍵相互作用的話。因此方程(2)δ溶劑-δ配體＜2.0(cal/cm3)1/2(2)可以半定量地用于確定液體是否為給定配體的良好溶劑。在方程(2)中，δ溶劑和δ配體分別代表溶劑和配體的溶解度參數。
為了本發明的目的，可以由方程(3)計算溶劑的溶解度參數δ溶劑＝(ΔHv-RT)d/MW (3)其中，ΔHv為蒸發熱，R為氣體常數，T為絕對溫度，d為溶劑的密度，而MW為溶劑的分子量。以下文獻報道了大量溶劑的溶解度參數K.L.Hoy，“New Values of the SolubilityParameters from Vapor Pressure Data(來自蒸氣壓數據的新溶解度參數值)，”Journal of Paint Technology(油漆技術雜志)，42，(1970)，76。
含磷化合物的蒸發熱不可能容易地測得，因為這些化合物中的許多在高溫度下分解。而且，由于許多含磷化合物在室溫下為固體，因此密度的測量不方便。可以使用方程(4)計算以(cal/cm3)1/2為單位的含磷配體的溶解度參數。
δ配體＝(∑FT+135.1)/(0.01211+∑NiV1i)1000 (4)根據以下文獻提出的基團貢獻理論(1)K.L.Hoy，“NewValues of the Solubility Parameters from Vapor PressureData(來自蒸氣壓數據的新溶解度參數值)，”Journal of PaintTechnology(油漆技術雜志)，42，(1970)，76和(2)L.Constantinou，R Gani，J.P.O’Connell，“Estimation ofAcentric Factor and the Liquid Molar Volume at 298 K Usinga New Group Contribution Method(在298K下使用新基團貢獻法估算偏心因子和液體摩爾體積)，”Fluid Phase Equilibria(液相平衡)，103，(1995)，11；在方程(4)中，∑FT為所有基團摩爾吸引力常數的總和，而∑NiV1i為所有存在Ni次的一級液體摩爾體積常數V1i的總和。這些方法已延伸至包括79.4(cal/cm3)1/2/mol的基團摩爾吸引力常數和(＞P-)的0.0124m3/kmol的一級液體摩爾體積常數，所述數據來自在以下文獻中發現的三苯基膦數據T.E.Daubret，R.P.Danner，H.M.Sibul，和C.C.Stebbins，″DIPPRData Compilation of Pure Compound Properties(純化合物性能的DIPPR數據匯編)，″Project 801，Sponsor Release，1995年7月，Design Institute for Physical Property Data，AIChE，NewYork.N.Y。
本發明的方法可以分批或連續方式進行，如果需要的話再循環未消耗的原料。反應可以在多個串聯或并聯的反應區中進行，或者它可以分批或連續地在伸長的管狀區或一系列這樣的反應區中進行。例如，可以與多級反應器串聯使用返混反應器，并以返混反應器為先。所用建造材料應該在反應期間對原料惰性，且設備的建造應該能夠能夠禁得起反應溫度和壓力。加入和/或調節在反應期間分批或連續進入反應區的原料或成分的數量的方法可以在所述方法中方便地利用，以特別保持初始原料所需的摩爾比率。可以通過遞增加入一種原料至另一種原料而進行反應步驟。而且，反應步驟可以結合一起加入原料。當完全轉化是不期望或無法實現時，可以通過相分離從產物中分離原料，然后將原料再循環回反應區。
在本發明的方法結束時(或期間)，可以從本發明方法產生的反應混合物中回收目標產物。例如，在連續液體催化劑再循環方法中，可以將從反應區移出的液體反應混合物部分(包含產物、催化劑等)通入分離區，其中，可以通過相分離從液體反應混合物中萃取和分離目標產物，如果需要的話再進行純化。然后可以將剩余的含液體反應混合物的催化劑連同任何其它材料(如果需要的話)如未反應物一起，在其從產物中分離后與任何溶于液體反應物中的氫和一氧化碳一起再循環回反應區。
所述方法可以在搪瓷、不銹鋼或類似類型的反應裝置中進行。反應區可以配備一個或多個內部和/或外部熱交換器以控制不良的溫度波動，或防止任何可能的“失控”反應溫度。
本發明的方法可以分一個或多個反應步驟和多于一個反應階段進行。通過資金成本和獲得以下因素之間的最佳折衷而控制確切的反應步驟數目和階段高催化劑選擇性、活性、周期和操作容易性，以及所討論的原料的固有反應性和反應條件下原料與目標反應產物的穩定性。
在一個優選的實施方案中，加氫甲酰化方法包括將一種或多種取代或未取代烯烴轉化為一種或多種取代或未取代的醇。在一個優選的實施方案中，加氫甲酰化方法包括將一種或多種取代或未取代鏈二烯轉化為一種或多種取代或未取代的不飽和醇和/或將一種或多種取代或未取代的戊醛轉化為一種或多種取代或未取代的羥基醛和/或二醇。所述的加氫甲酰化方法可以分一個或多個步驟或階段進行，優選為單步驟方法。這里所用的“加氫甲酰化”意指包括所有可允許的加氫甲酰化方法，這些方法包括將一種或多種取代或未取代的烯烴轉化為一種或多種取代或未取代的醇和/或將一種或多種取代或未取代的戊醛轉化為一種或多種取代或未取代的羥基醛和/或二醇。在一個優選的實施方案中，加氫甲酰化方法包括使一種或多種取代或未取代的鏈二烯如丁二烯與一氧化碳和氫在金屬-配體配位催化劑如金屬-有機磷配體配位催化劑、助催化劑和任選的游離配體存在下反應，以生產一種或多種取代或未取代的不飽和醇如戊-1-醇；和/或使一種或多種取代或未取代戊醛與一氧化碳和氫在金屬-配體配位催化劑如金屬-有機磷配體配位催化劑、助催化劑和任選的游離配體存在下反應，以生產一種或多種取代或未取代羥基醛如6-羥基己醛。然后根據本發明的分離技術回收醇產物。用于本發明的優選的加氫甲酰化方法公開在以下的美國專利5,817,883中。
在另一個優選的實施方案中，還原加氫甲酰基化方法包括將一種或多種取代或未取代的烯烴轉化為一種或多種取代或未取代的醇。在一個優選的實施方案中，還原加氫甲酰基化方法包括將一種或多種取代或未取代的鏈二烯轉化為一種或多種取代或未取代的不飽和醇和/或將一種或多種取代或未取代戊醛轉化為一種或多種取代或未取代的羥基醛和/或二醇。所述還原加氫甲酰基化方法可以分一個或多個步驟或階段進行，優選單步驟方法。這里所述的術語“還原加氫甲酰基化”意指包括但不限于所有可允許的加氫甲酰基化、氫化和異構化方法，這些方法包括將一種或多種取代或未取代的烯烴轉化為一種或多種取代或未取代的醇和/或將一種或多種取代或未取代戊醛轉化為一種或多種取代或未取代的羥基醛和/或二醇。在一個優選的實施方案中，所述還原加氫甲酰基化方法包括使一種或多種取代或未取代的鏈二烯如丁二烯與一氧化碳和氫在金屬-配體配位催化劑如金屬-有機磷配體配位催化劑和任選的游離配體存在下反應，以生產一種或多種取代或未取代的不飽和醇如戊-1-醇；和/或使一種或多種取代或未取代戊醛與一氧化碳和氫在金屬-配體配位催化劑如金屬-有機磷配體配位催化劑和任選的游離配體存在下反應，以生產一種或多種取代或未取代的羥基醛如6-羥基己醛。然后根據本發明的分離技術回收醇產物。用于本發明的優選的還原加氫甲酰基化方法公開在以下的美國專利5,821,389中。
在另一個優選的實施方案中，加氫甲酰基化方法包括將一種或多種取代或未取代的烯烴轉化為一種或多種取代或未取代的醛。在一個優選的實施方案中，加氫甲酰基化方法包括將一種或多種取代或未取代的不飽和醇轉化為一種或多種取代或未取代的羥基醛和/或將一種或多種取代或未取代的不飽和酯轉化為一種或多種取代或未取代的甲酰酯。所述加氫甲酰基化方法可以分一個或多個步驟或階段進行，優選單步驟方法。這里所述的術語“加氫甲酰基化”意指包括但不限于所有可允許的加氫甲酰基化方法，這些方法包括將一種或多種取代或未取代的烯烴轉化為一種或多種取代或未取代的醛。在一個優選的實施方案中，所述加氫甲酰基化方法包括使一種或多種取代或未取代的醇如戊-1-醇與一氧化碳和氫在金屬-配體配位催化劑如金屬-有機磷配體配位催化劑和任選的游離配體存在下反應，以生產一種或多種取代或未取代的羥基醛如6-羥基醛。然后根據本發明的分離技術回收醛產物。用于本發明的優選的加氫甲酰基化方法公開在以下文獻中美國專利4,148,830、4,593,127、4,769,498、4,717,775、4,774,361、4,885,401、5,264,616、5,288,918、5,360,938、5,364,950、5,491,266、5,731,472、5,741,942、5,763,679、5,817,883和5,821,389，這里引用所述文獻的內容作為參考。在共同未決美國專利申請(D-17977、D-17978和D-17979)中公開了其它優選的用于本發明方法的加氫甲酰基化方法，本文引用所述文獻的內容作為參考。
由本發明的方法生產的產物如醛可以進行進一步的反應以提供其目標衍生物。這些可允許的衍生反應可以根據本技術中已知的常規方法完成。例舉性的衍生反應包括氫化、酯化、醚化、氨基化、烷基化、脫氫、還原、酰化、縮合、羧化、羰基化、氧化、環化、硅烷化等等，包括它們可允許的組合。本發明無意以任何方式受可允許的衍生反應或產物的可允許的衍生物的限制。
為本發明的目的，術語“烴”意指包括所有可允許的具有至少一個氫和一個碳原子的化合物。這些可允許的化合物還可以具有一個或多個雜原子。在廣義上，所述可允許的烴包括無環(具有或不具有雜原子)和環、支鏈和非支鏈、碳環和雜環、芳香和非芳香有機化合物，它們可以是取代或未取代的。
除非另外指出，本文所用的術語“取代的”意指包括所有可允許的有機化合物取代基。廣義上，可允許的取代基包括無環和環式、支鏈或非支鏈、碳環和雜環、芳香和非芳香有機化合物取代基。例舉性的取代基包括烷基、烷氧基、芳基、芳氧基、羥基、羥基烷基、氨基、氨基烷基、鹵素等等，其中，碳數的范圍為1至大約20或更多，優選為1至大約12。對于適宜的有機化合物，可允許的取代基可以是一種或多種和相同或不同的。本發明不意在以任何方式受可允許的有機化合物取代基限制。
表現出圖1所示的相特性的例舉性體系如下表所述。

權利要求
1.一種從包含金屬-有機磷配體配位催化劑、任選的游離有機磷配體、一種或多種產物、一種或多種非極性反應溶劑和一種或多種極性反應溶劑的反應產物液體中分離一種或多種產物的方法，其中，所述反應產物液體表現出圖1所示的相特性，其中，所述方法包括(1)將來自反應區的所述反應產物液體提供給分離區，(2)控制所述一種或多種非極性反應溶劑和所述一種或多種極性反應溶劑的濃度、所述分離區的溫度和壓力，從而足以通過相分離獲得圖1的區域2、4和6所示的包含極性相和非極性相的兩種不可混溶的液相，并防止圖1的區域5所示的三種不可混溶的液相和圖1的區域1、3和7所示的一種均勻液相的形成或使其最小化，和(3)從所述非極性相中回收所述極性相，或從所述極性相中回收所述非極性相。
2.一種從包含一種或多種未反應的反應物、金屬-有機磷配體配位催化劑、任選的游離有機磷配體、一種或多種有機磷配體降解產物、一種或多種反應副產物、一種或多種產物、一種或多種非極性反應溶劑和一種或多種極性反應溶劑的反應產物液體中分離所述一種或多種有機磷配體降解產物、所述一種或多種反應副產物和一種或多種產物的方法，其中，所述反應產物液體表現出圖1所示的相特性，其中，所述方法包括(1)將來自反應區的所述反應產物液體提供給分離區，(2)控制所述一種或多種非極性反應溶劑和所述一種或多種極性反應溶劑的濃度、所述分離區的溫度和壓力，從而足以通過相分離獲得圖1的區域2、4和6所示的包含極性相和非極性相的兩種不可混溶的液相，并防止圖1的區域5所示的三種不可混溶的液相和圖1的區域1、3和7所示的一種均勻液相的形成或使其最小化，和(3)從所述非極性相中回收所述極性相，或從所述極性相中回收所述非極性相。
3.一種用于生產一種或多種產物的方法，所述方法包括(1)在反應區中，在金屬-有機磷配體配位催化劑、任選的游離有機磷配體、一種或多種非極性反應溶劑和一種或多種極性反應溶劑存在下，使一種或多種反應物反應形成包含所述金屬-有機磷配體配位催化劑、所述任選的游離有機磷配體、所述一種或多種產物、所述一種或多種非極性反應溶劑和所述一種或多種極性反應溶劑的反應產物液體，其中，所述反應產物液體表現出圖1所示的相特性；(2)將來自所述反應區的所述反應產物液體提供給分離區，(3)控制所述一種或多種非極性反應溶劑和所述一種或多種極性反應溶劑的濃度、所述分離區的溫度和壓力，從而足以通過相分離獲得圖1的區域2、4和6所示的包含極性相和非極性相的兩種不可混溶的液相，并防止圖1的區域5所示的三種不可混溶的液相和圖1的區域1、3和7所示的一種均勻液相的形成或使其最小化，和(4)從所述非極性相中回收所述極性相，或從所述極性相中回收所述非極性相。
4.一種用于生產一種或多種產物的方法，所述方法包括(1)在反應區中，在金屬-有機磷配體配位催化劑、任選的游離有機磷配體、一種或多種非極性反應溶劑和一種或多種極性反應溶劑存在下，使一種或多種反應物反應形成包含一種或多種未反應的反應物、所述金屬-有機磷配體配位催化劑、所述任選的游離有機磷配體、一種或多種有機磷配體降解產物、一種或多種反應副產物、所述一種或多種產物、所述一種或多種非極性反應溶劑和所述一種或多種極性反應溶劑的反應產物液體，其中，所述反應產物液體表現出圖1所示的相特性；(2)將來自所述反應區的所述反應產物液體提供給分離區，(3)控制所述一種或多種非極性反應溶劑和所述一種或多種極性反應溶劑的濃度、所述分離區的溫度和壓力，從而足以通過相分離獲得圖1的區域2、4和6所示的包含極性相和非極性相的兩種不可混溶的液相，并防止圖1的區域5所示的三種不可混溶的液相和圖1的區域1、3和7所示的一種均勻液相的形成或使其最小化，和(4)從所述非極性相中回收所述極性相，或從所述極性相中回收所述非極性相。
5.根據權利要求1所述的方法，其中，(i)所述非極性相包含所述金屬-有機磷配體配位催化劑、所述任選的游離有機磷配體和所述一種或多種非極性反應溶劑，而所述極性相包含所述一種或多種產物和所述一種或多種極性反應溶劑，或者(ii)所述極性相包含所述金屬-有機磷配體配位催化劑、所述任選的游離有機磷配體和所述一種或多種極性反應溶劑，而所述非極性相包含所述一種或多種產物和所述一種或多種非極性反應溶劑。
6.根據權利要求2所述的方法，其中，(i)所述非極性相包含一種或多種未反應的反應物、所述金屬-有機磷配體配位催化劑、所述任選的游離有機磷配體和所述一種或多種非極性反應溶劑，而所述極性相包含所述一種或多種有機磷配體降解產物、所述一種或多種反應副產物、所述一種或多種產物和所述一種或多種極性反應溶劑，或者(ii)所述極性相包含所述一種或多種未反應的反應物、所述金屬-有機磷配體配位催化劑、所述任選的游離有機磷配體和所述一種或多種極性反應溶劑，而所述非極性相包含所述一種或多種有機磷配體降解產物、所述一種或多種反應副產物、所述一種或多種產物和所述一種或多種非極性反應溶劑。
7.根據權利要求1所述的方法，其中，(i)有機磷配體在非極性相和極性相之間的分配系數Kp1表示如下 其中，Kp1為大于大約5的值，和(ii)一種或多種產物在非極性相和極性相之間的分配系數Kp2表示如下 其中，Kp2為小于大約2.0的值。
8.根據權利要求1所述的方法，其中，(i)有機磷配體在極性相和非極性相之間的分配系數Kp1表示如下 其中，Kp1為大于大約5的值，和(ii)一種或多種產物在極性相和非極性相之間的分配系數Kp2表示如下 其中，Kp2為小于大約2.0的值。
9.根據權利要求2所述的方法，其中，(i)相對于所述一種或多種產物的有機磷配體的非極性相選擇性由以下分配系數比率Ef1表示 其中，所述分配系數Kp1為萃取后非極性相中有機磷配體的濃度與萃取后極性相中有機磷配體的濃度的比率，所述分配系數Kp2為萃取后非極性相中產物濃度與萃取后極性相中產物濃度的比率，且所述的Ef1為大于大約2.5的值，(ii)相對于一種或多種有機磷配體降解產物的有機磷配體的非極性相選擇性由以下分配系數比率Ef2表示 其中，所述分配系數Kp1如以上定義，所述分配系數Kp3為萃取后非極性相中有機磷配體降解產物濃度與萃取后極性相中有機磷配體降解產物濃度的比率，且所述Ef2為大于大約2.5的值，和(iii)相對于一種或多種反應副產物的有機磷配體的非極性相選擇性由以下分配系數比率Ef3表示 其中，所述分配系數Kp1如以上定義，所述分配系數Kp4為萃取后非極性相中反應副產物濃度與萃取后極性相中反應副產物濃度的比率，且所述Ef3為大于大約2.5的值。
10.根據權利要求2所述的方法，其中，(i)相對于所述一種或多種產物的有機磷配體的極性相選擇性由以下分配系數比率Ef1表示 其中，所述分配系數Kp1為萃取后極性相中有機磷配體的濃度與萃取后非極性相中有機磷配體的濃度的比率，所述分配系數Kp2為萃取后極性相中產物濃度與萃取后非極性相中產物濃度的比率，且所述的Ef1為大于大約2.5的值，(ii)相對于一種或多種有機磷配體降解產物的有機磷配體的極性相選擇性由以下分配系數比率Ef2表示 其中，所述分配系數Kp1如以上定義，所述分配系數Kp3為萃取后極性相中有機磷配體降解產物濃度與萃取后非極性相中有機磷配體降解產物濃度的比率，且所述Ef2為大于大約2.5的值，和(iii)相對于一種或多種反應副產物的有機磷配體的極性相選擇性由以下分配系數比率Ef3表示 其中，所述分配系數Kp1如以上定義，所述分配系數Kp4為萃取后極性相中反應副產物濃度與萃取后非極性相中反應副產物濃度的比率，且所述Ef3為大于大約2.5的值。
11.根據權利要求3所述的方法，所述方法包括加氫甲酰基化、加氫酰化(分子內和分子間)、氫氰化、加氫酰胺化、加氫酯化、氨解、醇解、加氫甲酰化、還原加氫甲酰基化、氫化、低聚反應、甲酸化、羰基化、異構化或轉移氫化方法。
12.根據權利要求1所述的方法，其中，所述一種或多種非極性反應溶劑選自烷烴、環烷烴、烯烴、鏈二烯、醛、酮、醚、酯、胺、芳香化合物、硅烷、硅氧烷、二氧化碳及其混合物，且所述的一種或多種極性反應溶劑選自腈、內酯、鏈烷醇、環狀縮醛、吡咯烷酮、甲酰胺、亞砜、水及其混合物。
13.根據權利要求12所述的方法，其中，所述一種或多種非極性反應溶劑選自丙烷、2，2-二甲基丙烷、丁烷、2，2-二甲基丁烷、戊烷、異丙基醚、己烷、三乙胺、庚烷、辛烷、壬烷、癸烷、異丁酸異丁酯、三丁基胺、十一烷、2，2，4-三甲基戊基乙酸酯、異丁基庚基酮、二異丁基酮、環戊烷、環己烷、異丁基苯、正壬基苯、正辛基苯、正丁基苯、對二甲苯、乙苯、1，3，5-三甲基苯、間二甲苯、甲苯、鄰二甲苯、癸烯、十二烯、四癸烯、丁二烯、十七醛及其混合物，而所述一種或多種極性反應溶劑選自丙腈、1，3-二氧戊環、3-甲氧基丙腈、1-甲基-2-吡咯烷酮、N，N-二甲基甲酰胺、2-甲基-2-噁唑啉、己二腈、乙腈、ε-己內酯、戊二腈、3-甲基-2-噁唑烷酮、二甲基亞砜、環丁砜、水及其混合物。
14.根據權利要求1所述的方法，其中，所述金屬-有機磷配體配位催化劑包含與下式表示的有機磷配體配位的銠(i)下式表示的三有機膦配體 其中，R1相同或不同并代表包含1-24或更多個碳原子的取代或未取代的單價烴基；(ii)下式表示的單有機亞磷酸酯 其中，R3代表含4-40或更多個碳原子的取代或未取代的三價烴基；(iii)下式表示的二有機亞磷酸酯 其中，R4代表包含4-40或更多個碳原子的取代或未取代的二價烴基，而W代表包含1-18或更多個碳原子的取代或未取代的單價烴基；(iv)下式表示的三有機亞磷酸酯 其中，每個R8相同或不同并代表取代或未取代的單價烴基；和(v)下式表示的包含兩個或更多個叔(三價)磷原子的有機多亞磷酸酯 其中，X1代表包含2-40個碳原子的取代或未取代的n價烴橋基，每個R9相同或不同并代表包含4-40個碳原子的二價烴基，每一個R10相同或不同并代表包含1-24個碳原子的取代或未取代的單價烴基，a和b可以相同或不同且每一個的值為0-6，附帶條件是a+b之和為2-6，而n等于a+b。
15.根據權利要求3所述的方法，其中，所述分離區包括一個或多個汽化器、一個或多個蒸餾柱、一個或多個分級逆流萃取器，或者它們的可允許的串聯或并聯組合。
16.根據權利要求15所述的方法，其中，(i)所述反應產物液體首先通過汽化器或蒸餾柱或其它分離裝置以移出至少一些產物、反應副產物和/或未反應的反應物，然后所得的在產物、反應副產物和/或未反應的反應物中耗余的反應產物液體通入分級逆流萃取器，或者(ii)所述反應產物液體首先通過汽化器或蒸餾柱或其它分離裝置以移出至少一些反應副產物和/或未反應的反應物，然后所得的在反應副產物和/或未反應的反應物中耗余的反應產物液體通入分級逆流萃取器。
17.根據權利要求3所述的方法，其中，(i)所述一種或多種反應物包含一種或多種鏈二烯，而所述一種或多種產物包含一種或多種不飽和醇，(ii)所述一種或多種反應物包含一種或多種不飽和醇，而所述一種或多種產物包含一種或多種羥基醛，(iii)所述一種或多種反應物包含一種或多種不飽和醛，而所述一種或多種產物包含一種或多種二醛，或者(iv)所述一種或多種反應物包含一種或多種不飽和腈，而所述一種或多種產物包含一種或多種甲酰腈。
18.一種包含一種或多種產物的反應混合物，其中，所述反應混合物由根據權利要求3所述的方法制備。
19.根據權利要求3所述的方法，所述方法還包括衍生一種或多種產物，其中，所述衍生反應包括氫化、酯化、醚化、氨基化、烷基化、脫氫、還原、酰化、縮合、羧化、羰基化、氧化、環化、還原氨基化、硅烷化、水解、聚合、共聚及其可容許的組合。
20.根據權利要求1所述的方法，其中，所述相分離包括液-液相分離、逆流萃取或分級逆流萃取。
全文摘要
本發明涉及一種從包含金屬－有機磷配體配位催化劑、任選的游離有機磷配體、一種或多種產物、一種或多種非極性反應溶劑和一種或多種極性反應溶劑的反應產物液體中分離一種或多種產物的方法，其中，所述反應產物液體表現出圖1所示的相特性，其中，所述方法包括(1)將來自反應區的所述反應產物液體提供給分離區，(2)控制所述一種或多種非極性反應溶劑和所述一種或多種極性反應溶劑的濃度、所述分離區的溫度和壓力，從而足以通過相分離獲得圖1的區域2、4和6所示的包含極性相和非極性相的兩種不可混溶的液相，并防止圖1的區域5所示的三種不可混溶的液相和圖1的區域1、3和7所示的一種均勻液相的形成或使其最小化，和(3)從所述非極性相中回收所述極性相，或從所述極性相中回收所述非極性相。
文檔編號C07C45/00GK1427807SQ01809163
公開日2003年7月2日 申請日期2001年3月14日 優先權日2000年3月15日
發明者J·S·卡內爾, D·R·布賴恩特, B·M·勒施, A·G·菲利普斯 申請人:聯合碳化化學及塑料技術公司