Способ получения -метилстирола и способ получения термостойкого сополимера на основе стирола с использованием -метилстирола

Способ получения -метилстирола и способ получения термостойкого сополимера на основе стирола с использованием -метилстирола

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится данное изобретение

Настоящее изобретение относится к способу получения высокочистого α-метилстирола в качестве мономера полимеризации. Конкретнее, настоящее изобретение относится к способу очистки α-метилстирола до высокой чистоты удалением полярных веществ, таких как альдегиды и кетоны, содержащихся в следовых количествах в α-метилстироле, посредством реакции в присутствии основного вещества, посредством чего можно достигнуть эффективного удаления без необходимости сложного процесса. Кроме того, настоящее изобретение относится к сополимеру на основе стирола, имеющему небольшое окрашивание и исключительную термостойкость, устойчивость к атмосферному воздействию, устойчивость к плавлению, пластичность, сопротивление деформированию и жесткость, который можно получить используя данный мономер.

Уровень техники

Смолы на основе стирола применяют в чрезвычайно широком диапазоне применений не только в результате того, что они выполнены из высококачественного материала по показателю прозрачности, жесткости, устойчивости к деформации и тому подобное, но также и в результате того, что их можно производить в различных формах, таких как катаные листы, пленки, вспененные листы, вспененные панели и перерабатываемые литьем с раздувом изделия, и, так как многие смолы на основе стирола можно получить дешево и в большом объеме посредством крупномасштабной полимеризации, применяя радикальную полимеризацию, полимеризацию в растворе с применением высокой концентрации мономера, полимеризацию в суспензии или эмульсионную полимеризацию.

Несмотря на то, что обычные примеры смол на основе стирола включают в себя полистирол (GPPS), стирол/акрилонитрил (AS), стирол/метилметакрилат (MS), стирол/метакриловая кислота (SMAA), стирол/малеиновый ангидрид (SMA) и тому подобное, гомополимеры стирола (полистирол (GPPS)) применяются наиболее универсально.

Полистирол имеет множество превосходных свойств и, так как он является дешевым, то имеет большую важность применения, и его используют в различных областях. Некоторые основные области применения указаны ниже.

Использование для упаковки

Контейнеры для пищи (листовой пенопласт: PSP), контейнеры для посуды (листовой пенопласт: PSP), бесцветные чашки, ложки, вилки, упаковочные листы для овощей и (двухосно-ориентированные листы), покрытие для окон.

Использование в бытовых электроприборах

Телевизионная система, кондиционер и в основном упаковка оборудования, поддоны для электрохолодильника, кассеты, MD и MO оболочки

Разные предметы домашнего обихода

Игрушки, канцелярские принадлежности и материалы

Применение в строительных материалах

Изоляция (вспененные панели), маты татами (вспененные панели).

Однако существовали некоторые области применения, которые не удовлетворялись даже свойствами данной смолы, такие как области применения, которые ограничивали данную смолу в применении из-за недостаточной термостойкости. Конкретнее, так как термостойкость GPPS составляет около 100°C (температура стеклования), то в областях применения, включающих контакт с горячим паром, при дезинфекции посредством кипячения, областях применения упаковки для пищевых продуктов, требующих нагревания в микроволновой печи, или областях применения, включающих литые автозапчасти, подверженные воздействию высоких температур летом, данную смолу нельзя применять без риска вызвать деформацию литых изделий.

Один способ усиления термостойкости полистирола может включать в себя сополимеризацию стирола с мономером, содержащим полярную функциональную группу, примеры которой могут включать сополимеры стирола и метакриловой кислоты (SMAA), сополимеры стирола и малеинового ангидрида (SMA) и сополимеры стирола и малеимидного ангидрида. Термостойкость можно произвольно изменять посредством контролирования количества мономера, содержащего полярную функциональную группу, в композиции сополимера. Например, обычный пример термостойкой смолы на основе стирола в виде SMAA имеет температуру термостойкости по Вику от 105 до 125°C. Однако если полимеры, имеющие полярную функциональную группу, подвергаются воздействию высоких температур, то происходит реакция сшивания полимерной цепи из-за побочных реакций полярных групп, и в результате образуются гелеобразные вещества, которые вызывают снижение технологичности литья, обусловленное повышенной вязкостью, таким образом препятствуя удовлетворительному применению данных полимеров потребителями с точки зрения качества и продуктивности.

Кроме того, повышенная подверженность возникновению реакций сшивания при условиях, когда расплав находится при высокой температуре, подразумевает повышенную подверженность полимеров с высоким молекулярным весом деформации в течение процесса литья, таким образом затрудняя утилизацию и повторное применение смол. Например, при получении изделия литьем под давлением, конечные материалы (скелеты) получаются в процессе образования компонентов центрального литника и распределительного литника и при получении литых изделий из двухосно-ориентированных листов, или вспененных листов. Они обычно повторно используются посредством частичного перемешивания с исходными гранулами после измельчения или разрезания, или обычно повторно применяются посредством частичного перемешивания в универсальных смолах, таких как полистирол.

Однако повторное применение становится трудным, если характеристики текучести смолы изменяются из-за сшивания полимеров с высоким молекулярным весом в процессе формования из расплава, и существовала проблема ограничений, которые накладываются на применение данных смол для переработки в исходные гранулы. Кроме того, сополимеры, содержащие полярную функциональную группу, обычно имеют недостаточную совместимость с полистиролом и даже при перемешивании посредством плавления они не только приводят к ухудшению механических характеристик, но также вызывают потерю прозрачности, таким образом препятствуя переработке данных сополимеров с универсальным полистиролом.

Так как усиленный акцент делается на эффективное применение смол в последние годы, то были разработаны и осуществлены различные типы способов возвращения в оборот. Смолы, которые способны возвращаться в оборот, восстанавливаться и повторно применяться, являются обязательным требованием на рынках смол будущего. Смолы, разрабатываемые в будущем, обязательно будут смолами, которые способны эффективно возвращаться в оборот, почти не подвергаясь никакому уменьшению молекулярного веса или образованию мономеров из-за разрыва полимерной цепи, даже при прохождении нескольких циклов формования из расплава. Таким образом, существует необходимость разработки смол, проявляющих более высокую устойчивость к плавлению, чем общепринятые сополимеры на основе стирола.

Другой проблемой общепринятых термостойких смол на основе стирола был узкий ассортимент условий обработки в процессе литья. Улучшение термостойкости сополимера является равноценным улучшению температуры, при которой полимерная цепь становится текучей. Таким образом, если нужно получить характеристики текучести, схожие с характеристиками полистирола в процессе литья, то необходимо поднять температуру проведения процесса, соответствующую улучшению термостойкости. Однако в случае сополимеров на основе стирола, содержащих полярную функциональную группу, соответствующая температура начала разложения не улучшает термостойкость. Следовательно, диапазон температур процесса литья становится узким и в результате, существовали проблемы в отношении приведения к понижению продуктивности и качества.

Существуют также способы улучшения термостойкости смол на основе стирола, как, например, посредством применения мономера, который не содержит полярную функциональную группу. Например, сополимер стирола и α-метилстирола, как известно, показывает увеличение температуры стеклования, так как увеличивается содержание α-метилстирола (см., например, непатентный документ 1).

Однако в случае попытки сополимеризовать стирол и α-метилстирол, применяя обычный процесс промышленного производства в виде радикальной полимеризации в растворе, ни один из данных способов нельзя было применять в промышленном масштабе из-за многочисленных проблем, которые указаны ниже:

1) полимеризация с высоким молекулярным весом является трудной из-за низкой температуры деструкции α-метилстирола около 60°C;

2) намеченную термостойкость нельзя получить из-за ограничений на содержание α-метилстирола в сополимере; и

3) термическое разложение сополимера легко возникает в зависимости от условий процесса литья из-за плохой термостойкости в процессе плавления, таким образом приводя к образованию мономерных компонентов и подверженности уменьшению молекулярного веса.

С другой стороны, так как α-метилстирол может подвергаться живой анионной полимеризации посредством применения инициатора бутиллития, сополимеры стирола и α-метилстирола также можно получить посредством живой анионной полимеризации (см., например, Патентный документ 1).

Следовательно, был предложен способ решения проблем радикальной полимеризации в растворе посредством осуществления живой анионной полимеризации в соответствии со способом непрерывной живой полимеризации, применяя тип реактора полимеризации с идеальным смешением (см., например, Патентный документ 2). Данный способ характеризуется осуществлением полимеризации, применяя непрерывный тип реактора идеального смешения, таким образом, чтобы концентрации мономера α-метилстирола, мономера стирола и живого сополимера, присутствующего в реакционной системе живой полимеризации, остаются постоянными в любой момент времени, и предлагает следующие эффекты:

1) высокомолекулярная полимеризация является возможной из-за применения способа живой полимеризации;

2) содержание α-метилстирола в сополимере можно контролировать, так как концентрацию в реакционной системе можно поддерживать постоянной; и,

3) термостойкость в процессе плавления улучшается из-за отсутствия связей голова к голове, связей хвост к хвосту и других неустойчивых связей в главной цепи сополимера, из-за применения анионной полимеризации.

Однако живая анионная полимеризация является обычно подверженной эффектам примесей, содержащихся в сырье. В частности, активные анионы, как известно, легко реагируют с полярными веществами, такими как вода, альдегиды, кетоны и спирты. Если в реакционной системе анионной полимеризации присутствуют полярные вещества, даже в следовых количествах, то активные анионы реагируют с полярными веществами, приводя к образованию устойчивых связей, таким образом, вызывая проблему прерывания полимеризации. Следовательно, при осуществлении живой анионной полимеризации необходимо уменьшить количество полярных веществ в сырье, а поступление полярных веществ в реакционную систему необходимо подавить насколько возможно.

Кроме того, упомянутые выше полярные вещества и продукты реакции активных анионов и полярных веществ подвергаются разложению в течение процесса полимеризации, приводя к возможности образования окрашенных веществ. В данном случае это может привести к окрашиванию полимера или ухудшению физических характеристик полимера, таким образом делая это неприемлемым. С этой точки зрения, кроме того, полярные вещества удаляют из сырья предпочтительно насколько возможно.

Однако обычный процесс промышленного производства α-метилстирола представляет собой кумол-фенольное промышленное производство. Данное кумол-фенольное промышленное производство включает стадию, в которой гидропероксид кумола, полученный посредством окисления кумолового сырья, концентрируется до от 80 до 85%, после чего следует кислотное разложение на фенол и ацетон и нейтрализация/промывание. Полученный неочищенный фенол содержит такие вещества, как ацетон, вода, кумол, α-метилстирол и фенол, а очищенный фенол получают из данного неочищенного фенола посредством перегонки, тогда как в то же самое время разделяются и регенерируются ацетон и α-метилстирол соответственно (см., например, патентные документы 3 и 4).

Однако в случае попытки соответствующего разделения и регенерирования ацетона и α-метилстирола одновременно с получением очищенного фенола, применяя описанный выше процесс, возникают следующие проблемы. А именно, вещества, имеющие температуру кипения, близкую к температуре α-метилстирола, для которого разделение посредством перегонки является трудным, присутствуют среди полярных веществ, таких как альдегиды и кетоны, полученные как побочные продукты в течение процесса получения фенола. Таким образом, полярные вещества перестают загрязнение α-метилстирола в качестве примесей в случае только очистки перегонкой.

Кроме того, способ осуществляется с целью удаления примесей, содержащих полярные вещества, включает поставку неочищенного α-метилстирола в щелочной промывной бак перед перегонкой и промыванием в баке, за которыми следует поставка в дистилляционную колонну, для того чтобы регенерировать продукт α-метилстирол (см., например, патентные документы 5 и 6). Однако в случае промывания в щелочном промывном баке в соответствии с вышеупомянутым способом, так как растворимость полярных веществ в щелочном растворе является неудовлетворительной, то полярные вещества перестают оставаться в α-метилстироле, таким образом препятствуя удалению следовых количеств полярных веществ. Кроме того, хотя также были рассмотрены способы, включающие реагирование полярных веществ в щелочном промывном баке, для того чтобы получить вещества с низкой летучестью, и увеличение разницы в относительной летучести между данными веществами и α-метилстиролом, после чего следует перегонка, в данном случае, полярные вещества нельзя удалить, если только реакцию не провести почти на 100%.

С другой стороны, пример обычного способа очистки мономеров полимеризации в виде стиролов в лаборатории может включать промывание щелочным веществом, таким как водный раствор тиосульфата натрия или водный раствор гидроксида натрия и воды, после чего следует сушка и перегонка (см., например, непатентный документ 2). Однако хотя упомянутый выше способ делает возможным исключение применения ингибитора полимеризации, пероксида и полимера, нельзя полностью удалить полярные вещества из α-метилстирола по тем же самым причинам, что и в случае промывания в щелочном промывном баке, как описано выше.

Кроме того, хотя был указан способ, включающий добавление алкиллития и тому подобное к мономерам перед полимеризацией, для того чтобы дезактивировать полярные вещества, после чего следует перегонка, в данном случае, так как значительные количества полимеров, олигомеров и тому подобное образуются, сопутствуя реакции, то данный способ считается промышленно неподходящим. Кроме того, мономеры могут становиться загрязненными олигомерами в зависимости от условий перегонки, таким образом, имея возможность оказания отрицательного влияния на полимеризацию.

Другой пример способа очистки α-метилстирола может включать очистку с применением колонки, заполненной силиикагелем, окисью алюминия или ионообменной смолой и тому подобное (см., например, патентный документ 2 и непатентный документ 3). Однако данные наполнители обычно содержат кислотные или основные компоненты. А именно, в вышеупомянутом способе существует возможность присутствия кислотного компонента в наполнителе, вызывающего образование олигомеров α-метилстирола с низким молекулярным весом, или присутствия основного компонента в наполнителе, вызывающего разложение полярных веществ до конденсатов с высоким молекулярным весом. Образованные олигомеры или конденсаты с высоким молекулярным весом загрязняют мономеры в колонке, и если полимеризация осуществляется с применением данных загрязненных мономеров, то существует риск того, что полимеризация будет прервана или реакция будет замедлена иначе. Кроме того, так как данные олигомеры и конденсаты с высоким молекулярным весом имеют низкую летучесть, то их невозможно удалить из полимеризованного раствора полимера, и они перестают загрязнять конечный полученный полимер. В результате возникают проблемы, приводящие к ухудшению эксплуатационных параметров полимера в виде уменьшения термостойкости полученного полимера или пожелтения.

Как было описано выше, ни один из способов известного уровня техники не применяется эффективно в промышленном масштабе как способ очистки α-метилстирола.

Патентный документ 1: Японская публикация патента № H6-10219.

Патентный документ 2: Японская патентная заявка, опубликованная № 2006052346.

Патентный документ 3: Японская патентная заявка, опубликованная № S55-94326.

Патентный документ 4: Японская публикация патента № S64-7058.

Патентный документ 5: Японская патентная заявка, опубликованная № 200086559.

Патентный документ 6: Японская патентная заявка, опубликованная № H3-258733.

Непатентный документ 1: Journal of Applied Polymer Science, Т. 41, стр.383 (1990).

Непатентный документ 2: R.H. Boundry, R.F. Boyer, "Styrene, its Polymers, Copolymers and Derivatives", Reinhold (1952).

Непатентный документ 3: Journal of Applied Polymer Science, т. 40, стр. 41 (1990).

Раскрытие изобретения

Задачи, решаемые посредством данного изобретения

Объектом настоящего изобретения является обеспечение способа очистки α-метилстирола, обеспечивающего получение α-метилстирола высокой чистоты, почти не содержащего никаких полярных веществ, посредством эффективного удаления полярных веществ, содержащихся в следовых количествах в α-метилстироле посредством способа очистки α-метилстирола. Кроме того, объектом настоящего изобретения является обеспечение сополимера, содержащего сополимер на основе стирола, который улучшает термостойкость и устойчивость к атмосферному воздействию, которые являлись недостатками SMAA и SMA, а также имеет превосходную устойчивость к плавлению, пластичность, прочность, жесткость и возможность переработки для повторного применения, в то же самое время препятствуя окрашиванию полимера и оставляя превосходные характеристики общепринятых смол на основе стирола, как, например, по состоянию прозрачности, устойчивости к деформации и технологичности литья, посредством применения данного α-метилстирола.

Средства для решения задач

В результате проведенных обширных исследований для решения вышеупомянутых задач изобретатели настоящего изобретения выяснили, что определенные полярные вещества, содержащиеся в следовых количествах в α-метилстироле, вызывают окрашивание полимера и затрудняют контроль полимеризации, и что олигомеры, полученные общепринятыми способами очистки, также вызывают окрашивание полимера и ухудшают его физические характеристики. Для того чтобы исключить данные проблемы, изобретатели настоящего изобретения выяснили, что способ очистки α-метилстирола может эффективно удалять полярные вещества без образования олигомеров посредством применения способа удаления данных полярных веществ, таким образом, чтобы контролировать содержание полярных веществ и олигомеров в рамках фиксированного диапазона посредством реагирования полярных веществ, содержащихся в α-метилстироле, в присутствии основного вещества, а затем отделения побочных продуктов с низкой температурой кипения, образованных посредством данной реакции из реакционных продуктов полярных веществ, таким образом приводя к доработке настоящего изобретения.

А именно, настоящее изобретение описывается ниже и обеспечивает способ очистки α-метилстирола, α-метилстирола для живой анионной полимеризации и сополимера на основе стирола.

В первом аспекте настоящее изобретение обеспечивает:

[1] способ очистки α-метилстирола, включающий стадии:

реагирование полярного вещества, содержащегося в α-метилстироле в присутствии основного вещества; и

отделение продукта реакции полярного вещества и α-метилстирола.

[2] способ очистки α-метилстирола в соответствии с пунктом [1], включающий стадии:

реагирование полярного вещества, содержащегося в α-метилстироле в присутствии основного вещества; и

отделение компонента с низкой температурой кипения, полученного посредством реакции, α-метилстирола и реакционного продукта полярного вещества.

[3] способ очистки α-метилстирола в соответствии с пунктом [1] или [2], включающий стадии:

1) реагирование полярного вещества, содержащегося в α-метилстироле в присутствии основного вещества;

2) отделение компонента с низкой температурой кипения, полученного посредством реакции из смеси реакционного продукта полярного вещества и α-метилстирола; и

3) отделение α-метилстирола из смеси реакционного продукта полярного вещества и α-метилстирола.

[4] способ очистки α-метилстирола в соответствии с пунктом [1] или [2], включающий стадии:

1) реагирование полярного вещества, содержащегося в α-метилстироле в присутствии основного вещества;

2) отделение смеси компонента с низкой температурой кипения, полученного посредством реакции и α-метилстирола от реакционного продукта полярного вещества; и

3) отделение α-метилстирола из смеси компонента с низкой температурой кипения, полученного посредством реакции и α-метилстирола.

[5] способ очистки в соответствии с любым одним из пунктов с [1] по [4], в котором полярное вещество содержит соединение, содержащее карбонильную группу.

[6] способ очистки в соответствии с любым одним из пунктов с [1] по [5], в котором полярное вещество содержит соединение, содержащее карбонильную группу, и смесь фенола и катехола.

[7] способ очистки в соответствии с пунктом [5] или [6], в котором соединение, содержащее карбонильную группу, представляет собой соединение, представленное следующей общей формулой (1) или общей формулой (2):

(причем каждый из R¹, R³ и R⁴ независимо представляет собой атом водорода или алкильную группу, имеющую от 1 до 6 атомов углерода, а R² представляет собой алкильную группу, имеющую от 1 до 6 атомов углерода).

[8] способ очистки в соответствии с пунктом [7], в котором соединение, содержащее карбонильную группу, содержит, по крайней мере, одно соединение, выбранное из ацетонилацетона, 3-метил-2-циклопентенона, бензальдегида и ацетофенона.

[9] способ очистки в соответствии с любым одним из пунктов с [1] по [8], в котором основность основного вещества 10 или более по показателю константы кислотной диссоциации pKa кислоты, сопряженной с данным основным веществом.

[10] способ очистки в соответствии с пунктом [9], в котором основное вещество представляет собой основное соединение, содержащее щелочной металл или щелочно-земельный металл.

Во втором аспекте настоящее изобретение также обеспечивает:

[11] α-метилстирол для анионной полимеризации, причем совокупность алифатического карбонильного соединения, представленного следующей общей формулой (1), и его конденсата внутримолекулярной дегидратации представляет собой 100 ppm по массе или менее, а ароматическое карбонильное соединение, представленное следующей общей формулой (2), присутствует в 30 ppm по массе или менее:

(причем каждый из R¹, R³ и R⁴ независимо представляет собой атом водорода или алкильную группу, имеющую от 1 до 6 атомов углерода, а R² представляет собой алкильную группу, имеющую от 1 до 6 атомов углерода).

[12] α-метилстирол для анионной полимеризации в соответствии с пунктом [11], в котором содержание спирта, фенола и катехолов представляет собой 10 ppm по массе или менее.

[13] α-метилстирол для анионной полимеризации в соответствии с пунктом [11] или [12], в котором димер α-метилстирола представляет собой менее 5 ppm.

[14] α-метилстирол для анионной полимеризации в соответствии с любым одним из пунктов с [11] по [13], в котором содержание бензофурана представляет собой от 5 до 5000 ppm по массе.

В третьем аспекте настоящее изобретение, кроме того, обеспечивает:

[15] сополимер на основе стирола, полученный посредством сополимеризации α-метилстирола в соответствии с любым одним из пунктов с 11 по 14 и винилового ароматического мономера, представленного следующей общей формулой (3), применяя анионную полимеризацию:

(причем R⁵ представляет собой атом водорода, алкильную группу, имеющую 2 или более атомов углерода, или фенильную группу, а R⁶ представляет собой атом водорода, галоген, гидроксильную группу, алкильную группу, алкоксигруппу, карбоксильную группу или галогеналкильную группу).

[16] сополимер на основе стирола в соответствии с пунктом [15], в котором величина индекса желтизны представляет собой 3 или менее.

Благоприятные эффекты данного изобретения

Настоящее изобретение является применимым в качестве способа получения α-метилстирола высокой чистоты для анионной полимеризации без необходимости сложного процесса, допускающего удаление посредством перегонки следовых количеств полярных веществ, которые обычно невозможно удалить посредством перегонки, посредством эффективного модифицирования до конденсатов с высоким молекулярным весом посредством реагирования полярного вещества с α-метилстиролом в присутствии основного вещества и отделения от побочных продуктов реакции с низкой температурой кипения. Кроме того, применение α-метилстирола, очищенного посредством способа очистки настоящего изобретения, делает возможным получение сополимера, содержащего сополимер на основе стирола, который улучшает термостойкость и устойчивость к атмосферному воздействию, которые были недостатками SMAA и SMA, а также имеет превосходную устойчивость к плавлению, пластичность, прочность, жесткость и возможность переработки для повторного применения, в то же самое время препятствуя окрашиванию полимера и оставляя превосходные характеристики общепринятых смол на основе стирола, как, например, по состоянию прозрачности, устойчивости к деформации и технологичности литья.

Лучший вариант осуществления данного изобретения

Следующее обеспечивает подробное объяснение настоящего изобретения.

Примеры полярных веществ, присутствующих в α-метилстироле, которые необходимо удалить посредством способа очистки настоящего изобретения, могут включать соединения, содержащие карбонильную группу, фенол и смеси катехолов, содержащие ингибиторы полимеризации в виде т-бутилкатехола. Конкретные примеры полярных веществ в виде соединений, содержащих карбонильную группу, могут включать алифатические карбонильные соединения в виде соединения, представленного следующей общей формулой (1), и ароматических карбонильных соединений в виде соединений, представленных следующей общей формулой (2):

(причем каждый из R¹, R³ и R⁴ независимо представляет собой атом водорода или алкильную группу, имеющую от 1 до 6 атомов углерода, а R² представляет собой алкильную группу, имеющую от 1 до 6 атомов углерода).

Понятие "алкильная группа, имеющая от 1 до 6 атомов углерода", применяемое в настоящем описании, относится к линейной или разветвленной алкильной группе, имеющей от 1 до 6 атомов углерода, конкретные примеры которой могут включать метильную группу, этильную группу, a н-пропильную группу, изопропильную группу, н-бутильную группу, изобутильную группу, втор-бутильную группу, трет-бутильную группу, н-пентильную группу, 1,1-диметилпропильную группу, 1,2-диметилпропильную группу, 2,2-диметилпропильную группу, 1-этилпропильную группу, н-гексильную группу, 1-этил-2-метилпропильную группу, 1,1,2-триметилпропильную группу, 1-этилбутильную группу, 1-метилбутильную группу, 2-метилбутильную группу, 1,1-диметилбутильную группу, a 1,2-диметилбутильную группу, 2,2-диметилбутильную группу, 1,3-диметилбутильную группу, 2,3-диметилбутильную группу, 2-этилбутильную группу, 2-метилпентильную группу, 3-метилпентильную группу и тому подобное. Предпочтительные примеры могут включать метильную группу, этильную группу, н-пропильную группу, изопропильную группу, н-бутильную группу, изобутильную группу, втор-бутильную группу, трет-бутильную группу, н-пентильную группу, н-гексильную группу и тому подобное.

В настоящем изобретении более конкретные примеры соединений, содержащих карбонильную группу, могут включать ацетонилацетон, 3-метил-2-циклопентенон, бензальдегид, ацетофенон и тому подобное. Так как данные полярные вещества ингибируют полимеризацию или вызывают окрашивание полимера в процессе получения поли-α-метилстирола и его сополимеров посредством анионной полимеризации и тому подобное, то они предпочтительно удаляются насколько возможно. Так как полярные вещества, за исключением воды, такие как трет-бутилкатехол, ацетонилацетон, 3-метил-2-циклопентенон, бензальдегид и ацетофенон, имеют температуры кипения, близкие к температуре α-метилстирола, то их содержание невозможно уменьшить свыше определенного уровня посредством обычной перегонки.

Изобретатели настоящего изобретения сделали возможным удаление следовых количеств данных полярных веществ, которые невозможно было удалить посредством обычной перегонки, посредством перегонки за счет реагирования в присутствии специфических основных веществ, и эффективного превращения полярных веществ, которые реагировали в присутствии основных веществ, в соединения с высокими температурами кипения, для того чтобы увеличить разницу в относительной летучести данных соединений с α-метилстиролом. Кроме того, изобретатели настоящего изобретения также нашли способ получения α-метилстирола с высокой чистотой посредством отделения продуктов реакции полярного вещества от α-метилстирола и компонентов с низкими температурами кипения, содержащих продукты побочной реакции, после чего следует дополнительное отделение α-метилстирола от компонентов с низкими температурами кипения.

В настоящем изобретении существует две возможные реакции получения соединений с высокой температурой кипения посредством реагирования полярных веществ в присутствии основного вещества. Первый способ включает реакцию получения соединения с высокой температурой кипения посредством реагирования фенола или катехолов, имеющих активный водород, с основанием для образования соли, тогда как другой способ включает реакцию увеличения молекулярного веса, заставляя альдегид или кетон, имеющие один или более атомов водорода при α положении, подвергаться реакции внутримолекулярной или межмолекулярной конденсации в присутствии основного вещества. В случае последней реакции, в частности, так как вода или спирт получаются посредством конденсации, как будет описано позднее, а если принять во внимание, что реакция представляет собой равновесную реакцию, то провести реакцию и увеличить молекулярный вес чрезвычайно трудно, так как концентрация реагентов чрезвычайно низкая.

Кроме того, хотя и существуют соединения, которые подвергаются межмолекулярной реакции в зависимости от конкретного соединения, в данном случае, так как температура кипения чрезвычайно близка к температуре исходного полярного вещества, соединения нельзя отделить посредством перегонки. Изобретатели настоящего изобретения выяснили, что температуру кипения можно увеличить посредством превращения данных соединений межмолекулярной конденсации обработкой в специфических условиях.

Примеры альдегидов и кетонов, имеющих атом водорода в α положении, могут включать ацетонилацетон, 3-метил-2-циклопентенон и ацетофенон. На первом этапе основное вещество удаляет атом водорода в α положении, приводя к образованию енолята и полярного вещества. Так как данная реакция представляет собой равновесную реакцию, а равновесие обычно смещено в сторону реагентов, то образование енолята является трудным. Следовательно, на втором этапе, образовавшийся енолят подвергается межмолекулярной реакции присоединения с полярным веществом. В результате, так как два или более полярных веществ увеличиваются в молекулярном весе, и увеличивается разница в относительной летучести с α-метилстиролом, то их можно отделить посредством перегонки. Полярное вещество, к которому добавляли енолят, может иметь или не иметь атом водорода в α положении, и даже бензальдегид, который не имеет атома водорода в α положении, может увеличиться в молекулярном весе.

В частности, важным в настоящем изобретении является то, что образование енолята на первом этапе эффективно осуществляется, для того чтобы провести реакцию конденсации в следовой концентрации, которая обычно протекает с трудом. Следовательно, побочные продукты с низкой температурой кипения, такие как вода и спирт, полученные посредством реакции конденсации, удаляются из реакционной системы в течение реакции конденсации в присутствии основного вещества. В результате удаления побочных продуктов с низкой температурой кипения из реакционной системы, первый этап равновесной реакции смещается в сторону образования енолята, таким образом позволяя эффективно протекать реакции конденсации и делая возможным восстановление α-метилстирола высокой чистоты. Побочные продукты с низкой температурой кипения в то же самое время указывают на продукты, имеющие температуру кипения ниже, чем температура α-метилстирола. Удаление побочных продуктов с низкой температурой кипения из реакционной системы можно осуществлять непрерывно или последовательно в рамках реакционной системы.

Разделение только обязательно должно быть таким, которое отделяет побочные продукты с низкой температурой кипения от реакционной системы, и обычно состоит из испарения побочных продуктов с низкой температурой кипения посредством нагревания реакционной системы до температуры, равной или выше, чем температура кипения побочных продуктов с низкой температурой кипения наподобие перегонки. Примеры способов удаления побочных продуктов с низкой температурой кипения из реакционной системы могут включать способ, в котором побочные продукты с низкой температурой кипения отделяются из реакционной системы, а оставшиеся α-метилстирол и реакционный продукт полярного вещества разделяют посредством такого способа, как перегонка; способ, в котором смесь α-метилстирола и побочных продуктов с низкой температурой кипения удаляют из реакционной системы, кроме того, в то же самое время отделяя α-метилстирол от побочных продуктов с низкой температурой кипения посредством перегонки; и способ, в котором смесь α-метилстирола и побочных продуктов с низкой температурой кипения отделяют от реакционной системы, после чего следует отделение α-метилстирола и побочных продуктов с низкой температурой кипения посредством перегонки или адсорбции, применяя колонку и тому подобное. В настоящем изобретении можно применять любой из данных способов. Что является важным в контексте данного документа, так это то, что побочные продукты с низкой температурой кипения эффективно удаляются из реакционной системы и что вследствие этого может эффективно протекать реакция конденсации.

Не существует конкретных ограничений на основное вещество, применяемое в настоящем изобретении, при условии, что оно имеет основность такой степени, которая дает ему возможность удалить атом водорода в α положении полярных веществ. Как показатель основности его pKa сопряженной с основанием кислоты представляет собой предпочтительно 10 или более. Примеры основных веществ, которые можно применять, могут включать основные вещества, содержащие щелочные металлы или щелочноземельные металлы, включая алкоксиды металлов, такие как этоксид натрия, этоксид калия (сопряженная кислота: этанол, pKa: 17) или метоксид натрия (сопряженная кислота: метанол, pKa: 16), гидроксиды металлов (сопряженная кислота: вода, pKa: 16), такие как гидроксид натрия, гидроксид калия или гидроксид магния, оксиды металлов (сопряженная кислота: вода, pKa: 16), такие как оксид натрия, оксид калия или оксид магния, амиды металлов, та