(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022050487
(43)【公開日】2022-03-30
(54)【発明の名称】アクリル酸の生成のための蒸留プロセス
(51)【国際特許分類】
C07C 51/09 20060101AFI20220323BHJP
C07C 57/055 20060101ALI20220323BHJP
【ＦＩ】
C07C51/09
C07C57/055 A
【審査請求】有
【請求項の数】14
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021211991
(22)【出願日】2021-12-27
(62)【分割の表示】P 2020033194の分割
【原出願日】2016-02-12
(31)【優先権主張番号】62/116,328
(32)【優先日】2015-02-13
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(71)【出願人】
【識別番号】511046391
【氏名又は名称】ノボマー， インコーポレイテッド
(74)【代理人】
【識別番号】110001173
【氏名又は名称】特許業務法人川口國際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】サデシュ・エイチ・スークラジ
(57)【要約】 （修正有）
【課題】ベータプロピオラクトンからアクリル酸への効率的な変換のための統合プロセスを提供する。
【解決手段】アクリル酸を生成する方法であって、（ａ）ベータプロピオラクトン及び溶媒を含む供給原料ストリーム１０２を提供することと；（ｂ）供給原料ストリームを反応ゾーン１３０に方向付けることであって、ここで、供給原料ストリームが重合触媒と接触し、ベータプロピオラクトンの少なくとも一部分がポリ（プロピオラクトン）に変換される、ことと；（ｃ）ポリ（プロピオラクトン）の熱による分解によってアクリル酸が生成されるように、反応ゾーンをポリ（プロピオラクトン）の熱分解温度又はそれ超の温度に維持することと；（ｄ）反応ゾーンから溶媒の蒸留ストリーム１１２を取り出すことと；（ｅ）反応ゾーンからアクリル酸生成物ストリーム１１０を取り出すこととを含み、ステップ（ｂ）および（ｃ）は同じ反応ゾーンにおいて起こる、方法である。
【選択図】図１
【解決手段】アクリル酸を生成する方法であって、（ａ）ベータプロピオラクトン及び溶媒を含む供給原料ストリーム１０２を提供することと；（ｂ）供給原料ストリームを反応ゾーン１３０に方向付けることであって、ここで、供給原料ストリームが重合触媒と接触し、ベータプロピオラクトンの少なくとも一部分がポリ（プロピオラクトン）に変換される、ことと；（ｃ）ポリ（プロピオラクトン）の熱による分解によってアクリル酸が生成されるように、反応ゾーンをポリ（プロピオラクトン）の熱分解温度又はそれ超の温度に維持することと；（ｄ）反応ゾーンから溶媒の蒸留ストリーム１１２を取り出すことと；（ｅ）反応ゾーンからアクリル酸生成物ストリーム１１０を取り出すこととを含み、ステップ（ｂ）および（ｃ）は同じ反応ゾーンにおいて起こる、方法である。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
アクリル酸を生成するための方法であって、前記方法は、
（ａ）ベータプロピオラクトンおよび溶媒を含む供給原料ストリームを提供することと；（ｂ）前記供給原料ストリームを反応ゾーンに方向付けることであって、ここで、前記供給原料ストリームが重合触媒と接触させられ、前記ベータプロピオラクトンの少なくとも一部分がポリ（プロピオラクトン）に変換される、ことと；
（ｃ）ポリ（プロピオラクトン）の熱による分解によってアクリル酸が生成されるように、前記反応ゾーンをポリ（プロピオラクトン）の熱分解温度またはそれ超の温度に維持することと；
（ｄ）前記反応ゾーンから前記溶媒の蒸留ストリームを取り出すことと；
（ｅ）前記反応ゾーンからアクリル酸生成物ストリームを取り出すことと
を含み、ここで、ステップ（ｂ）および（ｃ）は、同じ反応ゾーンにおいて起こる、方法。
（ａ）ベータプロピオラクトンおよび溶媒を含む供給原料ストリームを提供することと；（ｂ）前記供給原料ストリームを反応ゾーンに方向付けることであって、ここで、前記供給原料ストリームが重合触媒と接触させられ、前記ベータプロピオラクトンの少なくとも一部分がポリ（プロピオラクトン）に変換される、ことと；
（ｃ）ポリ（プロピオラクトン）の熱による分解によってアクリル酸が生成されるように、前記反応ゾーンをポリ（プロピオラクトン）の熱分解温度またはそれ超の温度に維持することと；
（ｄ）前記反応ゾーンから前記溶媒の蒸留ストリームを取り出すことと；
（ｅ）前記反応ゾーンからアクリル酸生成物ストリームを取り出すことと
を含み、ここで、ステップ（ｂ）および（ｃ）は、同じ反応ゾーンにおいて起こる、方法。
【請求項2】
前記溶媒が、１６０℃より低い沸点を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項3】
前記溶媒が、テトラヒドロフランである、請求項１または２に記載の方法。
【請求項4】
第２の溶媒を提供することと、第２の溶媒ストリームを前記反応ゾーンに方向付けることとをさらに含む、請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項5】
前記第２の溶媒ストリームが、前記第２の溶媒および前記重合触媒を含む、請求項４に記載の方法。
【請求項6】
前記反応ゾーンから前記第２の溶媒の蒸留ストリームを取り出すことをさらに含む、請求項４または５に記載の方法。
【請求項7】
前記第１の溶媒の前記蒸留ストリームを、前記ベータプロピオラクトンを提供するために使用されるカルボニル化反応器に方向付けることをさらに含む、請求項１から６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項8】
前記反応ゾーンから前記重合触媒のリサイクルストリームを取り出すことをさらに含む、請求項１から７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項9】
前記重合触媒が、以下の式
の化合物の塩であり、式中、ｐは０～９である、請求項１から８のいずれか一項に記載の方法。
【化1】
【請求項10】
前記重合触媒が、以下の式
の化合物の塩であり、式中、ｐは０～９であり、Ｒａは不揮発性部分である、請求項１から８のいずれか一項に記載の方法。
【化2】
【請求項11】
前記重合触媒が、不均一系触媒である、請求項１から４、６、７、または１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項12】
前記重合触媒が、重合触媒の固定層として提供される、請求項１１に記載の方法。
【請求項13】
前記第２の溶媒の蒸留ストリームを取り出すことをさらに含む、請求項１から１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項14】
熱が前記反応ゾーンにおいて生じ、前記方法が、生じた前記熱の少なくとも一部分を捕捉し、前記捕捉した熱を他のプロセスに方向付けることをさらに含む、請求項１から１３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項15】
前記捕捉した熱が、前記ベータプロピオラクトンを提供するために使用されるカルボニル化反応に方向付けられる、請求項１４に記載の方法。
【請求項16】
低位熱を使用して、前記アクリル酸生成物ストリームの温度をその沸点より高く維持することをさらに含む、請求項１から１５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項17】
ベータプロピオラクトンをアクリル酸に変換するためのシステムであって、
（ａ）溶媒中のベータプロピオラクトン（ＢＰＬ）；
（ｂ）重合触媒であって、ここで、ポリ（プロピオラクトン）（ＰＰＬ）の熱分解温度またはそれ超で、ＢＰＬは前記重合触媒の存在下でＰＰＬに重合し始め、前記ＰＰＬはアクリル酸に併行的に熱により分解し、ｉｎ ｓｉｔｕで形成されたアクリル酸は、ＢＰＬをＰＰＬに重合する反応を維持する、重合触媒；および
（ｃ）前記溶媒の蒸留ストリーム
を含む、システム。
（ａ）溶媒中のベータプロピオラクトン（ＢＰＬ）；
（ｂ）重合触媒であって、ここで、ポリ（プロピオラクトン）（ＰＰＬ）の熱分解温度またはそれ超で、ＢＰＬは前記重合触媒の存在下でＰＰＬに重合し始め、前記ＰＰＬはアクリル酸に併行的に熱により分解し、ｉｎ ｓｉｔｕで形成されたアクリル酸は、ＢＰＬをＰＰＬに重合する反応を維持する、重合触媒；および
（ｃ）前記溶媒の蒸留ストリーム
を含む、システム。
【請求項18】
ベータプロピオラクトンをアクリル酸に変換するためのシステムであって、
（ａ）ベータプロピオラクトン（ＢＰＬ）、溶媒、および重合触媒を含む反応ゾーンであって、ここで、ポリ（プロピオラクトン）（ＰＰＬ）の熱分解温度またはそれ超で、ＢＰＬは前記重合触媒の存在下でＰＰＬに重合し始め、前記ＰＰＬはアクリル酸に併行的に熱により分解する、反応ゾーン；
（ｂ）前記溶媒の蒸留ストリーム；ならびに
（ｃ）アクリル酸を前記反応ゾーンに提供するための戻りループ
を含む、システム。
（ａ）ベータプロピオラクトン（ＢＰＬ）、溶媒、および重合触媒を含む反応ゾーンであって、ここで、ポリ（プロピオラクトン）（ＰＰＬ）の熱分解温度またはそれ超で、ＢＰＬは前記重合触媒の存在下でＰＰＬに重合し始め、前記ＰＰＬはアクリル酸に併行的に熱により分解する、反応ゾーン；
（ｂ）前記溶媒の蒸留ストリーム；ならびに
（ｃ）アクリル酸を前記反応ゾーンに提供するための戻りループ
を含む、システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
関連出願の相互参照
本願は、２０１５年２月１３日に出願された米国仮特許出願第６２／１１６，３２８号の優先権を主張し、この米国仮特許出願は、その全体が本明細書において参考として援用される。
本願は、２０１５年２月１３日に出願された米国仮特許出願第６２／１１６，３２８号の優先権を主張し、この米国仮特許出願は、その全体が本明細書において参考として援用される。
【0002】
分野
本開示は一般に、アクリル酸の生成、さらに具体的には、生成のための蒸留プロセスに関する。
本開示は一般に、アクリル酸の生成、さらに具体的には、生成のための蒸留プロセスに関する。
【背景技術】
【0003】
背景
高吸水性ポリマー（ＳＡＰ）は、使い捨ての衛生製品からケーブル用防水にまで及ぶ種々の工業用途および民生用途において使用されている。ＳＡＰは、アクリル酸の重合によって最も一般に製造されている。アクリル酸生成は、ある範囲の費用効率を有し、かつ様々な純度のアクリル酸を生じさせる様々な方法を使用する大きな産業である。アクリル酸市場の規模およびアクリル酸の下流の用途の重要性に鑑みて、効率を増加させたアクリル酸を生成するための方法が必要とされている。
高吸水性ポリマー（ＳＡＰ）は、使い捨ての衛生製品からケーブル用防水にまで及ぶ種々の工業用途および民生用途において使用されている。ＳＡＰは、アクリル酸の重合によって最も一般に製造されている。アクリル酸生成は、ある範囲の費用効率を有し、かつ様々な純度のアクリル酸を生じさせる様々な方法を使用する大きな産業である。アクリル酸市場の規模およびアクリル酸の下流の用途の重要性に鑑みて、効率を増加させたアクリル酸を生成するための方法が必要とされている。
【0004】
ベータプロピオラクトン（ＢＰＬ）は、ＢＰＬを、触媒として作用する水またはアルコールの存在下で加熱して、それぞれ、ヒドロアクリル酸（３－ヒドロキシプロピオン酸）またはヒドロアクリル酸エステルに開環させることによってアクリル酸（ＡＡ）に変換される方法が記載されてきた。しかし、これらの方法は、反応を触媒するために使用される水またはアルコールが、アクリル酸ストリームを汚染し得るため、精アクリル酸（ＧＡＡ）の生成には不適当である。
【0005】
ベータプロピオラクトン（ＢＰＬ）からアクリル酸を生成する別の経路は、最初にＢＰＬをポリ（プロピオラクトン）（ＰＰＬ）に重合し、次いでＰＰＬを単離し、熱分解ユニット中に供給し、そこでＰＰＬをアクリル酸へと熱により分解する。しかし、この多段階プロセスは、広範な単位作動を必要とし、資本集約的である。
【0006】
このように、当技術分野でこのような問題に取り組む方法が望ましい。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【0007】
簡単な概要
一態様において、アクリル酸の合成のための方法であって、
（ａ）ベータプロピオラクトンおよび第１の溶媒を含む供給原料ストリームを提供することと；
（ｂ）供給原料ストリームを反応ゾーンに方向付け、そこで供給原料ストリームを重合触媒と接触させ、ベータプロピオラクトンの少なくとも一部分をポリ（プロピオラクトン）に変換することと；
（ｃ）ポリ（プロピオラクトン）の熱による分解によってアクリル酸が生成されるように、反応ゾーンをポリ（プロピオラクトン）の熱分解温度またはそれ超の温度に維持することと；
（ｄ）反応ゾーンから第１の溶媒の蒸留ストリームを取り出すことと；
（ｅ）反応ゾーンからアクリル酸生成物ストリームを取り出すことと
を含み、
ステップ（ｂ）および（ｃ）は、同じ反応ゾーンにおいて起こる、方法を提供する。
一態様において、アクリル酸の合成のための方法であって、
（ａ）ベータプロピオラクトンおよび第１の溶媒を含む供給原料ストリームを提供することと；
（ｂ）供給原料ストリームを反応ゾーンに方向付け、そこで供給原料ストリームを重合触媒と接触させ、ベータプロピオラクトンの少なくとも一部分をポリ（プロピオラクトン）に変換することと；
（ｃ）ポリ（プロピオラクトン）の熱による分解によってアクリル酸が生成されるように、反応ゾーンをポリ（プロピオラクトン）の熱分解温度またはそれ超の温度に維持することと；
（ｄ）反応ゾーンから第１の溶媒の蒸留ストリームを取り出すことと；
（ｅ）反応ゾーンからアクリル酸生成物ストリームを取り出すことと
を含み、
ステップ（ｂ）および（ｃ）は、同じ反応ゾーンにおいて起こる、方法を提供する。
【0008】
別の態様において、アクリル酸へのベータプロピオラクトンの変換のためのシステムであって、該システムは、
（ａ）溶媒中のベータプロピオラクトン（ＢＰＬ）；
（ｂ）重合触媒であって、ポリ（プロピオラクトン）（ＰＰＬ）の熱分解温度またはそれ超で、ＢＰＬは、重合触媒の存在下でＰＰＬに重合し始め、ＰＰＬはアクリル酸に併行的に熱により分解する、重合触媒；および
（ｃ）溶媒の蒸留ストリーム
を含み、
ｉｎ ｓｉｔｕで形成されたアクリル酸は、ＢＰＬをＰＰＬに重合する反応を維持する、システムを提供する。
（ａ）溶媒中のベータプロピオラクトン（ＢＰＬ）；
（ｂ）重合触媒であって、ポリ（プロピオラクトン）（ＰＰＬ）の熱分解温度またはそれ超で、ＢＰＬは、重合触媒の存在下でＰＰＬに重合し始め、ＰＰＬはアクリル酸に併行的に熱により分解する、重合触媒；および
（ｃ）溶媒の蒸留ストリーム
を含み、
ｉｎ ｓｉｔｕで形成されたアクリル酸は、ＢＰＬをＰＰＬに重合する反応を維持する、システムを提供する。
【0009】
他の態様では、アクリル酸へのベータプロピオラクトンの変換のためのシステムであって、
（ａ）ベータプロピオラクトン（ＢＰＬ）、溶媒、および重合触媒を含む反応ゾーンであって、ポリ（プロピオラクトン）（ＰＰＬ）の熱分解温度またはそれ超で、ＢＰＬは、重合触媒の存在下でＰＰＬに重合し始め、ＰＰＬはアクリル酸に併行的に熱により分解する、反応ゾーン；
（ｂ）溶媒の蒸留ストリーム；ならびに
（ｃ）反応ゾーンにアクリル酸を提供するための戻りループ
を含む、システムを提供する。
（ａ）ベータプロピオラクトン（ＢＰＬ）、溶媒、および重合触媒を含む反応ゾーンであって、ポリ（プロピオラクトン）（ＰＰＬ）の熱分解温度またはそれ超で、ＢＰＬは、重合触媒の存在下でＰＰＬに重合し始め、ＰＰＬはアクリル酸に併行的に熱により分解する、反応ゾーン；
（ｂ）溶媒の蒸留ストリーム；ならびに
（ｃ）反応ゾーンにアクリル酸を提供するための戻りループ
を含む、システムを提供する。
【0010】
添付の図面に関連してなされる以下の説明を参照することにより本出願を最も理解することができ、図面では同様のパーツは、同様の数字によって言及され得る。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【0012】
【発明を実施するための形態】
【0013】
定義
特定の官能基および化学用語の定義を、下記により詳細に記載する。化学元素は、元素周期表、ＣＡＳバージョン、Handbook of Chemistry and Physics、第７５版、内表
紙によって同定し、特定の官能基は一般に、その中に記載されているように定義する。さらに、有機化学の一般原則、ならびに特定の官能性部分および反応性は、Organic Chemistry、Thomas Sorrell、University Science Books、Sausalito、１９９９年；Smith
およびMarch March’s Advanced Organic Chemistry、第５版、John Wiley & Sons, Inc.、New York、２００１年；Larock、Comprehensive Organic Transformations、VCH Publishers, Inc.、New York、１９８９年；Carruthers、Some Modern Methods of Organic Synthesis、第３版、Cambridge University Press、Cambridge、１
９８７年に記載されている。
特定の官能基および化学用語の定義を、下記により詳細に記載する。化学元素は、元素周期表、ＣＡＳバージョン、Handbook of Chemistry and Physics、第７５版、内表
紙によって同定し、特定の官能基は一般に、その中に記載されているように定義する。さらに、有機化学の一般原則、ならびに特定の官能性部分および反応性は、Organic Chemistry、Thomas Sorrell、University Science Books、Sausalito、１９９９年；Smith
およびMarch March’s Advanced Organic Chemistry、第５版、John Wiley & Sons, Inc.、New York、２００１年；Larock、Comprehensive Organic Transformations、VCH Publishers, Inc.、New York、１９８９年；Carruthers、Some Modern Methods of Organic Synthesis、第３版、Cambridge University Press、Cambridge、１
９８７年に記載されている。
【0014】
用語「ハロ」および「ハロゲン」は、本明細書において使用する場合、フッ素（フルオロ、－Ｆ）、塩素（クロロ、－Ｃｌ）、臭素（ブロモ、－Ｂｒ）、およびヨウ素（ヨード、－Ｉ）から選択される原子を指す。
【0015】
用語「脂肪族」または「脂肪族基」は、本明細書において使用する場合、直鎖（すなわち、非分枝状）、分枝状、または環状（縮合、架橋、およびスピロ縮合多環を含めた）であり得、完全に飽和であり得るか、または１個もしくは複数の不飽和の単位を含有し得るが、芳香族ではない、炭化水素部分を示す。一部の変形形態では、脂肪族基は、非分枝状または分枝状である。他の変形形態では、脂肪族基は、環状である。他に特定しない限り、一部の変形形態では、脂肪族基は、１～３０個の炭素原子を含有する。一部の実施形態では、脂肪族基は、１～１２個の炭素原子を含有する。一部の実施形態では、脂肪族基は、１～８個の炭素原子を含有する。一部の実施形態では、脂肪族基は、１～６個の炭素原子を含有する。一部の実施形態では、脂肪族基は、１～５個の炭素原子を含有し、一部の実施形態では、脂肪族基は、１～４個の炭素原子を含有し、また他の実施形態では、脂肪族基は、１～３個の炭素原子を含有し、また他の実施形態では、脂肪族基は、１～２個の炭素原子を含有する。適切な脂肪族基は、例えば、直鎖状もしくは分枝状のアルキル、アルケニル、およびアルキニル基、ならびにそのハイブリッド、例えば、（シクロアルキル）アルキル、（シクロアルケニル）アルキルまたは（シクロアルキル）アルケニルを含む。
【0016】
用語「ヘテロ脂肪族」は、本明細書において使用する場合、１個または複数の炭素原子が、酸素、硫黄、窒素、リン、またはホウ素からなる群から選択される１個または複数の原子で独立に置き換えられている脂肪族基を指す。一部の実施形態では、１個または２個の炭素原子は、１つまたは複数の酸素、硫黄、窒素、またはリンで独立に置き換えられている。ヘテロ脂肪族基は、置換または非置換であり得、分枝状または非分枝状であり得、環式または非環式であり得、「複素環」、「ヘテロシクリル（hetercyclyl）」、「ヘテ
ロ脂環式」または「複素環式」基を含む。一部の変形形態では、ヘテロ脂肪族基は、分枝状であるか、または非分枝状である。他の変形形態では、ヘテロ脂肪族基は、環式である。また他の変形形態では、ヘテロ脂肪族基は、非環式である。
ロ脂環式」または「複素環式」基を含む。一部の変形形態では、ヘテロ脂肪族基は、分枝状であるか、または非分枝状である。他の変形形態では、ヘテロ脂肪族基は、環式である。また他の変形形態では、ヘテロ脂肪族基は、非環式である。
【0017】
用語「アクリレート」（複数可）は、本明細書において使用する場合、アシルカルボニルに隣接したビニル基を有する任意のアシル基を指す。これらの用語は、一置換、二置換および三置換ビニル基を包含する。アクリレートは、例えば、アクリレート、メタクリレート、エタクリレート（ethacrylate）、シンナメート（３－フェニルアクリレート）、
クロトネート、チグレート、およびセネシオエートを含み得る。
クロトネート、チグレート、およびセネシオエートを含み得る。
【0018】
用語「粗アクリル酸」および「精アクリル酸」は、本明細書において使用する場合、それぞれ、相対的に低純度および高純度のアクリル酸を説明する。粗アクリル酸（また、工業グレードアクリル酸と称される）は、９４％の典型的な最小総純度レベルを有し、塗料、粘着剤、織物、紙、革、繊維、およびプラスチック添加物用途のためのアクリル酸エステルを作製するために使用することができる。精アクリル酸は、９８％～９９．９９％の範囲の典型的な総純度レベルを有し、使い捨ておむつ、トレーニングパンツ、成人用失禁下着および生理用ナプキンにおける高吸水性ポリマー（ＳＡＰ）のためのポリアクリル酸を作製するために使用することができる。ポリアクリル酸はまた、紙処理および水処理のための組成物、ならびに洗剤コビルダー用途において使用される。一部の変形形態では、アクリル酸は、少なくとも９８％、少なくとも９８．５％、少なくとも９９％、少なくとも９９．１％、少なくとも９９．２％、少なくとも９９．３％、少なくとも９９．４％、少なくとも９９．５％、少なくとも９９．６％、少なくとも９９．７％、少なくとも９９．８％、もしくは少なくとも９９．９％；または９９％～９９．９５％、９９．５％～９９．９５％、９９．６％～９９．９５％、９９．７％～９９．９５％、もしくは９９．８％～９９．９５％の純度を有する。
【0019】
精アクリル酸中の不純物は、アクリル酸ポリマー（ＰＡＡ）への高度の重合を促進し、かつ最終用途における副生成物からの有害効果を回避することが可能な程度まで低減される。例えば、アクリル酸中のアルデヒド不純物は、重合を妨げ、重合されたアクリル酸を変色させ得る。無水マレイン酸不純物は望ましくないコポリマーを形成し、これはポリマーの特性にとって有害であり得る。カルボン酸、例えば、重合に関与しない飽和カルボン酸は、ＰＡＡもしくはＳＡＰ含有生成物の最終的な匂いに影響を与え、かつ／またはこれらの使用を損ない得る。例えば、嫌な匂いが酢酸またはプロピオン酸を含有するＳＡＰから生じ得、皮膚刺激がギ酸を含有するＳＡＰからもたらされ得る。石油をベースとする粗アクリル酸を生成しようと石油をベースとする精アクリル酸を生成しようと、石油をベースとするアクリル酸からの不純物の低減または除去はコストがかかる。このようなコストがかかる多段階の蒸留および／または抽出および／または結晶化ステップが一般に用いられる（例えば、米国特許第５，７０５，６８８号および同第６，５４１，６６５号に記載されているように）。
【0020】
用語「ポリマー」は、本明細書において使用する場合、複数の繰り返し単位を含む分子を指す。一部の変形形態では、ポリマーは高い相対分子質量の分子であり、その構造は、実際にまたは概念的に、低い相対分子質量の分子に由来する複数の繰り返し単位を含む。一部の実施形態では、ポリマーは、１つのみのモノマー種からなる（例えば、ポリエチレンオキシド）。一部の実施形態では、ポリマーは、１個もしくは複数のエポキシドのコポリマー、ターポリマー、ヘテロポリマー、ブロックコポリマー、またはテーパードヘテロポリマーであり得る。１つの変形形態では、ポリマーは、２個もしくはそれ超のモノマーのコポリマー、ターポリマー、ヘテロポリマー、ブロックコポリマー、またはテーパードヘテロポリマーであり得る。
【0021】
用語「不飽和」は、本明細書において使用する場合、部分が１個または複数の二重結合または三重結合を有することを意味する。
【0022】
単独でまたはより大きな部分の一部として使用される用語「脂環式」、「炭素環」、または「炭素環式」は、３～１２員を有する、本明細書に記載のような飽和または部分不飽和の環状脂肪族の単環式、二環式、または多環式環系を指し、脂肪族環系は、上記に定義され、本明細書に記載されているように、任意選択で置換されている。脂環式基は、例えば、シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロペンテニル、シクロヘキシル、シクロヘキセニル、シクロヘプチル、シクロヘプテニル、シクロオクチル、シクロオクテニル、およびシクロオクタジエニルを含む。一部の実施形態では、シクロアルキルは、３～６個の炭素を有する。用語「脂環式」、「炭素環」または「炭素環式」はまた、１個もしくは複数の芳香族もしくは非芳香族環に縮合している脂肪族環、例えば、デカヒドロナフチルまたはテトラヒドロナフチルを含み、ここではラジカルまたは結合点は脂肪族環上にある。一部の実施形態では、炭素環式基は、二環式である。一部の実施形態では、炭素環式基は、三環式である。一部の実施形態では、炭素環式基は、多環式である。
【0023】
用語「アルキル」は、本明細書において使用する場合、飽和炭化水素ラジカルを指す。一部の変形形態では、アルキル基は、１～６個の炭素原子を含有する脂肪族部分から、単一の水素原子の除去によって誘導される、飽和の直鎖または分枝鎖の炭化水素ラジカルである。他に特定しない限り、一部の変形形態では、アルキル基は、１～１２個の炭素原子を含有する。一部の実施形態では、アルキル基は、１～８個の炭素原子を含有する。一部の実施形態では、アルキル基は、１～６個の炭素原子を含有する。一部の実施形態では、アルキル基は、１～５個の炭素原子を含有し、一部の実施形態では、アルキル基は、１～４個の炭素原子を含有し、また他の実施形態では、アルキル基は、１～３個の炭素原子を含有し、また他の実施形態では、アルキル基は、１～２個の炭素原子を含有する。アルキルラジカルは、例えば、メチル、エチル、ｎ－プロピル、イソプロピル、ｎ－ブチル、イソ－ブチル、ｓｅｃ－ブチル、ｓｅｃ－ペンチル、イソ－ペンチル、ｔｅｒｔ－ブチル、ｎ－ペンチル、ネオペンチル、ｎ－ヘキシル、ｓｅｃ－ヘキシル、ｎ－ヘプチル、ｎ－オクチル、ｎ－デシル、ｎ－ウンデシル、およびドデシルを含み得る。
【0024】
用語「アルケニル」は、本明細書において使用する場合、少なくとも１個の炭素－炭素二重結合を有する一価の基を示す。一部の変形形態では、アルケニル基は、少なくとも１個の炭素－炭素二重結合を有する直鎖または分枝鎖の脂肪族部分から、単一の水素原子の除去によって誘導される、一価の基である。他に特定しない限り、一部の変形形態では、アルケニル基は、２～１２個の炭素原子を含有する。一部の実施形態では、アルケニル基は、２～８個の炭素原子を含有する。一部の実施形態では、アルケニル基は、２～６個の炭素原子を含有する。一部の実施形態では、アルケニル基は、２～５個の炭素原子を含有し、一部の実施形態では、アルケニル基は、２～４個の炭素原子を含有し、また他の実施形態では、アルケニル基は、２～３個の炭素原子を含有し、また他の実施形態では、アルケニル基は、２個の炭素原子を含有する。アルケニル基は、例えば、エテニル、プロペニル、ブテニル、および１－メチル－２－ブテン－１－イルを含む。
【0025】
用語「アルキニル」は、本明細書において使用する場合、少なくとも１個の炭素－炭素三重結合を有する一価の基を指す。一部の変形形態では、アルキニル基は、少なくとも１個の炭素－炭素三重結合を有する直鎖または分枝鎖の脂肪族部分から、単一の水素原子の除去によって誘導される、一価の基である。他に特定しない限り、一部の変形形態では、アルキニル基は、２～１２個の炭素原子を含有する。一部の実施形態では、アルキニル基は、２～８個の炭素原子を含有する。一部の実施形態では、アルキニル基は、２～６個の炭素原子を含有する。一部の実施形態では、アルキニル基は、２～５個の炭素原子を含有し、一部の実施形態では、アルキニル基は、２～４個の炭素原子を含有し、また他の実施形態では、アルキニル基は、２～３個の炭素原子を含有し、また他の実施形態では、アルキニル基は、２個の炭素原子を含有する。代表的なアルキニル基は、例えば、エチニル、２－プロピニル（プロパルギル）、および１－プロピニルを含む。
【0026】
用語「炭素環」および「炭素環式環」は、本明細書において使用する場合、環が炭素原子のみを含有する、単環式および多環式部分を指す。他に特定しない限り、炭素環は、飽和、部分不飽和または芳香族であり得、３～２０個の炭素原子を含有する。代表的な炭素環（carbocyles）は、例えば、シクロプロパン、シクロブタン、シクロペンタン、シクロヘキサン、ビシクロ［２，２，１］ヘプタン、ノルボルネン、フェニル、シクロヘキセン、ナフタレン、およびスピロ［４．５］デカンを含む。
【0027】
単独で、または「アラルキル」、「アラルコキシ」、もしくは「アリールオキシアルキル」におけるようにより大きな部分の一部として使用される用語「アリール」は、全部で５～２０環員を有する単環式および多環式環系であって、系における少なくとも１個の環は、芳香族であり、系における各環は、３～１２環員を含有する、単環式および多環式環系を指す。用語「アリール」は、用語「アリール環」と互換的に使用し得る。一部の実施形態では、「アリール」は、芳香族環系を指し、これは、例えば、フェニル、ナフチル、およびアントラシルを含み、これは、１個もしくは複数の置換基を担持し得る。本明細書において使用される場合の用語「アリール」の範囲内にまた含まれるのは、芳香族環が１個もしくは複数のさらなる環に縮合している基、例えば、ベンゾフラニル、インダニル、フタルイミジル、ナフタルイミジル（naphthimidyl）、フェナントリジニル、およびテトラヒドロナフチルである。
【0028】
単独でまたはより大きな部分、例えば、「ヘテロアラルキル」、もしくは「ヘテロアラルコキシ」の一部として使用される用語「ヘテロアリール」および「ヘテロアラ－」は、５～１４個の環原子、好ましくは、５個、６個、９個もしくは１０個の環原子を有し、環状配置において共有される６個、１０個もしくは１４個のパイ（π）電子を有し、炭素原子に加えて、１～５個のヘテロ原子を有する基を指す。用語「ヘテロ原子」は、窒素、酸素、または硫黄を指し、窒素または硫黄の任意の酸化された形態、および塩基性窒素の任意の四級化された形態を含む。ヘテロアリール基は、例えば、チエニル、フラニル、ピロリル、イミダゾリル、ピラゾリル、トリアゾリル、テトラゾリル、オキサゾリル、イソオキサゾリル、オキサジアゾリル、チアゾリル、イソチアゾリル、チアジアゾリル、ピリジル、ピリダジニル、ピリミジニル、ピラジニル、インドリジニル、プリニル、ナフチリジニル、ベンゾフラニルおよびプテリジニルを含む。用語「ヘテロアリール」および「ヘテロアラ－」はまた、本明細書において使用する場合、ヘテロ芳香族環が１個もしくは複数のアリール、脂環式、またはヘテロシクリル環に縮合している基を含み、ラジカルまたは結合点は、ヘテロ芳香族環上にある。例は、インドリル、イソインドリル、ベンゾチエニル、ベンゾフラニル、ジベンゾフラニル、インダゾリル、ベンゾイミダゾリル、ベンゾチアゾリル（benzthiazolyl）、キノリル、イソキノリル、シンノリニル、フタラジニル、
キナゾリニル、キノキサリニル、４Ｈ－キノリジニル、カルバゾリル、アクリジニル、フェナジニル、フェノチアジニル、フェノキサジニル、テトラヒドロキノリニル、テトラヒドロイソキノリニル、およびピリド［２，３－ｂ］－１，４－オキサジン－３（４Ｈ）－オンを含む。ヘテロアリール基は、単環式または二環式であり得る。用語「ヘテロアリール」は、用語「ヘテロアリール環」、「ヘテロアリール基」、または「ヘテロ芳香族」と互換的に使用してもよく、これらの用語のいずれも、任意選択で置換されている環を含む。用語「ヘテロアラルキル」は、ヘテロアリールで置換されているアルキル基を指し、アルキルおよびヘテロアリール部分は、独立に任意選択で置換されている。
キナゾリニル、キノキサリニル、４Ｈ－キノリジニル、カルバゾリル、アクリジニル、フェナジニル、フェノチアジニル、フェノキサジニル、テトラヒドロキノリニル、テトラヒドロイソキノリニル、およびピリド［２，３－ｂ］－１，４－オキサジン－３（４Ｈ）－オンを含む。ヘテロアリール基は、単環式または二環式であり得る。用語「ヘテロアリール」は、用語「ヘテロアリール環」、「ヘテロアリール基」、または「ヘテロ芳香族」と互換的に使用してもよく、これらの用語のいずれも、任意選択で置換されている環を含む。用語「ヘテロアラルキル」は、ヘテロアリールで置換されているアルキル基を指し、アルキルおよびヘテロアリール部分は、独立に任意選択で置換されている。
【0029】
本明細書において使用する場合、用語「複素環」、「ヘテロシクリル」、「複素環式ラジカル」、および「複素環式環」は互換的に使用され、飽和または部分不飽和であり得、炭素原子に加えて、１個もしくは複数の、好ましくは、１～４個の上記に定義されているようなヘテロ原子を有する。一部の変形形態では、複素環式基は、飽和または部分不飽和であり、炭素原子に加えて、１個もしくは複数の、好ましくは、１～４個の上記に定義されているようなヘテロ原子を有する、安定な５～７員単環式または７～１４員二環式の複素環式部分である。複素環の環原子に関して使用されるとき、用語「窒素」は、置換されている窒素を含む。一例として、酸素、硫黄または窒素から選択される０～３個のヘテロ原子を有する飽和または部分不飽和環において、窒素は、Ｎ（３，４－ジヒドロ－２Ｈ－ピロリルにおけるような）、ＮＨ（ピロリジニルにおけるような）、または＋ＮＲ（Ｎ－置換ピロリジニルにおけるような）であり得る。
【0030】
複素環式環は、安定な構造をもたらす任意のヘテロ原子または炭素原子においてそのペンダント基に結合することができ、環原子のいずれかは、任意選択で置換することができる。このような飽和または部分不飽和の複素環式ラジカルの例は、例えば、テトラヒドロフラニル、テトラヒドロチエニル、ピロリジニル、ピロリドニル、ピペリジニル、ピロリニル、テトラヒドロキノリニル、テトラヒドロイソキノリニル、デカヒドロキノリニル、オキサゾリジニル、ピペラジニル、ジオキサニル、ジオキソラニル、ジアゼピニル、オキサゼピニル、チアゼピニル、モルホリニル、およびキヌクリジニルを含む。用語「複素環」、「ヘテロシクリル」、「ヘテロシクリル環」、「複素環式基」、「複素環式部分」、および「複素環式ラジカル」は、本明細書において互換的に使用され、また、ヘテロシクリル環が１個または複数のアリール、ヘテロアリール、または脂環式環に縮合している基、例えば、インドリニル、３Ｈ－インドリル、クロマニル、フェナントリジニル、またはテトラヒドロキノリニルを含み、ラジカルまたは結合点は、ヘテロシクリル環上にある。ヘテロシクリル基は、単環式または二環式であり得る。用語「ヘテロシクリルアルキル」は、ヘテロシクリルで置換されているアルキル基を指し、アルキルおよびヘテロシクリル部分は、独立に任意選択で置換されている。
【0031】
本明細書において使用する場合、用語「部分不飽和」は、少なくとも１個の二重結合または三重結合を含む環部分を指す。用語「部分不飽和」は、複数の不飽和の部位を有する環を包含することを意図するが、本明細書において定義するようなアリールまたはヘテロアリール部分を含むことを意図しない。
【0032】
本明細書に記載のように、本明細書に記載されている化合物は、「任意選択で置換されている」部分を含有し得る。一般に、用語「置換されている」は、用語「任意選択で」が先行しようと、またはしなくても、指定された部分の１個もしくは複数の水素が、適切な置換基で置き換えられていることを意味する。他に示さない限り、「任意選択で置換されている」基は、その基のそれぞれの置換可能な位置において適切な置換基を有してもよく、任意の所与の構造における１つ超の位置が、特定の基から選択される１個超の置換基で置換されていてもよいとき、置換基は、全ての位置において同じまたは異なってもよい。想定される置換基の組合せは好ましくは、安定または化学的に実現可能な化合物の形成をもたらすものである。用語「安定」は、本明細書において使用する場合、本明細書において開示されている目的のうちの１つもしくは複数のための、それらの生成、検出、ならびに一部の実施形態では、それらの回収、精製、および使用を可能とする条件に供されるとき、実質的に変化しない化合物を指す。
【0033】
本明細書におけるいくつかの化学構造において、置換基は、示されている分子の環における結合を横切る結合に結合していることが示される。これは、置換基の１つもしくは複数が、任意の利用できる位置において（通常、親構造の水素原子の代わりに）環に結合し得ることを意味する。そのように置換されている環の原子が、２つの置換可能な位置を有する場合、２個の基は、同じ環原子上に存在し得る。１個超の置換基が存在するとき、それぞれは他とは無関係に定義され、それぞれは異なる構造を有し得る。環の結合を横切って示される置換基が－Ｒである場合、これは、前述のパラグラフに記載されているように、環が「任意選択で置換されている」と言われるのと同じ意味を有する。
【0034】
「任意選択で置換されている」基の置換可能な炭素原子上の適切な一価の置換基は、独立に、ハロゲン；－（ＣＨ２）０～４Ｒ°；－（ＣＨ２）０～４ＯＲ°；－Ｏ－（ＣＨ２）０～４Ｃ（Ｏ）ＯＲ°；－（ＣＨ２）０～４ＣＨ（ＯＲ°）２；－（ＣＨ２）０～４ＳＲ°；Ｒ°で置換されていてもよい－（ＣＨ２）０～４Ｐｈ；Ｒ°で置換されていてもよい－（ＣＨ２）０～４Ｏ（ＣＨ２）０～１Ｐｈ；Ｒ°で置換されていてもよい－ＣＨ＝ＣＨＰｈ；－ＮＯ２；－ＣＮ；－Ｎ３；－（ＣＨ２）０～４Ｎ（Ｒ°）２；－（ＣＨ２）０～４Ｎ（Ｒ°）Ｃ（Ｏ）Ｒ°；－Ｎ（Ｒ°）Ｃ（Ｓ）Ｒ°；－（ＣＨ２）０～４Ｎ（Ｒ°）Ｃ（Ｏ）ＮＲ°２；－Ｎ（Ｒ°）Ｃ（Ｓ）ＮＲ°２；－（ＣＨ２）０～４Ｎ（Ｒ°）Ｃ（Ｏ）ＯＲ°；－Ｎ（Ｒ°）Ｎ（Ｒ°）Ｃ（Ｏ）Ｒ°；－Ｎ（Ｒ°）Ｎ（Ｒ°）Ｃ（Ｏ）ＮＲ°２；－Ｎ（Ｒ°）Ｎ（Ｒ°）Ｃ（Ｏ）ＯＲ°；－（ＣＨ２）０～４Ｃ（Ｏ）Ｒ°；－Ｃ（Ｓ）Ｒ°；－（ＣＨ２）０～４Ｃ（Ｏ）ＯＲ°；－（ＣＨ２）０～４Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｒ°）２；－（ＣＨ２）０～４Ｃ（Ｏ）ＳＲ°；－（ＣＨ２）０～４Ｃ（Ｏ）ＯＳｉＲ°３；－（ＣＨ２）０～４ＯＣ（Ｏ）Ｒ°；－ＯＣ（Ｏ）（ＣＨ２）０～４ＳＲ°；－ＳＣ（Ｓ）ＳＲ°；－（ＣＨ２）０～４ＳＣ（Ｏ）Ｒ°；－（ＣＨ２）０～４Ｃ（Ｏ）ＮＲ°２；－Ｃ（Ｓ）ＮＲ°２；－Ｃ（Ｓ）ＳＲ°；－ＳＣ（Ｓ）ＳＲ°；－（ＣＨ２）０～４ＯＣ（Ｏ）ＮＲ°２；－Ｃ（Ｏ）Ｎ（ＯＲ°）Ｒ°；－Ｃ（Ｏ）Ｃ（Ｏ）Ｒ°；－Ｃ（Ｏ）ＣＨ２Ｃ（Ｏ）Ｒ°；－Ｃ（ＮＯＲ°）Ｒ°；－（ＣＨ２）０～４ＳＳＲ°；－（ＣＨ２）０～４Ｓ（Ｏ）２Ｒ°；－（ＣＨ２）０～４Ｓ（Ｏ）２ＯＲ°；－（ＣＨ２）０～４ＯＳ（Ｏ）２Ｒ°；－Ｓ（Ｏ）２ＮＲ°２；－（ＣＨ２）０～４Ｓ（Ｏ）Ｒ°；－Ｎ（Ｒ°）Ｓ（Ｏ）２ＮＲ°２；－Ｎ（Ｒ°）Ｓ（Ｏ）２Ｒ°；－Ｎ（ＯＲ°）Ｒ°；－Ｃ（ＮＨ）ＮＲ°２；－Ｐ（Ｏ）２Ｒ°；－Ｐ（Ｏ）Ｒ°２；－ＯＰ（Ｏ）Ｒ°２；－ＯＰ（Ｏ）（ＯＲ°）２；ＳｉＲ°３；－（Ｃ１～４直鎖状もしくは分枝状アルキレン）Ｏ－Ｎ（Ｒ°）２；または－（Ｃ１～４直鎖状もしくは分枝状アルキレン）Ｃ（Ｏ）Ｏ－Ｎ（Ｒ°）２であり、式中、各Ｒ°は、下記で定義されるように置換されていてもよく、独立に、水素、Ｃ１～８脂肪族、－ＣＨ２Ｐｈ、－Ｏ（ＣＨ２）０～１Ｐｈ、または窒素、酸素、および硫黄から独立に選択される０～４個のヘテロ原子を有する５～６員の飽和、部分不飽和、もしくはアリール環であり、あるいは上記の定義にも関わらず、２つの独立して出現するＲ°は、それらの介在する原子（複数可）と一緒になって、下記で定義されているように置換されていてもよい、窒素、酸素、および硫黄から独立に選択される０～４個のヘテロ原子を有する３～１２員の飽和、部分不飽和、もしくはアリールの単環式または多環式環を形成する。
【0035】
Ｒ°（または２つの独立して出現するＲ°がこれらの介在する原子と一緒になって形成される環）上の適切な一価の置換基は、独立に、ハロゲン、－（ＣＨ２）０～２Ｒ●、－（ハロＲ●）、－（ＣＨ２）０～２ＯＨ、－（ＣＨ２）０～２ＯＲ●、－（ＣＨ２）０～２ＣＨ（ＯＲ●）２；－Ｏ（ハロＲ●）、－ＣＮ、－Ｎ３、－（ＣＨ２）０～２Ｃ（Ｏ）Ｒ●、－（ＣＨ２）０～２Ｃ（Ｏ）ＯＨ、－（ＣＨ２）０～２Ｃ（Ｏ）ＯＲ●、－（ＣＨ２）０～４Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｒ°）２；－（ＣＨ２）０～２ＳＲ●、－（ＣＨ２）０～２ＳＨ、－（ＣＨ２）０～２ＮＨ２、－（ＣＨ２）０～２ＮＨＲ●、－（ＣＨ２）０～２ＮＲ●
２、－ＮＯ２、－ＳｉＲ●
３、－ＯＳｉＲ●
３、－Ｃ（Ｏ）ＳＲ●、－（Ｃ１～４直鎖状もしくは分枝状アルキレン）Ｃ（Ｏ）ＯＲ●、または－ＳＳＲ●であり、式中、各Ｒ●は、非置換であるか、または「ハロ」が先行する場合、１個もしくは複数のハロゲンのみで置換されており、Ｃ１～４脂肪族、－ＣＨ２Ｐｈ、－Ｏ（ＣＨ２）０～１Ｐｈ、または窒素、酸素、および硫黄から独立に選択される０～４個のヘテロ原子を有する５～６員の飽和、部分不飽和、もしくはアリール環から独立に選択される。Ｒ°の飽和炭素原子上の適切な二価の置換基は、＝Ｏおよび＝Ｓを含む。
【0036】
「任意選択で置換されている」基の飽和炭素原子上の適切な二価の置換基は、下記を含む。＝Ｏ、＝Ｓ、＝ＮＮＲ＊
２、＝ＮＮＨＣ（Ｏ）Ｒ＊、＝ＮＮＨＣ（Ｏ）ＯＲ＊、＝ＮＮＨＳ（Ｏ）２Ｒ＊、＝ＮＲ＊、＝ＮＯＲ＊、－Ｏ（Ｃ（Ｒ＊
２））２～３Ｏ－、または－Ｓ（Ｃ（Ｒ＊
２））２～３Ｓ－（式中、Ｒ＊は、独立して出現する毎に、水素、下記で定義するように置換されていてもよいＣ１～６脂肪族、または窒素、酸素、および硫黄から独立に選択される０～４個のヘテロ原子を有する非置換５～６員の飽和、部分不飽和、もしくはアリール環から選択される）。「任意選択で置換されている」基のビシナルの置換可能な炭素に結合している適切な二価の置換基は、－Ｏ（ＣＲ＊
２）２～３Ｏ－を含み、式中、Ｒ＊は、独立して出現する毎に、水素、下記で定義するように置換されていてもよいＣ１～６脂肪族、または窒素、酸素、および硫黄から独立に選択される０～４個のヘテロ原子を有する非置換５～６員の飽和、部分不飽和、もしくはアリール環から選択される。
【0037】
Ｒ＊の脂肪族基上の適切な置換基は、ハロゲン、－Ｒ●、－（ハロＲ●）、－ＯＨ、－ＯＲ●、－Ｏ（ハロＲ●）、－ＣＮ、－Ｃ（Ｏ）ＯＨ、－Ｃ（Ｏ）ＯＲ●、－ＮＨ２、－ＮＨＲ●、－ＮＲ●
２、または－ＮＯ２を含み、式中、各Ｒ●は、非置換であるか、または「ハロ」が先行する場合、１個もしくは複数のハロゲンのみで置換されており、独立に、Ｃ１～４脂肪族、－ＣＨ２Ｐｈ、－Ｏ（ＣＨ２）０～１Ｐｈ、または窒素、酸素、および硫黄から独立に選択される０～４個のヘテロ原子を有する５～６員の飽和、部分不飽和、もしくはアリール環である。
【0038】
「任意選択で置換されている」基の置換可能な窒素上の適切な置換基は、－Ｒ†、－ＮＲ†
２、－Ｃ（Ｏ）Ｒ†、－Ｃ（Ｏ）ＯＲ†、－Ｃ（Ｏ）Ｃ（Ｏ）Ｒ†、－Ｃ（Ｏ）ＣＨ２Ｃ（Ｏ）Ｒ†、－Ｓ（Ｏ）２Ｒ†、－Ｓ（Ｏ）２ＮＲ†
２、－Ｃ（Ｓ）ＮＲ†
２、－Ｃ（ＮＨ）ＮＲ†
２、または－Ｎ（Ｒ†）Ｓ（Ｏ）２Ｒ†を含み、式中、各Ｒ†は、独立に、水素、下記で定義するように置換されていてもよいＣ１～６脂肪族、非置換－ＯＰｈ、または窒素、酸素、および硫黄から独立に選択される０～４個のヘテロ原子を有する非置換５～６員の飽和、部分不飽和、もしくはアリール環であり、あるいは上記の定義にも関わらず、２つの独立して出現するＲ†は、それらの介在する原子（複数可）と一緒になって、窒素、酸素、および硫黄から独立に選択される０～４個のヘテロ原子を有する非置換３～１２員の飽和、部分不飽和、もしくはアリールの単環式または二環式環を形成する。
【0039】
Ｒ†の脂肪族基上の適切な置換基は、独立に、ハロゲン、－Ｒ●、－（ハロＲ●）、－ＯＨ、－ＯＲ●、－Ｏ（ハロＲ●）、－ＣＮ、－Ｃ（Ｏ）ＯＨ、－Ｃ（Ｏ）ＯＲ●、－ＮＨ２、－ＮＨＲ●、－ＮＲ●
２、または－ＮＯ２であり、式中、各Ｒ●は非置換であるか、または「ハロ」が先行する場合、１個もしくは複数のハロゲンのみで置換されており、独立に、Ｃ１～４脂肪族、－ＣＨ２Ｐｈ、－Ｏ（ＣＨ２）０～１Ｐｈ、または窒素、酸素、および硫黄から独立に選択される０～４個のヘテロ原子を有する５～６員の飽和、部分不飽和、もしくはアリール環である。
【0040】
本明細書において使用する場合、用語「触媒」は、消費されもせず、それ自体が持続性の化学変化を受けもしない一方で、その存在が化学反応の速度を増加させる物質を指す。
【0041】
本明細書において使用する場合、１つもしくは複数の数値に先行する用語「約」は、その数値±５％を意味する。本明細書において値またはパラメーターの「約」への言及は、その値またはパラメーターそれ自体を対象とする実施形態を含む（かつ記載する）ことを理解すべきである。例えば、「約ｘ」に言及する記載は、「ｘ」それ自体の記載を含む。
【0042】
詳細な説明
本明細書に記載されている方法およびシステムは、ＰＰＬを介してＢＰＬからアクリル酸を合成するワンポット方法を可能とし、複数のプロセスを単一の反応器に集約することによって実質的な資本節約がもたらされる。一態様において、ＰＰＬの単離を伴わずにＢＰＬをアクリル酸（例えば、ＧＡＡ）に直接変換する併行的な重合および熱分解ステップを包含する方法を提供する。ある特定の態様において、アクリル酸生成の間の溶媒（複数可）の併行的な除去を可能とし、それによって単位作動をさらに集約する反応蒸留を包含する方法もまた提供する。複数の反応および溶媒除去プロセスを集約することによって、本明細書に記載されている方法およびシステムは、費用効率および製造効率を提供する。
本明細書に記載されている方法およびシステムは、ＰＰＬを介してＢＰＬからアクリル酸を合成するワンポット方法を可能とし、複数のプロセスを単一の反応器に集約することによって実質的な資本節約がもたらされる。一態様において、ＰＰＬの単離を伴わずにＢＰＬをアクリル酸（例えば、ＧＡＡ）に直接変換する併行的な重合および熱分解ステップを包含する方法を提供する。ある特定の態様において、アクリル酸生成の間の溶媒（複数可）の併行的な除去を可能とし、それによって単位作動をさらに集約する反応蒸留を包含する方法もまた提供する。複数の反応および溶媒除去プロセスを集約することによって、本明細書に記載されている方法およびシステムは、費用効率および製造効率を提供する。
【0043】
ある特定の実施形態では、アクリル酸生成物ストリームへのＢＰＬの変換のための方法を提供する。
Ｉ．方法
Ｉ．方法
【0044】
一態様において、アクリル酸（例えば、ＧＡＡ）へのＢＰＬの変換のための統合プロセスおよび方法を提供する。ある特定の実施形態では、ＰＰＬを別々の中間生成物として単離する必要のない、アクリル酸（例えば、ＧＡＡ）へのＢＰＬの変換のための統合プロセスを提供する。一部の実施形態では、このような統合プロセスは、１種もしくは複数種の溶媒の蒸留ストリームを取り出すことを含む。
【0045】
一部の実施形態では、アクリル酸の合成のための方法であって、
（ａ）ベータプロピオラクトンおよび第１の溶媒を含む供給原料ストリームを提供することと；
（ｂ）供給原料ストリームを反応ゾーンに方向付け、そこで供給原料ストリームを重合触媒と接触させ、ベータプロピオラクトンの少なくとも一部分をポリ（プロピオラクトン）に変換することと；
（ｃ）ポリ（プロピオラクトン）の熱による分解によってアクリル酸が生成されるように、反応ゾーンをポリ（プロピオラクトン）の熱分解温度またはそれ超の温度に維持することと；
（ｄ）第１の溶媒の蒸留ストリームを取り出すことと；
（ｅ）反応ゾーンからアクリル酸生成物ストリームを取り出すことと
を含み、
ステップ（ｂ）および（ｃ）は、同じ反応ゾーンにおいて起こる、方法を提供する。
（ａ）ベータプロピオラクトンおよび第１の溶媒を含む供給原料ストリームを提供することと；
（ｂ）供給原料ストリームを反応ゾーンに方向付け、そこで供給原料ストリームを重合触媒と接触させ、ベータプロピオラクトンの少なくとも一部分をポリ（プロピオラクトン）に変換することと；
（ｃ）ポリ（プロピオラクトン）の熱による分解によってアクリル酸が生成されるように、反応ゾーンをポリ（プロピオラクトン）の熱分解温度またはそれ超の温度に維持することと；
（ｄ）第１の溶媒の蒸留ストリームを取り出すことと；
（ｅ）反応ゾーンからアクリル酸生成物ストリームを取り出すことと
を含み、
ステップ（ｂ）および（ｃ）は、同じ反応ゾーンにおいて起こる、方法を提供する。
【0046】
下記のセクションは、方法のステップのある特定の実施形態、および各ステップをもたらすために利用される条件をより十分に記載する。
ＰＰＬへのＢＰＬ変換
ＰＰＬへのＢＰＬ変換
【0047】
提供された方法およびシステムにしたがって使用されるベータ－ラクトン供給原料ストリームは、ＢＰＬのいくつかの公知の源の任意の１つもしくは複数から提供し得る。ＢＰＬを作製する方法は当技術分野において公知であり、ＷＯ２０１３／０６３１９１およびＷＯ２０１４／００４８５８に記載されているものを含む。
【0048】
ある特定の実施形態では、本明細書に記載されている方法およびシステムはまた、エチレンオキシドの形成に直接統合され得、したがって、この有毒および潜在的に爆発性の中間体の単離および貯蔵を回避し得る。ある特定の実施形態では、本明細書に記載されているプロセスに、エチレンガスが供給され、エチレンガスはエチレンオキシドに変換され、次いで、エチレンオキシドは第２の反応に供給され、そこでカルボニル化が起こり、ＢＰＬを含む供給原料ストリームを与える。
【0049】
ある特定の実施形態では、ＢＰＬおよび第１の溶媒を含む供給原料ストリームは、反応ゾーンに方向付けられ、そこで供給原料ストリームは適切な重合触媒と接触させられ、ＢＰＬの少なくとも一部分は、ＰＰＬに変換される。一部の実施形態では、反応ゾーンは、ＰＰＬの形成に適した温度に維持される。一部の実施形態では、このような温度維持は、反応ゾーンからの熱の除去を含む。
【0050】
ある特定の実施形態では、ＰＰＬへのＢＰＬの変換は、固体カルボキシレート触媒を利用し、変換は、少なくとも部分的にガス相中で行われる。ある特定の実施形態では、ベータラクトン変換段階における固体カルボキシレート触媒は、固体アクリル酸触媒を含む。ある特定の実施形態では、ＢＰＬは液体として導入され、固体カルボキシレート触媒と接触してＰＰＬを形成し、ＰＰＬは熱分解を受け、アクリル酸はガスストリームとして除去される。
【0051】
ある特定の実施形態では、本明細書に記載されているプロセスは、プロセスにおける後続の各段階が、先行する段階（例えば、ＢＰＬの生成のためのエチレンオキシド形成および／またはカルボニル化）からの流出物の本質的に全てを利用できるように、供給速度、反応速度、および反応器サイズがスケール変更されることを特徴とする。ある特定の実施形態では、方法は、アクリル酸生成の温度および／または圧力からなる群から選択される１つもしくは複数のシステムパラメーターを調節する１つもしくは複数のステップを含む。ある特定の実施形態では、システムパラメーターのこの調節は、先行する段階の流出物を後続の段階に供給するために直接使用できるように、各段階の単位時間毎の変換速度が、先行する段階の単位時間毎の変換速度と調和するように行われる。ある特定の実施形態では、方法は、１つもしくは複数の段階からの流出物を分析してその含有量を評価する１つもしくは複数のステップを含む。ある特定の実施形態では、このような分析ステップは、分光法（例えば、赤外分光法、核磁気共鳴分光法、紫外光または可視光分光法など）、クロマトグラフィー（例えば、ガスまたは液体クロマトグラフィー）を行うことを含む。ある特定の実施形態では、このような分析は、流出物の化学組成についてのリアルタイムデータを提供するフロースルーモードまたはストップフローモードで行われる。ある特定の実施形態では、このようなデータは、上記のシステムパラメーターの１つもしくは複数を調整するプロンプトを提供するために使用される。
ＰＰＬ熱分解
ＰＰＬ熱分解
【0052】
上記のように、一態様によれば、ＢＰＬは、中間体ＰＰＬの単離を伴わずにＧＡＡに変換され、ここで、ＢＰＬの重合によって形成されるＰＰＬは、同じ反応ゾーンにおける熱分解によってＧＡＡに併行的に変換される（例えば、「ワンポット」方法）。一部の実施形態では、ＰＰＬへのＢＰＬの反応を含む反応ゾーンは、ＰＰＬの熱による分解によってアクリル酸が生成されるように、ＰＰＬの熱分解温度またはそれ超の温度に維持される。任意の特定な理論に束縛されるものではないが、そのような実施形態では、ＢＰＬがアクリル酸と反応してポリマー鎖を開始すると、熱による分解によってポリマーがアクリル酸に分解され得ると考えられる。
【0053】
アクリル酸へのワンポットＢＰＬ変換は、種々の温度および圧力範囲内で作動することができる。一部の実施形態では、温度は、約１５０℃～約３００℃の範囲でよい。一部の実施形態では、温度は、約１５０℃～約２００℃の範囲である。一部の実施形態では、温度は、約１５０℃～約２５０℃の範囲である。一部の実施形態では、温度は、約１７５℃～約３００℃の範囲である。一部の実施形態では、温度は、約２００℃～約２５０℃の範囲である。一部の実施形態では、温度は、約２２５℃～約２７５℃の範囲である。一部の実施形態では、温度は、約２５０℃～約３００℃の範囲である。一部の実施形態では、温度は、約２００℃～約３００℃の範囲である。
【0054】
一部の実施形態では、提供された方法およびシステムにおいて使用される圧力は、約０．０１気圧～約５００気圧（絶対）の範囲でよい。一部の実施形態では、圧力は、約０．０１気圧～約１０気圧（絶対）の範囲でよい。一部の実施形態では、圧力は、約０．０１気圧～約５０気圧（絶対）の範囲でよい。一部の実施形態では、圧力は、約１気圧～約１０気圧（絶対）の範囲でよい。一部の実施形態では、圧力は、約１気圧～約５０気圧（絶対）の範囲でよい。一部の実施形態では、圧力は、約１気圧～約１００気圧（絶対）の範囲でよい。一部の実施形態では、圧力は、約１０気圧～約５０気圧（絶対）の範囲でよい。一部の実施形態では、圧力は、約１０気圧～約１００気圧（絶対）の範囲でよい。一部の実施形態では、圧力は、約５０気圧～約１００気圧（絶対）の範囲でよい。一部の実施形態では、圧力は、約５０気圧～約２００気圧（絶対）の範囲でよい。一部の実施形態では、圧力は、約１００気圧～約２００気圧（絶対）の範囲でよい。一部の実施形態では、圧力は、約１００気圧～約２５０気圧（絶対）の範囲でよい。一部の実施形態では、圧力は、約２００気圧～約３００気圧（絶対）の範囲でよい。一部の実施形態では、圧力は、約２００気圧～約５００気圧（絶対）の範囲でよい。一部の実施形態では、圧力は、約２５０気圧～約５００気圧（絶対）の範囲でよい。
【0055】
一部の実施形態では、提供された方法およびシステムにおいて使用される圧力は、約５気圧（絶対）未満である。一部の実施形態では、提供された方法およびシステムにおいて使用される圧力は、約１気圧（絶対）未満である。一部の実施形態では、圧力は、約０．０１気圧～約１気圧（絶対）の範囲でよい。一部の実施形態では、圧力は、約０．１気圧～約０．８気圧（絶対）の範囲でよい。一部の実施形態では、圧力は、約０．１気圧～約０．５気圧（絶対）の範囲でよい。一部の実施形態では、圧力は、約０．０１気圧～約０．１気圧（絶対）の範囲でよい。一部の実施形態では、圧力は、約０．４気圧～約１気圧（絶対）の範囲でよい。一部の実施形態では、圧力は、約０．０５気圧～約０．１気圧（絶対）の範囲でよい。
【0056】
２つの反応ゾーンが存在する実施形態では、それらを同じ圧力で作動させる必要はない
。ある特定の実施形態では、第１の反応ゾーンは、大気圧または大気圧超（superatmospheric）で作動し、一方で、第２の反応ゾーンは、大気圧未満（subatmospheric）で作動する。ある特定の実施形態では、反応ゾーンは、圧力勾配を含む。
。ある特定の実施形態では、第１の反応ゾーンは、大気圧または大気圧超（superatmospheric）で作動し、一方で、第２の反応ゾーンは、大気圧未満（subatmospheric）で作動する。ある特定の実施形態では、反応ゾーンは、圧力勾配を含む。
【0057】
反応ゾーン
本明細書において使用する場合、用語「反応ゾーン」は、特定の反応が起こる反応器またはその部分を指す。所与の反応は複数の反応ゾーンにおいて起こり得、異なる反応ゾーンは、別々の反応器、または同じ反応器の部分を構成し得る。「反応器」は典型的には、他の反応器またはシステム構成要素への１つまたは複数の接続を有する１つまたは複数の容器を含む。
本明細書において使用する場合、用語「反応ゾーン」は、特定の反応が起こる反応器またはその部分を指す。所与の反応は複数の反応ゾーンにおいて起こり得、異なる反応ゾーンは、別々の反応器、または同じ反応器の部分を構成し得る。「反応器」は典型的には、他の反応器またはシステム構成要素への１つまたは複数の接続を有する１つまたは複数の容器を含む。
【0058】
提供された方法およびシステムの一部の実施形態では、反応ゾーンは、ＰＰＬの熱による分解によってアクリル酸が生成されるように、ＰＰＬの熱分解温度またはそれ超の温度に維持される。一部の実施形態では、反応ゾーンは、約１５０℃～約３００℃の温度に維持される。
重合触媒
重合触媒
【0059】
上記のように、ＢＰＬをＰＰＬに重合させることは、重合触媒の存在下で進行する。金属（例えば、リチウム、ナトリウム、カリウム、マグネシウム、カルシウム、亜鉛、アルミニウム、チタン、コバルトなど）、金属酸化物、アルカリおよびアルカリ土類金属の塩（例えば、炭酸塩、ホウ酸塩、水酸化物、アルコキシド、およびカルボン酸塩）、ならびに他の金属のホウ酸塩、ケイ酸塩、または塩を含むがこれらに限定されない種々の触媒が、重合反応において使用されてよい。ある特定の実施形態では、適切な触媒は、金属イオンのカルボン酸塩を含む。ある特定の実施形態では、適切な触媒は、有機カチオンのカルボン酸塩を含む。一部の実施形態では、カルボン酸塩は、炭酸塩以外である。一部の実施形態では、カルボン酸塩は、アクリル酸塩である。
【0060】
ある特定の実施形態では、重合触媒は、約１：１００の重合触媒：ＢＰＬ～約２５：１００の重合触媒：ＢＰＬのモル比でＢＰＬと合わせられる。ある特定の実施形態では、重合触媒：ＢＰＬのモル比は、約１：１００、５：１００、１０：１００、１５：１００、２０：１００、２５：１００、またはこれらの比の任意の２つを含めた範囲である。
【0061】
ある特定の実施形態では、重合触媒は、約１：１００，０００までの重合触媒：ＢＰＬのモル比でＢＰＬと合わせられる。ある特定の実施形態では、比は、約１：１００，０００～約２５：１００の重合触媒：ＢＰＬである。ある特定の実施形態では、重合触媒は、約１：５０，０００の重合触媒：ＢＰＬ～約１：２５，０００の重合触媒：ＢＰＬのモル比でＢＰＬと合わせられる。ある特定の実施形態では、重合触媒は、約１：２５，０００の重合触媒：ＢＰＬ～約１：１０，０００の重合触媒：ＢＰＬのモル比でＢＰＬと合わせられる。ある特定の実施形態では、重合触媒は、約１：２０，０００の重合触媒：ＢＰＬ～約１：１０，０００の重合触媒：ＢＰＬのモル比でＢＰＬと合わせられる。ある特定の実施形態では、重合触媒は、約１：１５，０００の重合触媒：ＢＰＬ～約１：５，０００の重合触媒：ＢＰＬのモル比でＢＰＬと合わせられる。ある特定の実施形態では、重合触媒は、約１：５，０００の重合触媒：ＢＰＬ～約１：１，０００の重合触媒：ＢＰＬのモル比でＢＰＬと合わせられる。ある特定の実施形態では、重合触媒は、約１：２，０００の重合触媒：ＢＰＬ～約１：５００の重合触媒：ＢＰＬのモル比でＢＰＬと合わせられる。ある特定の実施形態では、重合触媒は、約１：１，０００の重合触媒：ＢＰＬ～約１：２００の重合触媒：ＢＰＬのモル比でＢＰＬと合わせられる。ある特定の実施形態では、重合触媒は、約１：５００の重合触媒：ＢＰＬ～約１：１００の重合触媒：ＢＰＬのモル比でＢＰＬと合わせられる。ある特定の実施形態では、重合触媒：ＢＰＬのモル比は、約１：５０，０００、１：２５，０００、１：１５，０００、１：１０，０００、１：５，０００、１：１，０００、１：５００、１：２５０またはこれらの値の任意の２つを含めた範囲である。
【0062】
重合触媒がカルボン酸塩を含むある特定の実施形態では、カルボキシレートは、ＢＰＬの重合を開始させることによって、生成されるポリマー鎖がアクリレート鎖末端を有するような構造を有する。ある特定の実施形態では、重合触媒上のカルボン酸イオンは、重合プロセスにおいて使用される連鎖移動剤のアニオン形態である。
【0063】
ある特定の実施形態では、重合触媒のカルボン酸塩は、式（Ｉ）の化合物のアクリル酸塩（すなわち、アニオン形態）：
またはこれらの任意の２つもしくはそれ超の混合物であり、式中、ｐは、０～９である。ある特定の実施形態では、ｐは、０～５である。ある特定の実施形態では、重合触媒のカルボン酸塩は、アクリル酸塩（すなわち、ｐ＝０である式（Ｉ）の化合物の塩）である。
【化1】
【0064】
ある特定の実施形態では、重合触媒のカルボン酸塩は、アクリル酸二量体
の塩である。ある特定の実施形態では、重合触媒のカルボン酸塩は、アクリル酸三量体
の塩である。
【化2】
【化3】
【0065】
重合触媒がカルボン酸塩を含むある特定の実施形態では、カルボン酸イオンは、Ｃ１～４０カルボン酸のアニオン形態である。ある特定の実施形態では、カルボン酸塩は、ポリカルボン酸（例えば、２個もしくはそれ超のカルボン酸基を有する化合物）の塩でよい。ある特定の実施形態では、カルボン酸イオンは、Ｃ１～２０カルボン酸のアニオンを含む。ある特定の実施形態では、カルボン酸イオンは、Ｃ１～１２カルボン酸のアニオンを含む。ある特定の実施形態では、カルボン酸イオンは、Ｃ１～８カルボン酸のアニオンを含む。ある特定の実施形態では、カルボン酸イオンは、Ｃ１～４カルボン酸のアニオンを含む。ある特定の実施形態では、カルボン酸イオンは、任意選択で置換されている安息香酸のアニオンを含む。ある特定の実施形態では、カルボン酸イオンは、ギ酸イオン、酢酸イオン、プロピオン酸イオン、吉草酸イオン、酪酸イオン、Ｃ５～１０脂肪族カルボン酸イオン、およびＣ１０～２０脂肪族カルボン酸イオンからなる群から選択される。
【0066】
述べたように、ある特定の実施形態では、重合触媒は、有機カチオンのカルボン酸塩を含む。ある特定の実施形態では、重合触媒は、正の電荷が、窒素、硫黄、またはリン原子上に少なくとも部分的に位置している、カチオンのカルボン酸塩を含む。ある特定の実施形態では、重合触媒は、窒素カチオンのカルボン酸塩を含む。ある特定の実施形態では、重合触媒は、アンモニウム、アミジニウム、グアニジニウム、窒素複素環のカチオン形態、およびこれらの２つもしくはそれ超の任意の組合せからなる群から選択されるカチオンのカルボン酸塩を含む。ある特定の実施形態では、重合触媒は、リンカチオンのカルボン酸塩を含む。ある特定の実施形態では、重合触媒は、ホスホニウムおよびホスファゼニウムからなる群から選択されるカチオンのカルボン酸塩を含む。ある特定の実施形態では、重合触媒は、硫黄含有カチオンのカルボン酸塩を含む。ある特定の実施形態では、重合触媒は、スルホニウム塩を含む。
【0067】
ある特定の実施形態では、重合触媒は、金属のカルボン酸塩を含む。ある特定の実施形態では、重合触媒は、アルカリまたはアルカリ土類金属のカルボン酸塩を含む。ある特定の実施形態では、重合触媒は、アルカリ金属のカルボン酸塩を含む。ある特定の実施形態では、重合触媒は、ナトリウムまたはカリウムのカルボン酸塩を含む。ある特定の実施形態では、重合触媒は、ナトリウムのカルボン酸塩を含む。
【0068】
ある特定の実施形態では、重合触媒は、プロトン化アミン
のカルボン酸塩を含み、式中、
各Ｒ１およびＲ２は、独立に、水素、あるいはＣ１～２０脂肪族；Ｃ１～２０ヘテロ脂肪族；３～８員飽和もしくは部分不飽和の単環式炭素環；７～１４員飽和もしくは部分不飽和の多環式炭素環；窒素、酸素、もしくは硫黄から独立に選択される１～４個のヘテロ原子を有する５～６員単環式ヘテロアリール環；窒素、酸素、もしくは硫黄から独立に選択される１～５個のヘテロ原子を有する８～１４員多環式ヘテロアリール環；窒素、酸素、もしくは硫黄から独立に選択される１～３個のヘテロ原子を有する３～８員飽和もしくは部分不飽和の単環式複素環式環；窒素、酸素、もしくは硫黄から独立に選択される１～５個のヘテロ原子を有する６～１４員飽和もしくは部分不飽和の多環式複素環；フェニル；または８～１４員多環式アリール環からなる群から選択される、任意選択で置換されているラジカルであり、Ｒ１およびＲ２は、介在する原子と一緒になって、１個もしくは複数のさらなるヘテロ原子を任意選択で含有する１個もしくは複数の任意選択で置換されている環を形成することができ、
各Ｒ３は、独立に、水素、あるいはＣ１～２０脂肪族；Ｃ１～２０ヘテロ脂肪族；３～８員飽和もしくは部分不飽和の単環式炭素環；７～１４員飽和もしくは部分不飽和の多環式炭素環；窒素、酸素、もしくは硫黄から独立に選択される１～４個のヘテロ原子を有する５～６員単環式ヘテロアリール環；窒素、酸素、もしくは硫黄から独立に選択される１～５個のヘテロ原子を有する８～１４員多環式ヘテロアリール環；窒素、酸素、もしくは硫黄から独立に選択される１～３個のヘテロ原子を有する３～８員飽和もしくは部分不飽和の単環式複素環式環；窒素、酸素、もしくは硫黄から独立に選択される１～５個のヘテロ原子を有する６～１４員飽和もしくは部分不飽和の多環式複素環；フェニル；または８～１４員多環式アリール環からなる群から選択される、任意選択で置換されているラジカルであり、Ｒ３基は、Ｒ１またはＲ２基と一緒になって、１個もしくは複数の任意選択で置換されている環を形成することができる。
【化4】
各Ｒ１およびＲ２は、独立に、水素、あるいはＣ１～２０脂肪族；Ｃ１～２０ヘテロ脂肪族；３～８員飽和もしくは部分不飽和の単環式炭素環；７～１４員飽和もしくは部分不飽和の多環式炭素環；窒素、酸素、もしくは硫黄から独立に選択される１～４個のヘテロ原子を有する５～６員単環式ヘテロアリール環；窒素、酸素、もしくは硫黄から独立に選択される１～５個のヘテロ原子を有する８～１４員多環式ヘテロアリール環；窒素、酸素、もしくは硫黄から独立に選択される１～３個のヘテロ原子を有する３～８員飽和もしくは部分不飽和の単環式複素環式環；窒素、酸素、もしくは硫黄から独立に選択される１～５個のヘテロ原子を有する６～１４員飽和もしくは部分不飽和の多環式複素環；フェニル；または８～１４員多環式アリール環からなる群から選択される、任意選択で置換されているラジカルであり、Ｒ１およびＲ２は、介在する原子と一緒になって、１個もしくは複数のさらなるヘテロ原子を任意選択で含有する１個もしくは複数の任意選択で置換されている環を形成することができ、
各Ｒ３は、独立に、水素、あるいはＣ１～２０脂肪族；Ｃ１～２０ヘテロ脂肪族；３～８員飽和もしくは部分不飽和の単環式炭素環；７～１４員飽和もしくは部分不飽和の多環式炭素環；窒素、酸素、もしくは硫黄から独立に選択される１～４個のヘテロ原子を有する５～６員単環式ヘテロアリール環；窒素、酸素、もしくは硫黄から独立に選択される１～５個のヘテロ原子を有する８～１４員多環式ヘテロアリール環；窒素、酸素、もしくは硫黄から独立に選択される１～３個のヘテロ原子を有する３～８員飽和もしくは部分不飽和の単環式複素環式環；窒素、酸素、もしくは硫黄から独立に選択される１～５個のヘテロ原子を有する６～１４員飽和もしくは部分不飽和の多環式複素環；フェニル；または８～１４員多環式アリール環からなる群から選択される、任意選択で置換されているラジカルであり、Ｒ３基は、Ｒ１またはＲ２基と一緒になって、１個もしくは複数の任意選択で置換されている環を形成することができる。
【0069】
重合触媒がプロトン化アミンのカルボン酸塩を含むある特定の実施形態では、このプロトン化アミンは、
からなる群から選択される。
【化5】
【0070】
ある特定の実施形態では、重合触媒は、第四級アンモニウム塩
のカルボン酸塩を含み、式中、
各Ｒ１、Ｒ２およびＲ３は、上記に記載され、
各Ｒ４は、独立に、水素、あるいはＣ１～２０脂肪族；Ｃ１～２０ヘテロ脂肪族；３～８員飽和もしくは部分不飽和の単環式炭素環；７～１４員飽和もしくは部分不飽和の多環式炭素環；窒素、酸素、もしくは硫黄から独立に選択される１～４個のヘテロ原子を有する５～６員単環式ヘテロアリール環；窒素、酸素、もしくは硫黄から独立に選択される１～５個のヘテロ原子を有する８～１４員多環式ヘテロアリール環；窒素、酸素、もしくは硫黄から独立に選択される１～３個のヘテロ原子を有する３～８員飽和もしくは部分不飽和の単環式複素環式環；窒素、酸素、もしくは硫黄から独立に選択される１～５個のヘテロ原子を有する６～１４員飽和もしくは部分不飽和の多環式複素環；フェニル；または８～１４員多環式アリール環からなる群から選択される任意選択で置換されているラジカルであり、Ｒ４基は、Ｒ１、Ｒ２またはＲ３基と一緒になって、１個もしくは複数の任意選択で置換されている環を形成することができる。
【化6】
各Ｒ１、Ｒ２およびＲ３は、上記に記載され、
各Ｒ４は、独立に、水素、あるいはＣ１～２０脂肪族；Ｃ１～２０ヘテロ脂肪族；３～８員飽和もしくは部分不飽和の単環式炭素環；７～１４員飽和もしくは部分不飽和の多環式炭素環；窒素、酸素、もしくは硫黄から独立に選択される１～４個のヘテロ原子を有する５～６員単環式ヘテロアリール環；窒素、酸素、もしくは硫黄から独立に選択される１～５個のヘテロ原子を有する８～１４員多環式ヘテロアリール環；窒素、酸素、もしくは硫黄から独立に選択される１～３個のヘテロ原子を有する３～８員飽和もしくは部分不飽和の単環式複素環式環；窒素、酸素、もしくは硫黄から独立に選択される１～５個のヘテロ原子を有する６～１４員飽和もしくは部分不飽和の多環式複素環；フェニル；または８～１４員多環式アリール環からなる群から選択される任意選択で置換されているラジカルであり、Ｒ４基は、Ｒ１、Ｒ２またはＲ３基と一緒になって、１個もしくは複数の任意選択で置換されている環を形成することができる。
【0071】
ある特定の実施形態では、重合触媒は、グアニジニウム基
のカルボン酸塩を含み、式中、各Ｒ１およびＲ２は、独立に、上記で定義され、かつ本明細書におけるクラスおよびサブクラスにおいて記載されている通りである。ある特定の実施形態では、各Ｒ１およびＲ２は、独立に、水素またはＣ１～２０脂肪族である。ある特定の実施形態では、各Ｒ１およびＲ２は、独立に、水素またはＣ１～１２脂肪族である。ある特定の実施形態では、各Ｒ１およびＲ２は、独立に、水素またはＣ１～２０ヘテロ脂肪族である。ある特定の実施形態では、各Ｒ１およびＲ２は、独立に、水素またはフェニルである。ある特定の実施形態では、各Ｒ１およびＲ２は、独立に、水素または８～１０員アリールである。ある特定の実施形態では、各Ｒ１およびＲ２は、独立に、水素または５～１０員ヘテロアリールである。ある特定の実施形態では、各Ｒ１およびＲ２は、独立に、水素または３～７員複素環である。ある特定の実施形態では、Ｒ１およびＲ２の１つもしくは複数は、任意選択で置換されているＣ１～１２脂肪族である。
【化7】
【0072】
ある特定の実施形態では、任意の２個もしくはそれ超のＲ１またはＲ２基は、介在する原子と一緒になって、１個もしくは複数の任意選択で置換されている炭素環式、複素環式、アリール、またはヘテロアリール環を形成する。ある特定の実施形態では、Ｒ１およびＲ２基は、一緒になって、任意選択で置換されている５員または６員環を形成する。ある特定の実施形態では、３個もしくはそれ超のＲ１および／またはＲ２基は、一緒になって、任意選択で置換されている縮合環系を形成する。
【0073】
ある特定の実施形態では、Ｒ１およびＲ２基は、介在する原子と一緒になって、
から選択される化合物を形成し、式中、各Ｒ１およびＲ２は、独立に、上記で定義され、かつ本明細書におけるクラスおよびサブクラスにおいて記載されている通りであり、環Ｇは、任意選択で置換されている５～７員の飽和もしくは部分不飽和の複素環式環である。
【化8】
【0074】
グアニジニウムカチオンが、
として示されるとき、全てのこのような共鳴形態は、本開示によって企図および包含されることを認識されたい。例えば、このような基はまた、
として示すことができる。
【化9】
【化10】
【0075】
特定の実施形態では、グアニジニウムカチオンは、
からなる群から選択される。
【化11】
【0076】
ある特定の実施形態では、重合触媒は、スルホニウム基またはアルソニウム基、例えば、
のカルボン酸塩を含み、式中、Ｒ１、Ｒ２、およびＲ３のそれぞれは、上記で定義され、かつ本明細書におけるクラスおよびサブクラスにおいて記載されている通りである。
【化12】
【0077】
特定の実施形態では、アルソニウムカチオンは、
からなる群から選択される。
【化13】
【0078】
ある特定の実施形態では、重合触媒は、任意選択で置換されている窒素含有複素環のカルボン酸塩を含む。ある特定の実施形態では、窒素含有複素環は、芳香族複素環である。ある特定の実施形態では、任意選択で置換されている窒素含有複素環は、ピリジン、イミダゾール、ピロリジン、ピラゾール、キノリン、チアゾール、ジチアゾール、オキサゾール、トリアゾール、ピラゾール（pyrazolem）、イソオキサゾール、イソチアゾール、テ
トラゾール、ピラジン、チアジン、およびトリアジンからなる群から選択される。
トラゾール、ピラジン、チアジン、およびトリアジンからなる群から選択される。
【0079】
ある特定の実施形態では、窒素含有複素環は、四級化された窒素原子を含む。ある特定の実施形態では、窒素含有複素環は、イミニウム部分、例えば、
を含む。ある特定の実施形態では、任意選択で置換されている窒素含有複素環は、ピリジニウム、イミダゾリウム、ピロリジニウム、ピラゾリウム、キノリニウム、チアゾリウム、ジチアゾリウム、オキサゾリウム、トリアゾリウム、イソオキサゾリウム、イソチアゾリウム、テトラゾリウム、ピラジニウム、チアジニウム、およびトリアジニウムからなる群から選択される。
【化14】
【0080】
ある特定の実施形態では、窒素含有複素環は、環窒素原子を介して金属錯体に連結している。ある特定の実施形態では、それに対して結合がなされる環窒素は、それによって四級化されており、ある特定の実施形態では、金属錯体への連結は、Ｎ－Ｈ結合の代わりをし、それによって窒素原子は中性のままである。ある特定の実施形態では、任意選択で置換されているＮ－連結窒素含有複素環は、ピリジニウム誘導体である。ある特定の実施形態では、任意選択で置換されているＮ－連結窒素含有複素環は、イミダゾリウム誘導体である。ある特定の実施形態では、任意選択で置換されているＮ－連結窒素含有複素環は、チアゾリウム誘導体である。ある特定の実施形態では、任意選択で置換されているＮ－連結窒素含有複素環は、ピリジニウム誘導体である。
【0081】
ある特定の実施形態では、重合触媒は、
のカルボン酸塩を含む。ある特定の実施形態では、環Ａは、任意選択で置換されている、５～１０員ヘテロアリール基である。ある特定の実施形態では、環Ａは、任意選択で置換されている、６員ヘテロアリール基である。ある特定の実施形態では、環Ａは、縮合複素環の環である。ある特定の実施形態では、環Ａは、任意選択で置換されているピリジル基である。
【化15】
【0082】
特定の実施形態では、窒素含有複素環式カチオンは、
からなる群から選択される。
【化16】
【0083】
ある特定の実施形態では、重合触媒は、
のカルボン酸塩を含み、式中、各Ｒ１、Ｒ２、およびＲ３は、独立に、上記で定義され、かつ本明細書におけるクラスおよびサブクラスにおいて記載されている通りである。
【化17】
【0084】
ある特定の実施形態では、重合触媒は、
のカルボン酸塩を含み、式中、各Ｒ１およびＲ２は、独立に、上記で定義され、かつ本明細書におけるクラスおよびサブクラスにおいて記載されている通りである。
【化18】
【0085】
ある特定の実施形態では、重合触媒は、
のカルボン酸塩を含み、式中、各Ｒ１、Ｒ２、およびＲ３は、独立に、上記で定義され、かつ本明細書におけるクラスおよびサブクラスにおいて記載されている通りである。
【化19】
【0086】
ある特定の実施形態では、重合触媒は、
のカルボン酸塩を含み、式中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ６、およびＲ７のそれぞれは、上記で定義され、かつ本明細書におけるクラスおよびサブクラスにおいて記載されている通りである。
【化20】
【0087】
ある特定の実施形態では、Ｒ６およびＲ７は、それぞれ独立に、Ｃ１～２０脂肪族；Ｃ１～２０ヘテロ脂肪族；フェニル、および８～１０員アリールからなる群から選択される任意選択で置換されている基である。ある特定の実施形態では、Ｒ６およびＲ７は、それぞれ独立に、任意選択で置換されているＣ１～２０脂肪族である。ある特定の実施形態では、Ｒ６およびＲ７は、それぞれ独立に、任意選択で置換されているＣ１～２０ヘテロ脂肪族である。ある特定の実施形態では、Ｒ６およびＲ７は、それぞれ独立に、任意選択で置換されているフェニルまたは８～１０員アリールである。ある特定の実施形態では、Ｒ６およびＲ７は、それぞれ独立に、任意選択で置換されている５～１０員ヘテロアリールである。ある特定の実施形態では、Ｒ６およびＲ７は、介在する原子と一緒になって、任意選択で置換されているＣ３～Ｃ１４炭素環、任意選択で置換されているＣ３～Ｃ１４複素環、任意選択で置換されているＣ６～Ｃ１０アリール、および任意選択で置換されている５～１０員ヘテロアリールからなる群から選択される１個もしくは複数の環を形成することができる。ある特定の実施形態では、Ｒ６およびＲ７は、それぞれ独立に、任意選択で置換されているＣ１～６脂肪族である。ある特定の実施形態では、Ｒ６およびＲ７は、出現する毎に独立に、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、またはベンジルである。ある特定の実施形態では、Ｒ６およびＲ７は、出現する毎に独立に、ペルフルオロである。ある特定の実施形態では、Ｒ６およびＲ７は、出現する毎に独立に、－ＣＦ２ＣＦ３である。
【0088】
ある特定の実施形態では、重合触媒は、
のカルボン酸塩を含み、式中、各Ｒ１およびＲ２は、独立に、上記で定義され、かつ本明細書におけるクラスおよびサブクラスにおいて記載されている通りである。
【化21】
【0089】
ある特定の実施形態では、重合触媒は、
のカルボン酸塩を含み、式中、各Ｒ１、Ｒ２、およびＲ３は、独立に、上記で定義され、かつ本明細書におけるクラスおよびサブクラスにおいて記載されている通りである。
【化22】
【0090】
ある特定の実施形態では、カチオンは、
であり、式中、各Ｒ１およびＲ２は、独立に、上記で定義され、かつ本明細書におけるクラスおよびサブクラスにおいて記載されている通りである。
【化23】
【0091】
ある特定の実施形態では、重合触媒は、
のカルボン酸塩を含み、式中、各Ｒ１およびＲ２は、独立に、上記で定義され、かつ本明細書におけるクラスおよびサブクラスにおいて記載されている通りである。
【化24】
【0092】
ある特定の実施形態では、重合触媒は、
のカルボン酸塩を含み、式中、各Ｒ１、Ｒ２、およびＲ３は、独立に、上記で定義され、かつ本明細書におけるクラスおよびサブクラスにおいて記載されている通りである。
【化25】
【0093】
ある特定の実施形態では、重合触媒は、
のカルボン酸塩を含み、式中、各Ｒ１およびＲ２は、独立に、上記で定義され、かつ本明細書におけるクラスおよびサブクラスにおいて記載されている通りである。ある特定の実施形態では、適切な触媒は、遷移金属化合物を含む。ある特定の実施形態では、適切な触媒は、酸触媒を含む。ある特定の実施形態では、触媒は、不均一系触媒である。
【化26】
【0094】
ある特定の実施形態では、上記のカチオン性官能基のいずれも、固体担持体に結合している。適切な固体担持体の例は、ポリマー固体（例えば、ポリマービーズ、フィルム、繊維、布帛、粒子など）、および無機固体（例えば、粘土、シリカ、アルミナ、珪藻土、セラミック、金属酸化物、鉱物繊維ビーズまたは粒子など）を含む。このような担持されているカチオン性官能基の具体例は、アンモニウム基で官能化されたポリスチレン樹脂ビーズ、ホスホニウム基で官能化されたポリスチレン樹脂ビーズ、およびグアニジニウム基で官能化されたポリスチレン樹脂ビーズを含む。このような担持されているカチオン性官能基の具体例は、アンモニウム基で官能化されたシリカ粒子、ホスホニウム基で官能化されたアルミナ粒子、およびグアニジニウム基で官能化されたセラミックビーズを含む。ある特定の実施形態では、重合触媒は、上記の担持されている固体カチオン性官能基（supported solid cationic functional groups）のいずれかのカルボン酸塩を含む。ある特定の実施形態では、重合触媒は、上記の担持されている固体カチオン性官能基のいずれかのアクリル酸塩を含む。
【0095】
ある特定の実施形態では、重合触媒は、カチオン性固体を含み、カチオンは、金属原子を含む。ある特定の実施形態では、重合触媒は、上記の担持されている固体カチオン性金属原子（supported solid cationic metal atoms）のいずれかのカルボン酸塩を含む。ある特定の実施形態では、重合触媒は、上記の担持されている固体カチオン性金属原子のいずれかのアクリル酸塩を含む。
【0096】
ある特定の実施形態では、重合触媒のカルボン酸塩は、式（ＩＩ）の化合物であり、
式中、ｐは、０～９であり、Ｒａは、不揮発性部分である。用語「不揮発性部分」は、本明細書において使用する場合、カルボキシレートが結合することができ、かつカルボキシレート（例えば、ｐ＝０である場合）を熱分解条件に対して不揮発性にする部分または材料を指す。一部の実施形態では、不揮発性部分は、ガラス表面、シリカ表面、プラスチック表面、ゼオライトを含む金属表面、金属コーティングまたは化学コーティングを含有する表面、膜（例えば、ナイロン、ポリスルホン、シリカ）、マイクロビーズ（例えば、ラテックス、ポリスチレン、または他のポリマー）、および多孔性ポリマーマトリックス（例えば、ポリアクリルアミド、多糖、ポリメタクリレート）からなる群から選択される。一部の実施形態では、不揮発性部分は、１００ｇ／ｍｏｌ超、２００ｇ／ｍｏｌ超、５００ｇ／ｍｏｌ超、または１０００ｇ／ｍｏｌ超の分子量を有する。一部の実施形態では、不揮発性部分は、固定層または充填層システムの一部である。一部の実施形態では、不揮発性部分は、ペレット（例えば、ゼオライト）を含む固定層または充填層システムの一部である。
【化27】
【0097】
ある特定の実施形態では、ｐは、０～５である。ある特定の実施形態では、重合触媒のカルボン酸塩は、アクリル酸塩（すなわち、ｐ＝０である式（ＩＩ）の化合物の塩）である。
【0098】
一部の実施形態では、適切なカルボキシレート触媒は、不均一系である。一部の実施形態では、適切な触媒は、固定層である。一部の実施形態では、適切なカルボキシレート触媒は、全ての他の生成物、中間体、出発材料、副生成物、および他の反応構成要素の除去の後、塩または溶融物として反応ゾーンに残存する。一部の実施形態では、適切な触媒は、全てのアクリル酸生成物ストリームの除去の後で、塩または溶融物として反応ゾーンに残存する。一部の実施形態では、式（ＩＩ）の適切なカルボキシレート触媒は、全てのアクリル酸生成物ストリームの除去の後で、塩または溶融物として反応ゾーンにおいて残存する。
【0099】
ある特定の実施形態では、重合触媒は、反応ゾーンにおけるさらなる使用のためにリサイクルされる。一部の実施形態では、塩または溶融物触媒は、反応ゾーンにリサイクルされる。一部の実施形態では、提供された方法は、均一系触媒のリサイクルストリームを反応ゾーンへ取り出すことをさらに含む。一部の実施形態では、このようなリサイクルストリームは、高沸点溶媒を含み、ここで溶媒の沸点は、ＰＰＬの熱分解温度より高く、取り出された生成物ストリームが気体である一方で、触媒は熱分解の間に高沸点溶媒中に残存する。
【0100】
一部の実施形態では、適切な重合触媒は、均一系である。ある特定の実施形態では、適切な重合触媒を第２の溶媒ストリームと合わせ、反応ゾーンに加える。
蒸留
蒸留
【0101】
上記で一般に記載するように、本明細書に記載の方法は、１種もしくは複数種の溶媒の蒸留と、本明細書に記載されている重合および熱分解反応とを統合する。一部の実施形態では、反応ゾーンは、反応蒸留カラムである。一部の実施形態では、提供された方法は、第１の溶媒の蒸留ストリームを取り出すことを含む。一部の実施形態では、第１の溶媒は、ＢＰＬを提供する上流のカルボニル化反応において使用される溶媒である。一部の実施形態では、第１の溶媒の蒸留ストリームは、ベータプロピオラクトンストリームを提供するために使用されるカルボニル化反応器に方向付けられる。一部の実施形態では、提供された方法は、第２の溶媒の蒸留ストリームを取り出すことをさらに含む。
アクリレートのリサイクル
アクリレートのリサイクル
【0102】
ＢＰＬからのＰＰＬの重合モードは、典型的なポリエステル重合に反した様式で進行することを当業者は認識する。ポリエステルは一般に、カルボン酸基のカルボニルにおけるヒドロキシル基の攻撃によって形成される一方、ＢＰＬ環のひずみは特有の反応性を与え、ここでカルボン酸アニオンはベータ炭素を攻撃して末端カルボキシレートをもたらし、次いでこれはＢＰＬの別の単位と反応して、ポリマー鎖を成長させ得る。
【化28】
【0103】
提供された方法の一部の実施形態では、ＰＰＬへのＢＰＬの重合は、アクリレートによって触媒される。次いで、このように得られたポリマー鎖は、アクリレート末端基を含む。一部の実施形態では、重合を開始させるのに必要とされるカルボキシレートは、生成物ストリームからの戻りループによって提供されるアクリル酸である。一部の実施形態では、提供された方法によって生成されるアクリル酸の一部分は、反応ゾーンに戻り、重合を開始する。一部の実施形態では、提供された方法におけるｉｎ ｓｉｔｕで形成されたアクリル酸は、ＰＰＬへのＢＰＬの変換を開始および維持するのに十分である。
熱の捕捉
熱の捕捉
【0104】
提供された方法の一部の実施形態では、プロセスの一部分から生じた熱は捕捉される。例えば、ＰＰＬへのＢＰＬの重合は発熱のプロセスであり、反応から生じた過剰な熱は捕捉され得る。ある特定の実施形態では、捕捉された熱は、低位熱である。提供された方法の一部の実施形態では、反応ゾーンから生じた熱は捕捉され、他のプロセスに方向付けられる。ある特定の実施形態では、熱は、ＢＰＬを提供するために使用される上流のカルボニル化プロセスに方向付けられる。一部の実施形態では、熱は、生成物ストリーム（例えば、アクリル酸）を適当な温度に維持するために方向付けられる。
反応モード
反応モード
【0105】
本明細書における方法は、用いる反応器のタイプ、サイズまたは幾可学的形状に対して特定の制限をせず、実際に、ワンポット方法の上記の考察にもかかわらず、１つ超の反応器が用いられてもよい（例えば、上流のカルボニル化プロセスが、提供された方法中にさらに組み込まれたとき）。この状況において、用語「反応器」は事実上、１つ超の物理的反応器（例えば、反応器は、並列もしくは直列で接続されている一連の連続撹拌槽型反応器（ＣＳＴＲ）、または複数の栓流反応器である可能性がある）を表し得ることを理解すべきである。多くのこのような組合せは当技術分野において公知であり、当業者は、本明細書に記載の方法における効率的な反応を達成するために用いる可能性がある。
溶媒
溶媒
【0106】
上記のように、ＢＰＬ供給原料ストリームは、第１の溶媒を含む。一部の実施形態では、第１の溶媒は、ＢＰＬ供給原料ストリームを提供するためにカルボニル化反応において使用される溶媒である。一部の実施形態では、第１の溶媒を、ニートのＢＰＬと合わせる。ある特定の実施形態では、第１の溶媒は、１６０℃より低い沸点を有する。本明細書において使用される沸点は、１ａｔｍの圧力での沸点である。
【0107】
第１の溶媒は、任意の溶媒、または２種もしくはそれ超の溶媒の混合物から選択され得る。さらに、ベータラクトンは、共溶媒として利用され得る。第１の溶媒に最も適した溶媒は、エーテル、炭化水素および非プロトン性極性溶媒を含む。適切な第１の溶媒の例は、例えば、テトラヒドロフラン（「ＴＨＦ」）、スルホラン、Ｎ－メチルピロリドン、１，３ジメチル－２－イミダゾリジノン、ジグリム、トリグリム、テトラグリム、ジエチレングリコールジブチルエーテル、イソソルビドエーテル、メチルｔｅｒｔブチルエーテル、ジエチルエーテル、ジフェニルエーテル、１，４－ジオキサン、炭酸エチレン、炭酸プロピレン、炭酸ブチレン、二塩基性エステル、ジエチルエーテル、アセトニトリル、酢酸エチル、ジメトキシエタン、アセトン、およびメチルエチルケトンを含む。一部の実施形態では、第１の溶媒は、ＴＨＦである。
【0108】
一部の実施形態では、提供された方法は、第２の溶媒を提供することと、第２の溶媒ストリームを反応器ゾーンに方向付けることとをさらに含む。一部の実施形態では、第２の溶媒を利用して、適切な触媒を反応器ゾーンに送達する。一部の実施形態では、第２の溶媒は、反応混合物中のＰＰＬの均一性を維持することを助ける。一部の実施形態では、提供された方法は、第２の溶媒の蒸留ストリームを取り出すことをさらに含む。
【0109】
一部の変形形態では、第２の溶媒は、極性の非プロトン性溶媒を含む。一部の変形形態では、極性の非プロトン性溶媒は、エステル、ニトリル、アミドまたはエーテル溶媒を含む。ある特定の実施形態では、極性の非プロトン性溶媒は、アクリル酸の沸点より高い沸点を有する。ある特定の実施形態では、極性の非プロトン性溶媒は、Ｎ－メチルピロリドン、１，３ジメチル－２－イミダゾリジノン、ジグリム、トリグリム、テトラグリム、ジエチレングリコールジブチルエーテル、ジフェニルエーテル、１，４－ジオキサン、イソソルビドエーテル、または二塩基性エステルを含む。ある特定の実施形態では、極性の非プロトン性溶媒は、アクリル酸の沸点より低い沸点を有する。ある特定の実施形態では、極性の非プロトン性溶媒は、テトラヒドロフラン、メチルｔｅｒｔブチルエーテル、ジエチルエーテル、アセトニトリル、酢酸エチル、ジメトキシエタン、アセトン、およびメチルエチルケトンを含む。一部の変形形態では、第２の溶媒は、非極性溶媒を含む。ある特定の実施形態では、非極性溶媒は、脂肪族または芳香族炭化水素を含む。ある特定の実施形態では、非極性溶媒は、ハロゲン化溶媒を含む。
ＩＩ．システム
ＩＩ．システム
【0110】
別の態様において、アクリル酸の合成のためのシステムを提供する。一部の実施形態では、アクリル酸へのベータプロピオラクトンの変換のためのシステムは、
（ａ）溶媒中のベータプロピオラクトン（ＢＰＬ）；
（ｂ）重合触媒であって、ポリ（プロピオラクトン）（ＰＰＬ）の熱分解温度またはそれ超で、ＢＰＬは、重合触媒の存在下でＰＰＬに重合し始め、ＰＰＬはアクリル酸に併行的に熱により分解する、重合触媒；および
（ｃ）溶媒の蒸留ストリーム
を含み、
ｉｎ ｓｉｔｕで形成されたアクリル酸は、ＢＰＬをＰＰＬに重合する反応を維持する。
（ａ）溶媒中のベータプロピオラクトン（ＢＰＬ）；
（ｂ）重合触媒であって、ポリ（プロピオラクトン）（ＰＰＬ）の熱分解温度またはそれ超で、ＢＰＬは、重合触媒の存在下でＰＰＬに重合し始め、ＰＰＬはアクリル酸に併行的に熱により分解する、重合触媒；および
（ｃ）溶媒の蒸留ストリーム
を含み、
ｉｎ ｓｉｔｕで形成されたアクリル酸は、ＢＰＬをＰＰＬに重合する反応を維持する。
【0111】
１つの変形形態では、ベータプロピオラクトンをアクリル酸に変換するためのシステムであって、前記システムは、
ベータプロピオラクトン（ＢＰＬ）源；
重合触媒源；ならびに
ＢＰＬ源からのＢＰＬ、および重合触媒源からの重合触媒を受ける少なくとも１つの入口、および
アクリル酸ストリームを出力する出口
を含む反応器
を含み、
前記反応器は、（ｉ）重合触媒の存在下、ＰＰＬの熱分解温度またはそれ超でＢＰＬを重合させてポリ（プロピオラクトン）（ＰＰＬ）を生成し、（ｉｉ）ＰＰＬを併行的に熱により分解してアクリル酸をｉｎ ｓｉｔｕで生成するように構成され、ｉｎ ｓｉｔｕで生成されたアクリル酸が、ＰＰＬへのＢＰＬの重合を維持する、システムを提供する。
ベータプロピオラクトン（ＢＰＬ）源；
重合触媒源；ならびに
ＢＰＬ源からのＢＰＬ、および重合触媒源からの重合触媒を受ける少なくとも１つの入口、および
アクリル酸ストリームを出力する出口
を含む反応器
を含み、
前記反応器は、（ｉ）重合触媒の存在下、ＰＰＬの熱分解温度またはそれ超でＢＰＬを重合させてポリ（プロピオラクトン）（ＰＰＬ）を生成し、（ｉｉ）ＰＰＬを併行的に熱により分解してアクリル酸をｉｎ ｓｉｔｕで生成するように構成され、ｉｎ ｓｉｔｕで生成されたアクリル酸が、ＰＰＬへのＢＰＬの重合を維持する、システムを提供する。
【0112】
ある特定の変形形態では、少なくとも１つの入口は、ＢＰＬ源から溶媒中のＢＰＬを受けるようにさらに構成されている。他の変形形態では、反応器は、溶媒の蒸留ストリームを出力する出口をさらに含む。
【0113】
上記のように、一部の実施形態では、反応器へのアクリル酸生成物の戻りループを含む方法を提供する。したがって、上記のシステムの一部の変形形態では、反応器は、アクリル酸ストリームの少なくとも一部分を受ける入口をさらに含む。別の変形形態では、少なくとも１つの入口は、アクリル酸ストリームの少なくとも一部分を受けるようにさらに構成されている。
【0114】
したがって、他の実施形態では、アクリル酸へのベータプロピオラクトンの変換のためのシステムであって、
（ａ）ベータプロピオラクトン（ＢＰＬ）、溶媒、および重合触媒を含む反応ゾーンであって、ポリ（プロピオラクトン）（ＰＰＬ）の熱分解温度またはそれ超で、ＢＰＬは、重合触媒の存在下でＰＰＬに重合し始め、ＰＰＬはアクリル酸に併行的に熱により分解する、反応ゾーン；
（ｂ）溶媒の蒸留ストリーム；ならびに
（ｃ）アクリル酸を反応ゾーンに提供するための戻りループ
を含む、システムを提供する。
（ａ）ベータプロピオラクトン（ＢＰＬ）、溶媒、および重合触媒を含む反応ゾーンであって、ポリ（プロピオラクトン）（ＰＰＬ）の熱分解温度またはそれ超で、ＢＰＬは、重合触媒の存在下でＰＰＬに重合し始め、ＰＰＬはアクリル酸に併行的に熱により分解する、反応ゾーン；
（ｂ）溶媒の蒸留ストリーム；ならびに
（ｃ）アクリル酸を反応ゾーンに提供するための戻りループ
を含む、システムを提供する。
【0115】
１つの変形形態では、アクリル酸へのベータプロピオラクトンの変換のためのシステムであって、
ベータプロピオラクトン（ＢＰＬ）、溶媒、および重合触媒を含む反応ゾーンであって、反応ゾーンは、（ｉ）ＢＰＬを重合触媒の存在下で、ＰＰＬの熱分解温度またはそれ超でＰＰＬに重合し、（ｉｉ）ＰＰＬをアクリル酸に併行的に熱により分解するように構成されている、反応ゾーン；
溶媒の蒸留ストリーム；ならびに
アクリル酸を反応ゾーンに提供するための戻りループ
を含む、システムを提供する。
ベータプロピオラクトン（ＢＰＬ）、溶媒、および重合触媒を含む反応ゾーンであって、反応ゾーンは、（ｉ）ＢＰＬを重合触媒の存在下で、ＰＰＬの熱分解温度またはそれ超でＰＰＬに重合し、（ｉｉ）ＰＰＬをアクリル酸に併行的に熱により分解するように構成されている、反応ゾーン；
溶媒の蒸留ストリーム；ならびに
アクリル酸を反応ゾーンに提供するための戻りループ
を含む、システムを提供する。
【0116】
図１を参照すると、システム１００は、均一系重合触媒を利用して精アクリル酸（ＧＡＡ）を生成するための例示的なシステムである。ＢＰＬおよびテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）を含む供給原料ストリーム１０２は、反応器１３０に方向付けられる。第２の溶媒と混合した重合触媒を含む触媒ストリーム１０４もまた、反応器１３０に方向付けられる。ＢＰＬがＰＰＬに変換され、ＰＰＬが熱による分解を受けてアクリル酸を生成するように、反応器１３０は適切な温度および圧力に維持される。ＴＨＦ溶媒は、蒸留ストリーム１１６として取り出され、リサイクルタンクまたは上流のカルボニル化反応器に方向付けられてよい。第２の溶媒は、蒸留ストリーム１１２として取り出され、リサイクルタンクまたは触媒ストリームに方向付けられてよい。精アクリル酸は、生成物ストリーム１１０として取り出される。触媒は、触媒リサイクルストリーム１１４によってリサイクルされる。
【0117】
他の変形形態では、１種もしくは複数種の構成要素を、システム１００に加えてもよく、また省いてもよいことを一般に理解すべきである。例えば、１つの変形形態では、システム１００は、ＴＨＦリサイクルタンクをさらに含む。別の変形形態では、システム１００は、第２の溶媒リサイクルタンクをさらに含む。システムの他の変形形態では、反応器１３０は、熱交換器をさらに含む。また別の変形形態では、触媒が回収およびリサイクルされない場合、システム１００における触媒リサイクルストリーム１１４は省かれ得る。
【0118】
したがって、一部の態様では、アクリル酸を生成するためのシステムであって、前記システムは、
ＢＰＬ源；
重合触媒源；ならびに
ＢＰＬ源からのＢＰＬ、および重合触媒源からの重合触媒を受ける少なくとも１つの入口、および
アクリル酸ストリームを出力する出口
を含む反応器
を含み、
前記反応器は、（ｉ）重合触媒の存在下で、ＰＰＬの熱分解温度またはそれ超でＢＰＬを重合させてポリ（プロピオラクトン）（ＰＰＬ）を生成し、（ｉｉ）ＰＰＬを併行的に熱により分解してアクリル酸をｉｎ ｓｉｔｕで生成するように構成されている、システムを提供する。
ＢＰＬ源；
重合触媒源；ならびに
ＢＰＬ源からのＢＰＬ、および重合触媒源からの重合触媒を受ける少なくとも１つの入口、および
アクリル酸ストリームを出力する出口
を含む反応器
を含み、
前記反応器は、（ｉ）重合触媒の存在下で、ＰＰＬの熱分解温度またはそれ超でＢＰＬを重合させてポリ（プロピオラクトン）（ＰＰＬ）を生成し、（ｉｉ）ＰＰＬを併行的に熱により分解してアクリル酸をｉｎ ｓｉｔｕで生成するように構成されている、システムを提供する。
【0119】
ある特定の変形形態では、重合触媒は、均一系重合触媒である。本明細書における方法について記載されている重合触媒のいずれも、本明細書に記載されているシステムにおいて使用し得ることを理解すべきである。
【0120】
一部の変形形態では、少なくとも１つの入口は、ＢＰＬ源からのＢＰＬストリームを受けるように構成されており、ＢＰＬストリームは、ＢＰＬおよびテトラヒドロフランを含む。
【0121】
一部の変形形態では、少なくとも１つの入口は、重合触媒源からの重合触媒ストリームを受けるように構成されており、重合触媒ストリームは、重合触媒および第２の溶媒を含む。本明細書における方法について記載されている第２の溶媒のいずれも、本明細書に記載されているシステムにおいて存在し得ることを理解すべきである。
【0122】
他の変形形態では、反応器は、テトラヒドロフランの蒸留ストリーム、第２の溶媒の蒸留ストリーム、重合触媒のリサイクルストリーム、または任意のこれらの組合せを出力する少なくとも１個の出口をさらに含む。
【0123】
１つの変形形態では、アクリル酸は、精アクリル酸である。ある特定の変形形態では、アクリル酸は、少なくとも９９．５％、少なくとも９９．６％、少なくとも９９．７％、少なくとも９９．８％、または少なくとも９９．９％の純度を有する。
【0124】
図２を参照すると、システム２００は、固定層重合触媒を利用したアクリル酸を生成するための別の例示的なシステムを示す。ＢＰＬおよびＴＨＦを含む供給原料ストリーム２０２は、反応器２３０に方向付けられる。ある溶媒（該溶媒にはＰＰＬが溶解可能である）を含む第２の溶媒ストリーム２０４は、反応器２３０に方向付けられる。固定層２３２における重合触媒は、反応器２３０に位置している。ＢＰＬがＰＰＬに変換され、ＰＰＬが熱による分解を受けてアクリル酸を生成するように、反応器２３０は適切な温度および圧力に維持される。ＴＨＦ溶媒は、蒸留ストリーム２１６として取り出され、リサイクルタンクまたは上流のカルボニル化反応器に方向付けられてよい。第２の溶媒は、蒸留ストリーム２１２として取り出され、リサイクルタンクに方向付けられてよい。精アクリル酸は、生成物ストリーム２１０として取り出される。
【0125】
他の変形形態では、１種もしくは複数種の構成要素を、システム２００に加えてもよく、また省いてもよいことを一般に理解すべきである。例えば、１つの変形形態では、システム２００は、ＴＨＦリサイクルタンクをさらに含む。別の変形形態では、システム２００は、第２の溶媒リサイクルタンクをさらに含む。システムの他の変形形態では、反応器２３０は、熱交換器をさらに含む。また別の変形形態では、ＴＨＦおよび／または第２の溶媒が回収およびリサイクルされない場合、システム２００における蒸留ストリームは省かれ得る。
【0126】
したがって、他の態様では、アクリル酸を生成するためのシステムであって、前記システムは、
ＢＰＬ源；ならびに
重合触媒の固定層、
ＢＰＬ源からのＢＰＬを受ける少なくとも１つの入口、および
アクリル酸ストリームを出力する出口
を含む反応器
を含み、
前記反応器は、（ｉ）重合触媒の存在下で、ＰＰＬの熱分解温度またはそれ超でＢＰＬを重合させてポリ（プロピオラクトン）（ＰＰＬ）を生成し、（ｉｉ）ＰＰＬを併行的に熱により分解してアクリル酸をｉｎ ｓｉｔｕで生成するように構成されている、システムを提供する。
ＢＰＬ源；ならびに
重合触媒の固定層、
ＢＰＬ源からのＢＰＬを受ける少なくとも１つの入口、および
アクリル酸ストリームを出力する出口
を含む反応器
を含み、
前記反応器は、（ｉ）重合触媒の存在下で、ＰＰＬの熱分解温度またはそれ超でＢＰＬを重合させてポリ（プロピオラクトン）（ＰＰＬ）を生成し、（ｉｉ）ＰＰＬを併行的に熱により分解してアクリル酸をｉｎ ｓｉｔｕで生成するように構成されている、システムを提供する。
【0127】
固定層において使用するのに適した本明細書における方法について記載されている重合触媒のいずれも、本明細書に記載されているシステムにおいて存在し得ることを理解すべきである。
【0128】
一部の変形形態では、少なくとも１つの入口は、ＢＰＬ源からのＢＰＬストリームを受けるように構成されており、ＢＰＬストリームは、ＢＰＬおよびテトラヒドロフランを含む。
【0129】
他の変形形態では、反応器は、テトラヒドロフランの蒸留ストリーム、第２の溶媒の蒸留ストリーム、または任意のこれらの組合せを出力する少なくとも１個の出口をさらに含む。
【0130】
１つの変形形態では、アクリル酸は、精アクリル酸である。ある特定の変形形態では、アクリル酸は、少なくとも９９．５％、少なくとも９９．６％、少なくとも９９．７％、少なくとも９９．８％、または少なくとも９９．９％の純度を有する。
【0131】
図３を参照すると、システム３００は、アクリル酸を生成するまた別の例示的なシステムである。システム３００において使用し得る適切なカルボニル化プロセスは、ＷＯ２０１４／００８２３２に記載されている。エチレンオキシドおよび一酸化炭素の供給原料ストリーム３０２、ならびにカルボニル化触媒およびＴＨＦを含む触媒ストリーム３０４は、それぞれカルボニル化反応器３１０に方向付けられる。反応器３１０は、所望の圧力および温度、例えば、ＢＰＬを生成するのに適した圧力および温度に加圧する。ＢＰＬの生成物ストリーム３１２をカルボニル化反応器から取り出し、ナノ濾過膜３２０に方向付ける。ナノ濾過膜３２０は、触媒を捕らえるが、ＢＰＬおよびＴＨＦが通過することを可能とする。ＢＰＬおよびＴＨＦを含むＢＰＬ供給原料ストリーム３２２は、反応蒸留（ＲＤ）カラム３３０に方向付けられ、ＢＰＬの熱分解、精アクリル酸生成物ストリーム３４０の取り出し、およびＴＨＦ蒸留ストリーム３４２の取り出しは、図１および２ならびに本明細書において示す例示的なシステムについて記載されている通りである。
実施形態の列挙
実施形態の列挙
【0132】
下記の実施形態の列挙は、本発明のいくつかの態様の代表的なものである。
１．アクリル酸の合成のための方法であって、前記方法は、
（ａ）ベータプロピオラクトンおよび第１の溶媒を含む供給原料ストリームを提供するステップと；
（ｂ）前記供給原料ストリームを反応ゾーンに方向付け、そこでそれを重合触媒と接触させ、前記ベータプロピオラクトンの少なくとも一部分をポリ（プロピオラクトン）に変換するステップと；
（ｃ）ポリ（プロピオラクトン）の熱による分解によってアクリル酸が生成されるように、前記反応ゾーンをポリ（プロピオラクトン）の熱分解温度またはそれ超の温度に維持するステップと；
（ｄ）前記反応ゾーンから前記第１の溶媒の蒸留ストリームを取り出すステップと；
（ｅ）前記反応ゾーンからアクリル酸生成物ストリームを取り出すステップと
を含み、ステップ（ｂ）および（ｃ）は、同じ反応ゾーンにおいて起こる、方法。
２．前記第１の溶媒が、１６０℃より低い沸点を有する、実施形態１に記載の方法。
３．前記第１の溶媒が、ＴＨＦである、実施形態１または２に記載の方法。
４．第２の溶媒を提供するステップと、第２の溶媒ストリームを前記反応ゾーンに方向付けるステップをさらに含む、実施形態１～３のいずれか一つに記載の方法。
５．前記第２の溶媒ストリームが、前記第２の溶媒および前記重合触媒を含む、実施形態４に記載の方法。
６．前記反応ゾーンから前記第２の溶媒の蒸留ストリームを取り出すことをさらに含む、実施形態４に記載の方法。
７．前記第１の溶媒の前記蒸留ストリームを、前記ベータプロピオラクトンを提供するために使用されるカルボニル化反応器に方向付けることをさらに含む、実施形態１～６のいずれか一つに記載の方法。
８．前記反応ゾーンから前記重合触媒のリサイクルストリームを取り出すステップをさらに含む、実施形態１～７のいずれか一つに記載の方法。
９．前記重合触媒が、以下の式
の化合物の塩であり、式中、ｐは０～９である、実施形態１～８のいずれか一つに記載の方法。
１０．前記重合触媒が、以下の式
の化合物の塩であり、式中、ｐは０～９であり、Ｒａは不揮発性部分である、実施形態１～８のいずれか一つに記載の方法。
１１．前記重合触媒が、カルボン酸塩を含む、実施形態１～８のいずれか一つに記載の方法。
１２．前記重合触媒が、アクリレートを含む、実施形態１～８のいずれか一つに記載の方法。
１３．前記重合触媒が、固体に担持されている、実施形態１～１２のいずれか一つに記載の方法。
１４．前記重合触媒が、カチオン性固体を含む、実施形態１～１２のいずれか一つに記載の方法。
１５．前記重合触媒が、不均一系触媒である、実施形態１～１４のいずれか一つに記載の方法。
１６．前記重合触媒が、固定層を含む、実施形態１５に記載の方法。
１７．前記第２の溶媒の蒸留ストリームを取り出すことをさらに含む、実施形態１～１６のいずれか一つに記載の方法。
１８．前記反応器から生じた熱を捕捉し、それを他のプロセスに方向付けるステップをさらに含む、実施形態１～１７のいずれか一つに記載の方法。
１９．前記熱が、前記ベータプロピオラクトンを提供するために使用されるカルボニル化反応に方向付けられる、実施形態１８に記載の方法。
２０．低位熱を使用して、前記アクリル酸生成物ストリームを適当な温度に維持するステップをさらに含む、実施形態１～１９のいずれか一つに記載の方法。
２１．低位熱を使用して、前記アクリル酸生成物ストリームの温度をその沸点より高く維持することをさらに含む、実施形態１～２０のいずれか一つに記載の方法。
２２．アクリル酸へのベータプロピオラクトンの変換のためのシステムであって、前記システムは、
（ａ）溶媒中のベータプロピオラクトン（ＢＰＬ）；
（ｂ）重合触媒であって、ポリ（プロピオラクトン）（ＰＰＬ）の熱分解温度またはそれ超で、ＢＰＬは前記重合触媒の存在下でＰＰＬに重合し始め、前記ＰＰＬはアクリル酸に併行的に熱により分解する、重合触媒；および
（ｃ）前記溶媒の蒸留ストリーム
を含み、ｉｎ ｓｉｔｕで形成されたアクリル酸は、ＢＰＬをＰＰＬに重合する反応を維持する、
システム。
２３．アクリル酸へのベータプロピオラクトンの変換のためのシステムであって、
（ａ）ベータプロピオラクトン（ＢＰＬ）、溶媒、および重合触媒を含む反応ゾーンであって、ポリ（プロピオラクトン）（ＰＰＬ）の熱分解温度またはそれ超で、ＢＰＬは前記重合触媒の存在下でＰＰＬに重合し始め、前記ＰＰＬはアクリル酸に併行的に熱により分解する、反応ゾーン；
（ｂ）前記溶媒の蒸留ストリーム；ならびに
（ｃ）アクリル酸を前記反応ゾーンに提供するための戻りループ
を含む、
システム。
２４．前記重合触媒が、以下の式
の化合物の塩であり、式中、ｐは０～９である、実施形態２２または２３に記載のシステム。
２５．前記重合触媒が、以下の式
の化合物の塩であり、式中、ｐは０～９であり、Ｒａは不揮発性部分である、実施形態２２または２３に記載のシステム。
２６．前記重合触媒が、カルボン酸塩を含む、実施形態２２または２３に記載のシステム。
２７．前記重合触媒が、アクリレートを含む、実施形態２２または２３に記載のシステム。
２８．前記重合触媒が、固体に担持されている、実施形態２２～２７のいずれか一つに記載のシステム。
２９．前記重合触媒が、カチオン性固体を含む、実施形態２２～２８のいずれか一つに記載のシステム。
３０．前記重合触媒が、不均一系触媒である、実施形態２２～２９のいずれか一つに記載のシステム。
３１．前記重合触媒が、固定層を含む、実施形態２２～３０のいずれか一つに記載のシステム。
１．アクリル酸の合成のための方法であって、前記方法は、
（ａ）ベータプロピオラクトンおよび第１の溶媒を含む供給原料ストリームを提供するステップと；
（ｂ）前記供給原料ストリームを反応ゾーンに方向付け、そこでそれを重合触媒と接触させ、前記ベータプロピオラクトンの少なくとも一部分をポリ（プロピオラクトン）に変換するステップと；
（ｃ）ポリ（プロピオラクトン）の熱による分解によってアクリル酸が生成されるように、前記反応ゾーンをポリ（プロピオラクトン）の熱分解温度またはそれ超の温度に維持するステップと；
（ｄ）前記反応ゾーンから前記第１の溶媒の蒸留ストリームを取り出すステップと；
（ｅ）前記反応ゾーンからアクリル酸生成物ストリームを取り出すステップと
を含み、ステップ（ｂ）および（ｃ）は、同じ反応ゾーンにおいて起こる、方法。
２．前記第１の溶媒が、１６０℃より低い沸点を有する、実施形態１に記載の方法。
３．前記第１の溶媒が、ＴＨＦである、実施形態１または２に記載の方法。
４．第２の溶媒を提供するステップと、第２の溶媒ストリームを前記反応ゾーンに方向付けるステップをさらに含む、実施形態１～３のいずれか一つに記載の方法。
５．前記第２の溶媒ストリームが、前記第２の溶媒および前記重合触媒を含む、実施形態４に記載の方法。
６．前記反応ゾーンから前記第２の溶媒の蒸留ストリームを取り出すことをさらに含む、実施形態４に記載の方法。
７．前記第１の溶媒の前記蒸留ストリームを、前記ベータプロピオラクトンを提供するために使用されるカルボニル化反応器に方向付けることをさらに含む、実施形態１～６のいずれか一つに記載の方法。
８．前記反応ゾーンから前記重合触媒のリサイクルストリームを取り出すステップをさらに含む、実施形態１～７のいずれか一つに記載の方法。
９．前記重合触媒が、以下の式
【化29】
１０．前記重合触媒が、以下の式
【化30】
１１．前記重合触媒が、カルボン酸塩を含む、実施形態１～８のいずれか一つに記載の方法。
１２．前記重合触媒が、アクリレートを含む、実施形態１～８のいずれか一つに記載の方法。
１３．前記重合触媒が、固体に担持されている、実施形態１～１２のいずれか一つに記載の方法。
１４．前記重合触媒が、カチオン性固体を含む、実施形態１～１２のいずれか一つに記載の方法。
１５．前記重合触媒が、不均一系触媒である、実施形態１～１４のいずれか一つに記載の方法。
１６．前記重合触媒が、固定層を含む、実施形態１５に記載の方法。
１７．前記第２の溶媒の蒸留ストリームを取り出すことをさらに含む、実施形態１～１６のいずれか一つに記載の方法。
１８．前記反応器から生じた熱を捕捉し、それを他のプロセスに方向付けるステップをさらに含む、実施形態１～１７のいずれか一つに記載の方法。
１９．前記熱が、前記ベータプロピオラクトンを提供するために使用されるカルボニル化反応に方向付けられる、実施形態１８に記載の方法。
２０．低位熱を使用して、前記アクリル酸生成物ストリームを適当な温度に維持するステップをさらに含む、実施形態１～１９のいずれか一つに記載の方法。
２１．低位熱を使用して、前記アクリル酸生成物ストリームの温度をその沸点より高く維持することをさらに含む、実施形態１～２０のいずれか一つに記載の方法。
２２．アクリル酸へのベータプロピオラクトンの変換のためのシステムであって、前記システムは、
（ａ）溶媒中のベータプロピオラクトン（ＢＰＬ）；
（ｂ）重合触媒であって、ポリ（プロピオラクトン）（ＰＰＬ）の熱分解温度またはそれ超で、ＢＰＬは前記重合触媒の存在下でＰＰＬに重合し始め、前記ＰＰＬはアクリル酸に併行的に熱により分解する、重合触媒；および
（ｃ）前記溶媒の蒸留ストリーム
を含み、ｉｎ ｓｉｔｕで形成されたアクリル酸は、ＢＰＬをＰＰＬに重合する反応を維持する、
システム。
２３．アクリル酸へのベータプロピオラクトンの変換のためのシステムであって、
（ａ）ベータプロピオラクトン（ＢＰＬ）、溶媒、および重合触媒を含む反応ゾーンであって、ポリ（プロピオラクトン）（ＰＰＬ）の熱分解温度またはそれ超で、ＢＰＬは前記重合触媒の存在下でＰＰＬに重合し始め、前記ＰＰＬはアクリル酸に併行的に熱により分解する、反応ゾーン；
（ｂ）前記溶媒の蒸留ストリーム；ならびに
（ｃ）アクリル酸を前記反応ゾーンに提供するための戻りループ
を含む、
システム。
２４．前記重合触媒が、以下の式
【化31】
２５．前記重合触媒が、以下の式
【化32】
２６．前記重合触媒が、カルボン酸塩を含む、実施形態２２または２３に記載のシステム。
２７．前記重合触媒が、アクリレートを含む、実施形態２２または２３に記載のシステム。
２８．前記重合触媒が、固体に担持されている、実施形態２２～２７のいずれか一つに記載のシステム。
２９．前記重合触媒が、カチオン性固体を含む、実施形態２２～２８のいずれか一つに記載のシステム。
３０．前記重合触媒が、不均一系触媒である、実施形態２２～２９のいずれか一つに記載のシステム。
３１．前記重合触媒が、固定層を含む、実施形態２２～３０のいずれか一つに記載のシステム。
【0133】
上記は本発明の特定の非限定的な実施形態の説明である。したがって、本明細書において記載した本発明の実施形態は、本発明の原理の適用の単に例示であることを理解すべきである。本明細書において例示した実施形態の詳細への言及は、特許請求の範囲を限定することを意図せず、特許請求の範囲自体が、本発明に不可欠であると見なされるフィーチャを説明する。
【図1】
【図2】
【図3】
【手続補正書】
【提出日】2022-01-25
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
アクリル酸へのベータプロピオラクトンの変換のためのシステムであって、
（ａ）ベータプロピオラクトン、溶媒、および重合触媒を含む反応ゾーンであって、（ｉ）ポリ（プロピオラクトン）の熱分解温度またはそれ超で作動させ、（ｉｉ）前記重合触媒の存在下で前記ベータプロピオラクトンをポリ（プロピオラクトン）に併行的に重合し、前記ポリ（プロピオラクトン）をアクリル酸に熱により分解し、（ｉｉｉ）前記溶媒を含む蒸留ストリームを出力するように構成されている、反応蒸留カラムである、反応ゾーン；及び
（ｂ）前記アクリル酸の一部分を前記反応ゾーンに戻すように構成されている戻りループ
を含む、
システム。
（ａ）ベータプロピオラクトン、溶媒、および重合触媒を含む反応ゾーンであって、（ｉ）ポリ（プロピオラクトン）の熱分解温度またはそれ超で作動させ、（ｉｉ）前記重合触媒の存在下で前記ベータプロピオラクトンをポリ（プロピオラクトン）に併行的に重合し、前記ポリ（プロピオラクトン）をアクリル酸に熱により分解し、（ｉｉｉ）前記溶媒を含む蒸留ストリームを出力するように構成されている、反応蒸留カラムである、反応ゾーン；及び
（ｂ）前記アクリル酸の一部分を前記反応ゾーンに戻すように構成されている戻りループ
を含む、
システム。
【請求項2】
前記反応ゾーンが、前記アクリル酸の一部分を出力するようにさらに構成されている、請求項１に記載のシステム。
【請求項3】
ベータプロピオラクトン源；
重合触媒源；及び
前記ベータプロピオラクトン源からの溶媒中のベータプロピオラクトンおよび前記重合触媒源からの重合触媒を受ける少なくとも１つの入口と、アクリル酸ストリームおよび前記溶媒を含む蒸留ストリームを出力する少なくとも１つの出口と、を含む反応器
を含む、アクリル酸を製造するためのシステムであって、
前記反応器が、（ｉ）前記重合触媒の存在下、ポリ（プロピオラクトン）の熱分解温度またはそれ超で前記ベータプロピオラクトンを重合してポリ（プロピオラクトン）を生成し、（ｉｉ）前記ポリ（プロピオラクトン）を併行的に熱により分解してアクリル酸をｉｎ ｓｉｔｕで生成し、（ｉｉｉ）前記アクリル酸ストリームを出力し、（ｉｖ）前記蒸留ストリームを出力するように構成されている、
システム。
重合触媒源；及び
前記ベータプロピオラクトン源からの溶媒中のベータプロピオラクトンおよび前記重合触媒源からの重合触媒を受ける少なくとも１つの入口と、アクリル酸ストリームおよび前記溶媒を含む蒸留ストリームを出力する少なくとも１つの出口と、を含む反応器
を含む、アクリル酸を製造するためのシステムであって、
前記反応器が、（ｉ）前記重合触媒の存在下、ポリ（プロピオラクトン）の熱分解温度またはそれ超で前記ベータプロピオラクトンを重合してポリ（プロピオラクトン）を生成し、（ｉｉ）前記ポリ（プロピオラクトン）を併行的に熱により分解してアクリル酸をｉｎ ｓｉｔｕで生成し、（ｉｉｉ）前記アクリル酸ストリームを出力し、（ｉｖ）前記蒸留ストリームを出力するように構成されている、
システム。
【請求項4】
前記溶媒がテトラヒドロフランを含む、請求項３に記載のシステム。
【請求項5】
前記重合触媒が均一系である、請求項３に記載のシステム。
【請求項6】
前記反応器中の少なくとも１つの入口が、前記重合触媒源からの第２の溶媒中の前記重合触媒を受ける、請求項３に記載のシステム。
【請求項7】
前記反応器が、前記第２の溶媒を含む第２の蒸留ストリーム、もしくは前記重合触媒を含むリサイクルストリーム、またはそれらの任意の組み合わせを出力する出口をさらに含む、請求項６に記載のシステム。
【請求項8】
前記ベータプロピオラクトンおよび前記重合触媒を受ける前記少なくとも１つの入口が、前記反応器中の別々の入口である、請求項３に記載のシステム。
【請求項9】
前記アクリル酸ストリームおよび前記蒸留ストリームを出力する前記少なくとも１つの出口が、前記反応器中の別個の出口である、請求項３に記載のシステム。
【請求項10】
ベータプロピオラクトン源；及び
重合触媒の固定層と、前記ベータプロピオラクトン源からの溶媒中のベータプロピオラクトンを受ける入口と、アクリル酸ストリームおよび前記溶媒を含む蒸留ストリームを出力する少なくとも１つの出口と、
を含む、反応器
を含む、アクリル酸を製造するためのシステムであって、
前記反応器が、（ｉ）前記重合触媒の存在下で、ポリ（プロピオラクトン）の熱分解温度またはそれ超で前記ベータプロピオラクトンを重合させてポリ（プロピオラクトン）を生成し、（ｉｉ）前記ポリ（プロピオラクトン）を併行的に熱により分解してアクリル酸をｉｎ ｓｉｔｕで生成し、（ｉｉｉ）前記アクリル酸ストリームを出力し、（ｉｖ）前記蒸留ストリームを出力するように構成されている、
システム。
重合触媒の固定層と、前記ベータプロピオラクトン源からの溶媒中のベータプロピオラクトンを受ける入口と、アクリル酸ストリームおよび前記溶媒を含む蒸留ストリームを出力する少なくとも１つの出口と、
を含む、反応器
を含む、アクリル酸を製造するためのシステムであって、
前記反応器が、（ｉ）前記重合触媒の存在下で、ポリ（プロピオラクトン）の熱分解温度またはそれ超で前記ベータプロピオラクトンを重合させてポリ（プロピオラクトン）を生成し、（ｉｉ）前記ポリ（プロピオラクトン）を併行的に熱により分解してアクリル酸をｉｎ ｓｉｔｕで生成し、（ｉｉｉ）前記アクリル酸ストリームを出力し、（ｉｖ）前記蒸留ストリームを出力するように構成されている、
システム。
【請求項11】
前記溶媒がテトラヒドロフランを含む、請求項１０に記載のシステム。
【請求項12】
第２の溶媒源をさらに含み、前記反応器が、前記第２の溶媒源からの第２の溶媒を受ける入口をさらに含む、請求項１０に記載のシステム。
【請求項13】
前記反応器が、前記第２の溶媒を含む第２の蒸留ストリームを出力する出口をさらに含む、請求項１２に記載のシステム。
【請求項14】
前記アクリル酸ストリームおよび前記蒸留ストリームを出力する前記少なくとも１つの出口が、前記反応器中の別個の出口である、請求項１０に記載のシステム。