Us 7393981

8/12/2019 Us 7393981

1/6

8/12/2019 Us 7393981

2/6

J u l . 1 , 2 0 0 8 US , 3 9 3 , 9 8 1 B2S. P a t e n t

1 8

F i g u r e ]

8/12/2019 Us 7393981

3/6

US 7 , 3 9 3 , 9 8 1 B21

METHOD OF PREPARATION OFMETHYL-BENZYL-KETONE

CROSS-REFERENCE TO RELATEDAPPLICATION

The r e s e n t a p p l i c a t i o n i s a d i v i s i o n a l o f US. a t e n t a p p l ic a t i o n S e r . No. 1 1 / 1 7 7 , 8 9 3 , ? l e d u l . 8 , 2005 noW a b a n d o n e d .

BACKGROUND OFTHE INVENTION1 . F i e l d o f t h e I n v e n t i o nThe p r e s e n t i n v e n t i o n r e l a t e s g e n e r a l l y t o a c a t a l y s t andc a t a l y t i c m e t h o d o r p r e p a r i n g k e t o n es f r o m c a r b o x y l i c a c i d s

a n d i n p a r t i c u l a r t o a c a t a l y s t a n d c a t a l y t i c method f o r p r ep a r i n g m e t h y l - b e n Z y l - k e t o n e M B K ) .2 . D e s c r i p t i o n o f R e l a t e d A r tI t i s knoWn h a t c a r b o x y l i c a c i d s can be used a s p r e c u r s o r s

f o r t h e p r o d u c t i o n o f k e t o n e s . S e e e . g . , J o h n W. N i c h o l s o n ,Alan D . W i l s o n , The C o n v e r s i o n o f C a r b o x y l i c A c i d s toK e t o n e s : A e p e a t e d D i s c o v e r y , J . Chem. E d u c . 8 1 , 1 3 6 22 0 0 4 ) ; B . A . B o l o t o v e t a l . , P r a c t i c a l O p e r a t i o n s i n O r g a n i c

C a t a l y s i s , 1 4 3 - 1 4 5 U n i v e r s i t y o f L e n i n g r a d P r e s s ) 1 9 5 9 )R u s s i a n ) ; K . V e i g a n d , E x p e r i m e n t a l M e t h o d s i n O r g a n i cC h e m i s t r y , 4 8 4 - 4 9 0 D . N . V 1 t k o v s k y t a l . t r a n s . , V . N . V e l o ve d . , F o r e i g n i t e r a t u r e P u b l i s h e r s , M o s c o W , 1 9 5 3 ) R u s s i a n ) .C u r r e n t p r o c e s se s f o r t h e p r o d u c t i o n o f k e t o n e s from c a rb o x y l i c a c i d s , s u c h a s t h o s e p r o c e s s e s d i s c l o s e d i n N i c h o l s o n ,B o l o t o v , a n d V e i g a n d u s i n g a s i n g l e - m e t a l m e t a l - o x i d e c a t al y s t , a r e g e n e r a l l y s l o W a n d p r o v i d e r e l a t i v e l y l o W y i e l d s o ft h e d e s i r e d k e t o n e . I n a d d i t i o n , t h e s i n g l e - m e t a l m e t a l - o x i d ec a t a l y s t s u s e d i n c u r r e n t p r o c e s s e s t e n d t o l o s e t h e i r c a t a l y t i ca c t i v i t y a f t e r e a c h p r o c e s s c y c l e a n d m u s t b e r e p l e n i s h e d .These i s s u e s make t d i f ? c u l t f o r c u r r e n t p r o c e s s e s t o be useda s c o n t i n u o u s p r o c e s s e s t h a t a r e commercially v i a b l e .

These i s s u e s a r e p a r t i c u l a r l y e v i d e n t i n t h e c u r r e n t p r oc e s s e s f o r t h e p r o d u c t i o n o f MBK from c a r b o x y l i c a c i d s .C u r r e n t p r o c e s s e s f o r t h e p r o d u c t i o n o f MBK r e s l o W , andg e n e r a l l y t h e y i e l d o f MBK y knoWn m e t h o d s t e n d s t o b el e s s t h a n 65 . One of t h e r e a s o n s t h a t knoWn methods ofMBK r o d u c t i o n d o n o t g i v e a h i g h y i e l d o f MBK r o d u c t i o ni s b e c a u s e d i - b e n Z y l - k e t o n e i s formed a s a b y - p r o d u c t s u bs t a n c e , W h i c h r e q u i r e s ad d i t i o n a l r e ? n e m e n t . T h e p r o d u c t i o no f i - b e n Z y l - k e t o ne o c c u r s n a t u r a l l y a n d c a n r e d u c e t h e y i e l dofMBK n t h e c u r r e n t p r o c e s s e s t o 55 r l e s s . I n a d d i t i o n t oy i e l d p r o b l e m s , the c a t a l y s t s u s e d i n c u r r e n t m e t h o d s l o o s et h e i r a c t i v i t y a f t e r e a c h c y c l e o f t h e p r o c e s s a n d must b er e p l e n i s h e d . T h e s e d i s a d v a n t a g e s t h u s make t d i f ? c u l t t o u s ec u r r e n t p r o c e s s e s f o r c o m m e r c i a l l y v i a b l e , c o n t i n u o u s p r oc e s s MBK r o d u c t i o n .A e e d e x i s t s , t h e r e f o r e , f o r a h i g h - y i e l d c a t a l y t i c p r o c e s sf o r p r o d u c i n g k e t o n e s , p a r t i c u l a r l y MBK r o m c a r b o x y l i c

a c i d s . A eed a l s o e x i s t s f o r a c a t a l y s t t ha t d o e s n o t need o ber e g e n e r a t e d o r r e p l e n i s h e d a f t e r e a c h p r o d u c t i o n c y c l e .

BRIEF SUMMARY OFTHE INVENTIONT h e p r o b l e m s p r e s e n t i n the knoWn e t h o d s f o r p r o d u c i n g

k e t o n e s a r e s o l v e d by t h e s y s t e m s a n d m e t h o d s o f t h e p r i nc i p l e s o f the p r e s e n t i n v e n t i o n . T h e p r i n c i p l e s o f t h e p r e s e n ti n v e n t i o n make o s s i b l e the m a n u f a c t u r e o f e t o n e s , p a r t i c ul a r l y MBK, t h r o u g h a c o n t i n u o u s , c o m m e r c i a l l y - v i a b l e ,h i g h - y i e l d p r o c e s s . T h e p r i n c i p l e s o f t h e p r e s e n t i n v e n t i o na l l o W t h e p r o d u c t i o n o f MBK i t h a y i e l d p o t e n t i a l o f a r o u n d7 0 r g r e a t e r by a u s i n g a s h a r p d e c r e a s e i n t h e f o r m a t i o n o fb y - p r o d u c t s , s p e c i ? c a l l y d i - b e n Z y l - k e t o n e , a n d b y p r e v e n ti n g c a t a l y s t a c t i v i t y l o s s . T h i s i s i m p o r t a n t b e c a u s e k e t o n e s ,

20

25

30

35

40

45

50

55

60

6 5

2p a r t i c u l a r l y MBK, h a v e g r e a t p o t e n t i a l i n t h e s y n t h e s i s o fi m p o r t a n t o r g a n i c s u b s t a n c e s a n d m e d i c i n e s .

I n a c c o r d a n c e W i t h t h e p r i n c i p l e s o f t h e p r e s e n t i n v e n t i o n ,a n i n o r g a n i c p o l y m e r c a t a l y s t c o m p r i s i n g t h o r i u m o x i d e a n da second metal oxid and a method f o r p r e p a r i n g same i sd e s c r i b e d . T h i s i n o r g a n i c p o l y m e r c a t a l y s t i s u s e f u l i n t h ep r e p a r a t i o n o f k e t o n e s f r o m c a r b o x y l i c a c i d s , p a r t i c u l a r l y i nt h e p r e p a r a t i o n o f MBK r o m a c e t i c a n d p h e n y l a c e t i c a c i d s .

I n f u r t h e r a c c o r d a n c e W i t h t h e p r i n c i p l e s o f t h e p r e s e n ti n v e n t i o n , c a r b o x y l i c a c i d s a r e r e a c t e d i n t h e p r e s e n c e o f t h ed e s c r i b e d i n o r g a n i c p o l y m e r c a t a l y s t t o f o r m k e t o n e s . I n t h ec a s e o f h e r e a c t i o n o f c e t i c and h e n y l a c e t i c a c i d s , t h e a c e t i cand h e n y l a c e t i c a c i d s a r e decomposed i n a r e a c t o r c o n t a i ni n g a ThO2 and MnO a t a l y s t seWn t o a s u b s t r a t e , s u c h a sp u m i c e , t o form MBK. ne o f t h e b e n e ? t s o f t h e i n v e n t i o n i st h a t i t p r o v i d e s a n i m p r o v e d a t a l y t i c method f MBK r e p ar a t i o n t h a t a l l o W s m a n u f a c t u r e MBK h r o u g h a c o n ti n u o u s ,c o m m e r c i a l l y - v i a b l e , h i g h- y i e l d p r o c e s s . A u r t h e r b e n e ? t o ft h e i n v e n t i o n i s a s h a r p d e c r e a s e i n t h e f o r m a t i o n o f t h eb y p r o d u c t , d i - b e n Z y l - k e t o n e . A u r t h e r b e n e ? t o f the p r i nc i p l e s o f t h e p r e s e n t i n v e n t i o n i s p r e v e n t i o n o f a t a l y s t a c t i vi t y l o s s . The a t a l y s t d e s c r i b e d a s p a r t o f h e p r e s e n t i n v e n t i o nh a s c a t a l y t i c a c t i v i t y t h a t can a s t f o r up o and v e r tWo e a r s .A n d d i t i o n a l b e n e ? t o f h e p r i n c i p l e s o f h e p r e s e n t i n v e n t i o no v e r knoWn p r o c e s s e s i s t h a t t h e i n v e n t e d c a t a l y s t a l s o p r ov i d e s r e g u l a t e d s e l e c t i v i t y o f MBK o r m a t i o n d u r i n g the p r ocess.

O t h e r o b j e c t s , f e a t u r e s , a n d a d v a n t a g e s o f h e p r i n c i p l e s o ft h e p r e s e n t i n v e n t i o n W i l l become a p p a r e n t W i t h r e f e r e n c e t ot h e d r a W i n g s a n d d e t a i l e d d e s c r i p t i o n t h a t f o l l o W .

BRIEF D E S CRIP TIO N OFTHEDRAWINGSF o r a more c o m p l e t e u n d e r s t a n d i n g o f t h e p r i n c i p l e s o f h e

p r e s e n t i n v e n t i o n , a n d the a d v a n t a g e s t h e r e o f , r e f e r e n c e i snoW made o t h e f o l l o W i n g d e s c r i p t i o n s t a k e n n c o n j u n c t i o nW i t h t h e a c c o m p a n y i n g d r a W i n g s , i n W h i c h

FIG. 1 i s a s c h e m a t i c ?oW diagram i l l u s t r a t i n g an exemp l a r y p r o c e s s e m b o d y i n g t h e p r i n c i p l e s o f t h e p r e s e n t i n v e nt i o n .DETAILED DESCRIPTIONOF THE PREFERRED

EMBODIMENTI n the f o l l o W i n g d e t a i l e d d e s c r i p t i o n o f s p e c i ? c e m b o d i

m e n t s , r e f e r e n c e i s made o t h e a c c o m p a n y i n g d r a W i n g W h i c hf o r m s a p a r t h e r e o f , and i n Which s shoWn by Way o f l l u st r a t i o n s p e c i ? c e m b o d i m e n t s i n W h i c h t h e p r i n c i p l e s o f t h ep r e s e n t i n v e n t i o n may b e p r a c t i c e d .

The r i n c i p l e s o f t h e p r e s e n t i n v e n t i o n c o n c e r n t h e p r e p ar a t i o n o f a n i n o r g a n i c p o l y m e r c a t a l y s t u s e f u l f o r p r e p a r i n gk e t o n e s , p a r t i c u l a r l y MBK, a n d t h e p r o c e s s f o r p r o d u c i n gk e t o n e s , p a r t i c u l a r l y MBK, s i n g t h e p r e p a r e d c a t a l y s t . T h ep r i n c i p l e s o f th e p r e s e n t i n v e n t i o n r e s u l t i n h i g h p r o d u c ty i e l d , e . g . g r e a t e r t h a n 7 0 f o r M B K , and a l s o c o n s e r v e sc a t a l y s t , r e s u l t i n g i n a c o n t i n u o u s , c o m m e r c i a l l y - v i a b l ek e t o n e m a n u f a c t u r i n g p r o c e s s .

T h e p r e p a r a t i o n o f e t o n e s f r o m c a r b o x y l i c a c i d s p r o c e e d sb y the f o l l o W i n g g e n e r a l r e a c t i o n W h e r e R 1 a n d R2 e p r e s e n ta l k y l a n d / o r a r y l g r o u p s :

C a t a l y s tRl OOH + R COOH

8/12/2019 Us 7393981

4/6

US 7 , 3 9 3 , 9 8 1 B23

I f R1 and R2 r e p r e s e n t d i f f e r e n t f u n c t i o n a l g r o u p s , t h i sr e a c t i o n c a n p r o d u c e t h r e e d i f f e r e n t k e t o n e s : tWo s y m m e t r ic a l k e t o n e s t h a t a r e g e n e r a l l y u n d e s i r a b l e b y p r o d u c t s and onea s y m m e t r i c a l k e t o n e t h a t i s t h e d e s i r e d r e a c t i on p r o d u c t . Theg r e a t e r t h e m o l e c u l a r W e i g h t d i f f e r e n c e betWeen h e tWo e a ct i o n p r e c u r s o r c a r b o x y l i c a c i d s , t h e e a s i e r t i s t o s e p a r a t e t h er e a c t i o n p r o d u c t s Y i e l d of h e d e s i r e d r e a c t i o n p r o d u c t can bei n c r e a s e d by v a r y i n g t h e r a t i o o f t h e r e a c t i o n p r e c u r s o r c a rb o x y l i c a c i d s .1 . C a t a l y s t P r e p a r a t i o n

T o i m p r o v e the s e l e c t i v i t y i n t h e r e a c t i o n o f a r b o x y l i c a c i dm i x t u r e s t o form e t o n e s , i t i s n e c e s s a r y t o p r e p a r e a chemic a l l y s t r u c t u r a l l y - r e g u l a t e d i n o r g a n i c p o l y m e r c a t a l y s t c o nt a i n i n g a t l e a s t tWo m e t a l oxidesiThO2 and a s e c o n d m e t a lo x i d e . T h e t W o - m e t a l i n o r g a n i c p o l y m e r c a t a l y s t g e n e r a l l yt a k e s t h e f o l l o W i n g s t r u c t u r e Where M s t h e m e t a l from t h es e c o n d m e t a l o x i d e :

0

A t W o - m e t a l i n o r g a n i c p o l y m e r c a t a l y s t a s d e s c r i b e dh e r e i n h a s b r o a d a p p l i c a t i o n i n t h e c r e a t i o n o f k e t o n e s f r o md i f f e r e n t c l a s s e s o f c a r b o x y l i c a c i d m i x t u r e s . T h i s c a t a l y t i cs y s t e m c a n b e u s e d f o r t h e p r e p a r a t i o n o f v a r i o u s k e t o n e s ,p a r t i c u l a r l y a l k y l - a r o m a t i c k e t o n e s . A p p l i c a t i o n o f h i s c a t al y t i c s y s t e m c a n s h a r p l y d e c r e a s e t h e o c c u r r e n c e o f b y p r o du c t s and i n c r e a s e t h e y i e l d o f t h e d e s i r e d k e t o n e o r r e a c t i o np r o d u c t . I n t h e c a s e o f h e p r o d u c t i o n o f MBK r o m a c e t i c a n dp h e n y l a c e t i c a c i d s , t h i s means t h a t a p p l i c a t i o n o f t h e tWom e t a l i n o r g a n i c p o l y m e r c a t a l y s t l e a d s t o a r e d u c t i o n i n t h ep r o d u c t i o n o f the a c e t o n e a n d d i - b e n Z y l - k e t o n e b y p r o d u c t sand an i n c r e a s e i n t h e p r o d u c t i o n o f t h e d e s i r e d MBK.

T o c r e a t e t h e t W o - m e t a l i n o r g a n i c p o l y m e r c a t a l y s t , ThO2and t h e second metal oxide a r e seWn o t h e s u r f a c e of an n e r ts u b s t r a t e . M e t a l o x i d e s i n c l u d i n g b u t n o t l i m i t e d t o c o b a l t ,magnesium, n i c k e l , m a n g a n e s e , and aluminum x i d e s c a n b eused i n t h i s system a s t h e second m e t a l o x i d e t o c r e a t e t h et W o - m e t a l i n o r g a n i c p o l y m e r a t a l y s t . An x a m p l e o f p e c i ? cmetal oxides t h a t can be used a s t h e second metal oxide a r emanganese o x i d e s , p a r t i c u l a r l y MnO. W i t h r e s p e c t t o t h es u b s t r a t e , t h e r e a r e many i f f e r e n t s u b s t r a t e s knoWn n t h e a r tt h a t c a n b e u s e d , i n c l u d i n g b u t n o t l i m i te d t o S i O 2 , T i O 2 ,Z r O 2 , MgO, a n d p u m i c e .

I n one s p e c i ? c embodiment, pumice s u s e d a s t h e s u b s t r a t eand MnO s t h e s e c o n d m e t a l o x i d e . When pumice s used a st h e s u b s t r a t e , s m a l l - s i Z e d p i e c e s o f u b s t r a t e , p r e f e r a b l y p e as i Z e d , a r e t r e a t e d f o r a b o u t 4 h o u r s W i t h h o t , c o n c e n t r a t e dn i t r i c a c i d and t h e n Washed W i t h h o t d i s t i l l e d W a t e r u n t i l t h epH e q u a l s a b o u t pH 7 . The p u m i c e i s t h e n mixed W i t h as o l u t i o n o f t ho r i u m n i t r a t e i n W a t e r T h N O 3 ) 4 1 2 H 2 O ) . Thet h o r i u m n i t r a t e / W a t e r s o l u t i o n c a n , f o r e x a m p l e , be comp r i s e d o f 5 3 g o f t h o r i u m n i t r a t e i n 9 5 ml W a t e r . The s o l u t i o ni s e v a p o r a t e d d r y W i t h f r e q u e n t o r c o n t i n u o u s s t i r r i n g t oe n s u r e even i s t r i b u t i o n of h e s a l t . The soaked pumice s t h e nheated i n a furnace u n t i l some o r a l l of t h e n i t r a t e breaksdoWn.A o l v e n t s u c h a s d i e t h y l e t h e r o r d i - i s o b u t h y l i s t h e n addedt o the p r e p a r e d p u m i c e a n d c a r e f u l l y m i x e d . P o W d e r - l i k eMnO s a d d e d e v e n l y o t h e s o l v e n t - T hO z - p u m i c e s y s t e m a n d

m i x e d . The ThO2 and MnO an be u sed i n a r a n g e of moler a t i o s from a b o u t 6 : 1 to a b o u t 1 2 : , p r e f e r a b l y i n a n a p p r o x im a t e l y 9 : 1 mole a t i o c o r r e l a t i o n . F o r t h e a b o v e m e n t i o n e damount o f t h o r i u m - n i t r a t e / W a t e r s o l u t i o n , 50 g o f MnO s

20

25

30

35

40

45

50

55

60

6 5

4p r e f e r r e d . T h i s m i x t u r e i s mixed f o r a b o u t 2 h o u r s . The e t h e ri s t h e n e v a p o r a t e d . The r y c a t a l y s t c o n s i s t s o f u m i c e o n t h es u r f a c e o f Which ThO2 a n d MnO a v e b e e n a d d e d .

I n a s e c o n d s p e c i ? c e x a m p l e , t h e c a t a l y s t c a n b e p r e p a r e db y r e a t i n g p e a - s i Z e d p u r i ? e d p u m i c e W i t h s o l u t i o n c o n t a i ni n g e q u i v a l e n t q u a n t i t i e s o f T h NO 3 ) 4 a n d M n N O 3 ) 2 i nWater.

A f t e r t r e a t i n g p u m i c e W i t h the d o u b l e s a l t s o l u t i o n , t h epumice s d r i e d . The pumice s p l a c e d i n a f u r n a c e a n d h e a t e da t a p p r o x i m a t e l y 6 5 0 C . u n t i l t h e N O 2 h a s b e e n r e m o v e d .The i n o r g a n i c polymer formed i n and on t h e s u r f a c e o f t h epumice h a s t h e r e g u l a r s t r u c t u r e shoWn n t h e f o l l o W i n g r e a ct i o n :

2 . K e t o n e P r e p a r a t i o n P r o c e s sThe W o - m e t a l i n o r g a n i c p o l y m e r a t a l y s t d e s c r i b e d s u s e

f u l f o r p r o d u c i n g k e t o n e s. I n o n e e x a m p l e u s i n g t h e tWom e t a l i n o r g a n i c p o l y m e r c a t a l y s t d e s c r i b e d a b o v e , c a t a l y t i cd e c o m p o s i t i o n o f c e t i c a n d p h e n y l a c e t i c a c i d s p r o c e e d s b yt h e f o l l o W i n g scheme o form MBK:

T h O Z , M n O / p u m i c e s t o n eCGHSCHZCOOH + CH3COOHsnscnzcocn3 + co2 + H2O

R e f e r r i n g t o F I G . 1 , t h e c a t a l y t i c d e c o m p o s i t i o n o f a mixt u r e of c e t i c and h e n y l a c e t i c a c i d s i s c a r r i e d o u t i n a r e a c t o r1 3 . A i d d l e - p o r t i o n o f t h e r e a c t o r 1 3 i s ? l l e d W i t h a c a t a l y s t .A u r n a c e 1 2 i s u s e d f o r h e a t i n g t h e r e a c t o r 1 3 a n d p r e f e r a b l yt h e m i d d l e - p o r t i o n o f t h e r e a c t o r c o n t a i n i n g t he c a t a l y s t . Ther a c e 1 2 a n d / o r t h e r e a c t o r 1 3 W i l l u s u a l l y have t e m p e r a t u r er e g u l a t i o n s y s t e m 1 8 . When h e s e c o n d m e t a l o x i d e i s MnO,t h e r e a c t o r i s h e a t e d t o a b o u t 430 C . t o a b o u t 470 C . ,p r e f e r a b l y a b o u t 4 3 0 C . t o a b o u t 4 6 0 C . , more r e f e r a b l y t oa b o u t 455 C . Carbon i o x i d e i s added to t h e r e a c t o r 1 3 froma C02 g a s c y l i n d e r 1 4 . T h e CO2 i s p r e l i m i n a r i l y p a s s e dt h r o u g h a C02 ?oWmeter 1 9 a n d t h e n t h r o u g h a W a s h i n gb o t t l e 1 5 t h a t c o n t a i n s c o n c e n t r a t e d s u l f u r i c a c i d . The Howm e t e r 1 9 and h e Washing o t t l e 1 5 a r e u s e f u l f o r d e t e r m i n i n go f g a s p a s s a g e r a t e a n d f o r p u r i f y i n g t h e C O 2 . A f t e r p a s s i n gt h r o u g h th e W a s h i n g o t t l e 1 5 , CO2 n t e r s a n d p a s s e s t h r o u g ht h e c a t a l y t i c r e a c t o r 1 3 .A i x t u r e o f h e n y l a c e t i c a c i d a n d l a c i a l i c e ) a c e t i c a c i di s p l a c e d i n t o a mixing v e s s e l 1 1 . The m i x t u r e can be comp r i s e d o f p h e n y l a c e t i c a c i d a n d a c e t i c a c i d i n mole a t i o s i nt h e r a n g e o f a b o u t 1 : 2 t o a b o u t 1 : 4 , p r e f e r a b l y a b o u t 1 : 2 . Toi n c r e a s e t h e y i e l d o f M B K , i t i s n e c e s s a r y t o i n c r e a s e t h eamount o f a c e t i c a c i d . I n c r e a s i n g t h e p h e n y l a c e t i c a c i d i n t h em i x t u r e t e n d s t o i n c r e a s e t h e u n d e s i r a b l e f o r m a t i o n o f t h ed i - b e n Z y l - k e t o n e b y - p r o d u c t . T h e r e f o r e , t he ad d i t i o n o f W i c ea s much a c e t i c a c i d h e l p s d i r e c t t h e r e a c t i o n t o form t h ed e s i r e d MBK r o d u c t . A ood mole a t i o i s 1 : 2 a s t h i s r a t i op r o v i d e s a h i g h MBK i e l d a n d s e c o n o m i c a l l y a c c e p t a b l e .

8/12/2019 Us 7393981

5/6

US 7 , 3 9 3 , 9 8 1 B25

A f t e r m i x i n g , t h e m i x t u r e i s t r a n s f e r r e d f r o m t h e m i x i n gv e s s e l 1 1 i n t o t h e r e a c t o r 1 3 , Which s h e a t e d by t h e f u r n a c e1 2 .

A f t e r t h e m i x t u r e p a s s e s t h r o u g h t h e r e a c t o r 1 3 , i t c a n bec o o l e d by a c o o l i n g s y s t e m 1 6 u t i l i Z i n g a c o o l a n t 2 0 . A? u o r e s c i n g l i g h t - b r o W n o i l y l i q u i d l a y e r a n d a W a t e r l a y e r a r ea c c u m u l a t e d i n a c o l l e c t o r 1 7 . The r e s u l t i n g CO2 2 1 i salloWed o e x i t t h e c o l l e c t o r 1 7 . Both a y e r s a r e t r e a t e d With am i x t u r e of c e and a t e r and r e t h e n a l k a l i Z e d t o pH f b o u t7 . 5 t o a b o u t 8 . 5 , p r e f e r a b l y With a sodium hydroxide o r ap o t a s s i u m - h y d r o x i d e s o l u t i o n , more p r e f e r a b l y W i t h as o d i u m - h y d r o x i d e s o l u t i o n . T h e o i l y l a y e r i s s e p a r a t e d f r o mt h e W a t e r l a y e r . The W a t e r l a y e r i s t h e n e x t r a c t e d W i t h benZ e n e . The benZene e x t r a c ts a r e c o l l e c t e d and combined Witht h e o i l y l a y e r . The b e n Z e n e i s t h e n d i s t i l l e d o f f . A f t e r t h ed i s t i l l a t i o n i n vacuum, MBK i e l d from h i s p r o c e s s i s gene r a l l y 70 r g r e a t e r . D i - b e n Z y l - k e t o n e i s produced a s ab y p r o d u c t W i t h a y i e l d o f o n l y 5 a n d i s s e p a r a t e d f r o m t h er e s i d u e .

I n a s e c o n d s p e c i ? c e m b o d i m e n t , A1203 i s u s e d a s t h es e c o n d m e t al o x i d e . I n t h i s embodiment, t h e r e a c t o r 1 3 temp e r a t u r e r a n g e i s p r e f e r a b l y a b o u t 4 0 0 0 C . t o a b o u t 4 5 0 0 C .3 . E x p e r i m e n t s

I n o n e e x p e r i m e n t , t h e r e a c t o r 1 3 i s made f e f r a c t o r y p i p e8 3 cm n l e n g t h and 1 8 mm n d i a m e t e r . The middle of t h er e a c t o r 1 3 , a p p r o x i m a t e l y 5 6 cm t h e r e o f , i s ? l l e d W i t h t h et W o - m e t a l i n o r g a n i c p o l y m e r c a t a l y s t .A i x t u r e o f 1 3 0 g o f p h e n y l a c e t i c a c i d W i t h a m e l t i n g

p o i n t o f 7 2 - 7 6 0 C . a n d 1 1 2 g o f g l a c i a l a c e t i c a c i d i s p l a c e di n t o a mixing v e s s e l 1 1 . A f t e r m i x i n g , t h i s m i x t u r e i s t r a n sf e r r e d i n t o t h e r e a c t o r 1 3 Which s h e a t e d by a fumace 2 . Them i x t u r e s t r a n s f e r r e d from h e mixing e s s e l 1 1 t o t h e r e a c t o r13 o v e r a p e r i o d of about 50 m i n u t e s .

A f t e r t h e m i x t u r e p a s s e s t h r o u g h t h e r e a c t o r 1 3 , a ? u o r e s ci n g l i g h t - b r o W n o i l y l i q u i d a n d a W a t e r l a y e r a r e a c c u m u l a t e di n t h e c o l l e c t o r 1 7 . Both l a y e r s a r e t r e a t e d With a 250 gmixture of i c e and Water and a r e t h e n a l k a l i Z e d t o a pH ofa b o u t 7 . 5 t o a b o u t 8 . 5 W i t h a 50 odium-hydroxide s o l u t i o n .The o i l y l a y e r i s s e p a r a t e d f r o m the W a t e r l a y e r . T h e W a t e rl a y e r i s t h e n e x t r a c t e d W i t h 5 0 ml o f b e n Z e n e . The b e n Z e n ee x t r a c t s a r e c o l l e c t e d W i t h t h e o i l y l a y e r . The b e n Z e n e i s t h e nd i s t i l l e d o f f . A f t e r t h e d i s t i l l a t i o n i n vacuum, 9 8 g of MBKr e m a i n s , b o i l i n g a t 1 1 0 - 1 2 0 0 C . i n 2 1 - 2 2 mm g . MBK i e l dfrom t h i s p r o c e s s i s 76.5 .

T e s t 2 . A c c o r d i n g o a b o v e d e s c r i b e d method n d e x a m p l e ,4 5 g o f MBK s p r e p a r e d from a m i x t u r e c o n t a i n i n g 6 5 gp h e n y l a c e t i c a n d 5 6 g g l a c i a l i c e ) a c e t i c a c i d s . T h e y i e l d i s1 1 .

T e s t 3 According o above e s c r i b e d method and e x a m p l e ,1 3 4 . 5 g o f MBK s p r e p a r e d from a m i x t u r e c o n t a i n i n g 1 9 5 gp h e n y l a c e t i c a n d 1 6 8 g g l a c i a l i c e ) a c e t i c a c i d s . T h e y i e l d i s70 .

A l l r e f e r e n c e s c i t e d h e r e i n a r e i n c o r p o r a t e d by e f e r e n c e t ot h e maximum x t e n t a l l o W a b l e by l a W . To t h e e x t e n t a r e f e re n c e may n o t b e f u l l y i n c o r p o r a t e d h e r e i n , i t i s i n c o r p o r a t e dby e f e r e n c e f o r b a c k g r o u n d p u r p o s e s a n d s i n d i c a t i v e o f t h eknowledge o f one o f o r d i n a r y s k i l l i n t h e a r t .

The embodiments d i s c l o s e d h e r e i n h a v e been e s c r i b e d i ns u f ? c i e n t d e t a i l t o e n a b l e t h o s e s k i l l e d i n t h e r t t o p r a c t i c e t hep r i n c i p l e s o f t h e p r e s e n t i n v e n t i o n , a n d i t i s u n d e r s t o o d t h a to t h e r e m b o d i m e n t s may e u t i l i Z e d a n d h a t l o g i c a l c h e m i c a l ,m e c h a n i c a l , a n d p r o c e s s c h a n g e s may b e made W i t h o u td e p a r t i n g f r o m t h e s p i r i t o r s c o p e o f t h e p r i n c i p l e s o f t h ep r e s e n t i n v e n t i o n . To a v o i d d e t a i l n o t n e c e s s a r y t o e n a b l et h o s e s k i l l e d i n t h e a r t t o p r a c t i c e t h e p r i n c i p l e s o f h e p r e s e n t

20

25

30

35

40

45

50

55

60

6 5

6i n v e n t i o n , t h e d e s c r i p t i o n may a v e o m i t t e d c e r t a i n i n f o r m at i o n knoWn t o t h o s e s k i l l e d i n t h e a r t .

I t s h o u l d b e a p p a r e n t from t h e f o r e g o i n g t h a t a n i n v e n t i o nh a v i n g s i g n i ? c a n t a d v a n t a g e s h a s b e e n p r o v i d e d . A l t h o u g ht h e p r i n c i p l e s o f t h e p r e s e n t i n v e n t i o n h a v e b e e n d e s c r i b e dW i t h r e f e r e n c e t o s p e c i ? c e m b o d i m e n t s , t h e s e d e s c r i p t i o n sa r e not meant t o be construed i n a l i m i t i n g s e n s e . Variousmodi?cations of h e d i s c l o s e d embodiments, a s W e l l a s a l t e rn a t i v e embodiments o f h e i n v e n t i o n , W i l l become p p a r e n t op e r s o n s s k i l l e d i n t h e a r t upon e f e r e n c e t o t h e d e s c r i p t i o n o ft h e i n v e n t i o n . I t s h o u l d b e a p p r e c i a t e d by t h o s e s k i l l e d i n t h ea r t t h a t t h e c o n c e p t i o n a n d t h e s p e c i ? c e m b o d i m e n t s a n de x a m p l e s d i s c l o s e d m i g h t b e r e a d i l y u t i l i Z e d a s a b a s i s f o rm o d i f y i n g o r d e s i g n i n g o t h e r s t r u c t u r e s f o r c a r r y i n g o u t t h esame p u r p o s es o f t h e p r i n c i p l e s o f t h e p r e s e n t i n v e n t i o n . I ts h o u l d a l s o b e r e a l i Z e d by t h o s e s k i l l e d i n t h e a r t t h a t s u c he q u i v a l e n t c o n s t r u c t i o n s d o n o t d e p a r t f r o m the s p i r i t a n ds c o p e o f t h e p r i n c i p l e s o f t h e p r e s e n t i n v e n t i o n a s s e t f o r t h i nt h e a p p e n d e d c l a i m s .

The f o r g o i n g d e t a i l e d d e s c r i p t i o n i s , t h e r e f o r e , n o t t o b et a k e n i n a l i m i t i n g s e n s e , and t h e s c o p e o f t h e p r e s e n t i n v e nt i o n i s d e ? n e d o n l y b y t h e a p p e n d e d c l a i m s . I t i s t h e r e f o r ec o n t e m p l a t e d t h a t t h e c l a i m s W i l l c o v e r any s u c h modi?cat i o n s o r embodiment t h a t f a l l W i t h i n t h e t r u e scope of t h ep r i n c i p l e s o f t h e p r e s e n t i n v e n t i o n .What s c l a i m e d i s :

1 . A r o c e s s f o r p r o d u c i n g m e t h y l - b e n Z y l - k e t o n e c o m p r i si n g :combining p h e n y l a c e t i c a c i d and a c e t i c a c i d t o form a

r e a c t i o n m i x t u r e ;r e a c t i n g t h e r e a c t i o n m i x t u r e i n a r e a c t o r c o n t a i n i n g ani n o r g a n i c p o l y m e r c a t a l y s t c o m p r i s e d o f t h o r i u m d i o x

i d e and manganic o x i d e on a pumice s u b s t r a t e ; ande x t r a c t i n g t h e r e s u l t i n g m e t h y l - b e n Z y l - k e t o n e .2 . A r o c e s s f o r p r o d u c i n g m e t h y l - b e n Z y l k e t o n e (MBK)W i t h h i g h y i e l d a n d p u r i t y c o m p r i s i n g :c o m b i n i n g a c e t i c a c i d , p h e n y l a c e t i c a c i d , d r y c a r b o n d i o x

i d e and a c a t a l y s t , h a v i n g a r e p e a t i n g s t r u c t u r e4OiM4OiThiOi n pumice, Wherein M s as e c o n d m e t a l .

3 . The p r o c e s s o f c l a i m 2 , W h e r e i n t h e s e c o n d m e t a l i ss e l e c t e d f r o m t h e g r o u p c o n s i s t i n g o f m a n g a n e s e , c o b a l t ,m a g n e s i u m , a l u m i n u m , a n d n i c k e l .

4 . The p r o c e s s a c c o r d i n g t o c l a i m 2 W h e r e i n :t h e s e c o n d m e t al o x i d e c o m p r i s e s MnO.5 . The p r o c e s s a c c o r d i n g t o c l a i m 2 W h e r e i n :t h e a c e t i c a c i d and t h e p h e n y l a c e t i c a c i d a r e combined

based on a s p e c i ? c mole a t i o andt h e s p e c i ? c mole a t i o o f h e a c e t i c a c i d to t h e p h e n y l a c e t i c

a c i d b e i n g i n t h e r a n g e o f a b o u t 2 : 1 t o a b o u t 4 : 1 .6 . The p r o c e s s a c c o r d i n g t o c l a i m 5 W h e r e i n :t h e mole a t i o o f t h e a c e t i c a c i d t o t h e p h e n y l a c e t i c a c i d i s

a b o u t 1 : 2 .7 . The p r o c e s s a c c o r d i n g t o c l a i m 2 f u r t h e r c o m p r i s i n g :r e a c t i n g t h e c o m b i n e d a c e t i c a c i d a n d p h e n y l a c e t i c a c i d i n

a r e a c t o r c o n t a i n i n g i n o r g a n i c p o l y m e r c a t a l y s t o n p umi c e ; a n d

h e a t i n g t h e r e a c t o r t o a t e m p e r a t u r e betWeen a b o u t 430 t oa b o u t 4700 C . t o form a r e a c t i o n p r o d u c t .

8 . The p r o c e s s a c c o r d i n g t o c l a i m 7 W h e r e i n :t h e t e m p e r a t u r e i s i n a r a n g e o f ab o u t 455 t o 4650 C .9 . The p r o c e s s a c c o r d i n g t o c l a i m 7 f u r t h e r c o m p r i s i n g :g a t h e r i n g t h e r e a c t i o n p r o d u c t W h i c h c o m p r i s e s a ? r s t

o r g a n i c l a y e r a n d a s e c o n d W a t e r l a y e r ,W a s h i n g t h e r e a c t i o n p r o d u c t W i t h H 2 O ;n e u t r a l i z i n g t h e r e a c t i o n p r o d u c t W i t h a l k a l i n e ; a n de x t r a c t i n g t h e m e t h y l b e n Z y l - k e t o n e .

8/12/2019 Us 7393981

6/6

US 7 , 3 9 3 , 9 8 1 B27 8

1 0 . The p r o c e s s a c c o r d i n g t o c l a i m 9 w h e r e i n e x t r a c t i n g d i s t i l l i n g o f f t h e b e n z e n e ; a n df u r t h e r c o m p r i s e s : s e p a r a t i n g t h e r e s u l t i n g m e t h y l - b e n Z y l - k e t o n e f r o m a n ye x t r a c t i n g t h e W a t e r l a y e r W i t h b e n z e n e to p r e p a r e a b e n - b y p r o d u c t s .

Zene e x t r a c t ;combining t h e benZene e x t r a c t With t h e o r g a n i c l a y e r ; * * * * *