(57)【要約】【課題】アクリル酸の生成のためのプロセスを提供すること。【解決手段】一部の態様では、アクリル酸を生成するための方法であって、該方法は、（ａ）ベータプロピオラクトンを含む供給原料ストリームを提供すること；（ｂ）供給原料ストリームを反応ゾーンに方向付け、そこで、それを適切な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をポリ（プロピオラクトン）に変換すること；（ｃ）ポリ（プロピオラクトン）の熱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；および（ｄ）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を含み、ステップ（ｂ）および（ｃ）が同じ反応ゾーンにおいて起こる、方法を提供する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
明細書に記載の発明。
【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６２／１１６，３２５号への優先権を主張し、この米国仮特許出願は、その全体が本明細書中に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、およびさらに具体的にはベータプロピオラクトンからのアクリル酸の生成に関する。
【背景技術】
【０００３】
背景
高吸収性ポリマー（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）の生成には適していない。したがって、アクリル酸を生成する代替方法が望まれる。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
簡単な要旨
一部の態様では、アクリル酸を生成するための方法であって、該方法は、
（ａ）ベータプロピオラクトンを含む供給原料ストリームを提供すること；
（ｂ）供給原料ストリームを反応ゾーンに方向付け、そこで、それを適切な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をポリ（プロピオラクトン）に変換すること；
（ｃ）ポリ（プロピオラクトン）の熱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；および
（ｄ）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
を含み、ステップ（ｂ）および（ｃ）が同じ反応ゾーンにおいて起こる、方法を提供する。
【０００６】
他の態様では、アクリル酸を生成するための方法であって、
（ａ）ベータプロピオラクトンを含む供給原料ストリームを提供すること；
（ｂ）供給原料ストリームを第１の反応ゾーン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させられ、ベータプロピオラクトンの少なくとも一部がポリ（プロピオラクトン）生成物ストリームに変換され、第１の反応ゾーンがポリ（プロピオラクトン）の形成に適した温度に維持される、こと；
（ｃ）ポリ（プロピオラクトン）生成物ストリームを第２の反応ゾーンに方向付けることであって、ここで、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、第２の反応ゾーンがポリ（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される、こと；および
（ｄ）第２の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
を含む、方法を提供する。
【０００７】
他の態様では、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、該システムが、
（ａ）ベータプロピオラクトン；および
（ｂ）カルボン酸塩を含むカチオン性固体触媒
を含み、
ポリ（プロピオラクトン）の熱分解温度またはそれ超で、ベータプロピオラクトンが、カチオン性固体触媒の存在下でポリ（プロピオラクトン）に重合し始め、ポリ（プロピオラクトン）が、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が、ベータプロピオラクトンをポリ（プロピオラクトン）に重合する反応を維持する、
システムを提供する。
【０００８】
また他の態様では、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、
（ａ）ベータプロピオラクトン（ＢＰＬ）、およびカルボン酸塩を含むカチオン性固体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がＰＰＬに重合し始め、ＰＰＬがアクリル酸に併行的に熱により分解する、反応ゾーン；および
（ｂ）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。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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収性ポリマー（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。
【００１５】
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）。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
用語「アルケン」および「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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
「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。
【００３１】
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。
【００３２】
「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。
【００３３】
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。
【００３４】
「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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
詳細な説明
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）に重合させ、次いでそれを単離し、熱分解ユニットに供給し、そこでそれはアクリル酸に熱により分解する。本明細書に記載されているプロセスおよびシステムは、ＰＰＬ中間体の単離を伴わずにＢＰＬからアクリル酸を生成するための直接的な経路を提供する。したがって、一態様では、ＰＰＬの単離を伴わない精アクリル酸（例えば、ＧＡＡ）へのＢＰＬの直接変換を提供する。一部の実施形態では、ＰＰＬの単離を伴わずにＢＰＬをアクリル酸（例えば、ＧＡＡ）に直接変換するための併行的重合および熱分解ステップを提供する。ある特定の実施形態では、ＰＰＬへのＢＰＬの変換は、重合触媒の存在下で実施される。一部の実施形態では、ＰＰＬへのＢＰＬの重合が最初に起こり、その後、連続的なプロセスの一部として熱分解が起こる。ＰＰＬを単離、貯蔵および／または輸送する必要を回避することによって、ＢＰＬからのアクリル酸（例えば、ＧＡＡ）の合理化された調製により、今までに得ることができなかったコストおよび製造の効率が得られる。
【００３９】
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
【００４０】
一態様では、アクリル酸への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を別個の中間生成物として単離する必要のない、重合触媒の存在下でのアクリル酸へのＢＰＬの変換のための統合プロセスを提供する。
【００４１】
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を含む供給原料ストリームを提供すること；
（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をポリ（プロピオラクトン）に変換すること；
（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；および
（ｄ）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
を含み、ステップ（ｂ）および（ｃ）が同じ反応ゾーンにおいて起こる、方法を提供する。
【００４２】
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を含む供給原料ストリームを提供すること；
（ｂ）供給原料ストリームを第１の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をポリ（プロピオラクトン）生成物ストリームに変換することであって、ここで、第１の反応ゾーンがポリ（プロピオラクトン）の形成に適した温度に維持される、こと；
（ｃ）ポリ（プロピオラクトン）生成物ストリームを第２の反応ゾーンに方向付けることであって、ここで、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、第２の反応ゾーンがポリ（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される、こと；および
（ｄ）第２の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
を含む、方法を提供する。
【００４３】
「第１の反応ゾーン」または「第２の反応ゾーン」などへの言及は、反応ゾーンの順序を必ずしも暗示していないことを一般に理解すべきである。一部の変形形態では、このような言及の使用は、存在する反応ゾーンの数を示す。他の変形形態では、順序は、反応ゾーンが構成される、使用されるまたは存在する状況によって暗示されてもよい。
【００４４】
上記の態様および実施形態の一部の変形形態では、重合触媒は、カルボキシレート触媒である。
【００４５】
一部の実施形態では、アクリル酸を生成するための方法であって、該方法は、
（ａ）ベータプロピオラクトンを含む供給原料ストリームを提供すること；
（ｂ）供給原料ストリームを反応ゾーンに方向付けること；
（ｃ）反応ゾーンにおいて供給原料ストリームと重合触媒とを接触させること；
（ｄ）反応ゾーンにおいてベータプロピオラクトンの少なくとも一部をポリ（プロピオラクトン）に変換すること；
（ｅ）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；および
（ｆ）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
を含み、ステップ（ｂ）および（ｅ）が同じ反応ゾーンにおいて起こる、方法を提供する。
【００４６】
一実施形態では、アクリル酸を生成するため方法であって、該方法は、
（ａ）ベータプロピオラクトンを含む供給原料ストリームを提供すること；
（ｂ）供給原料ストリームを反応ゾーンに方向付けること；
（ｃ）反応ゾーンにおいて供給原料ストリームと重合触媒とを接触させること；
（ｄ）反応ゾーンにおいてベータプロピオラクトンの少なくとも一部をポリ（プロピオラクトン）に重合することであって、ここで、反応ゾーンの温度がポリ（プロピオラクトン）の熱分解温度またはそれ超である、こと；
（ｅ）反応ゾーンにおいてポリ（プロピオラクトン）を熱により分解して、アクリル酸を生成すること；および
（ｆ）反応ゾーンからアクリル酸を含むアクリル酸生成物ストリームを取り出すこと
を含み、ステップ（ｂ）および（ｅ）が同じ反応ゾーンにおいて起こる、方法を提供する。
【００４７】
上記の実施形態では、ポリ（プロピオラクトン）の生成および生成されたポリ（プロピオラクトン）の熱による分解は、反応ゾーンにおいて同時に起こる。
【００４８】
以下のセクションは、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行うために利用される条件をより完全に記載する。
ＰＰＬへのＢＰＬの変換
【００４９】
提供された方法およびシステムに従って使用されるベータ−ラクトン供給原料ストリームは、いくつかの公知のＢＰＬ源の任意の１つまたは複数から提供され得る。ＢＰＬを作製する方法は、当技術分野で公知であり、ＷＯ２０１３／０６３１９１およびＷＯ２０１４／００４８５８に記載されているものを含む。一部の実施形態では、ＢＰＬを含む供給原料ストリームは、気体または液体として本明細書に記載されている反応ゾーンに入る。ＰＰＬへのＢＰＬの変換は、気相または液相中のいずれかで行うことができ、ニートで、またはキャリアガス、溶媒もしくは他の希釈剤の存在下で行うことができる。一部の実施形態では、ＢＰＬ供給原料ストリームは、ニートである。
【００５０】
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的に統合され得、したがってこの毒性かつ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ことを認識されたい。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が生じる。
【００５１】
ある特定の実施形態では、ＰＰＬへのＢＰＬの変換は、連続流型式で行われる。ある特定の実施形態では、ＰＰＬへのＢＰＬの変換は、気相中、連続流型式で行われる。ある特定の実施形態では、ＰＰＬへのＢＰＬの変換は、液相中、連続流型式で行われる。ある特定の実施形態では、ＰＰＬへのＢＰＬの変換は、液相中、バッチまたは半バッチ型式で行われる。ＰＰＬへのＢＰＬの変換は、種々の条件下で行われ得る。ある特定の実施形態では、反応は、ＰＰＬへのＢＰＬの転換を促進する１種または複数種の重合触媒の存在下で行われ得る。一実施形態では、反応は、ＰＰＬへのＢＰＬの転換を促進する１種または複数種のカルボキシレート触媒の存在下で行われ得る。
【００５２】
ある特定の実施形態では、ＢＰＬ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、そこでそれは重合触媒と接触させられ、ＢＰＬの少なくとも一部は、ＰＰＬに変換される。一実施形態では、ＢＰＬ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、そこでそれはカルボキシレート触媒と接触させられ、ＢＰＬの少なくとも一部は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。
【００５３】
一部の実施形態では、ＢＰＬを含む供給原料ストリームは、第１の反応ゾーンに方向付けられ、そこでそれは重合触媒と接触させられ、ＢＰＬの少なくとも一部は、ＰＰＬ生成物ストリームに変換される。一実施形態では、ＢＰＬを含む供給原料ストリームは、第１の反応ゾーンに方向付けられ、そこでそれはカルボキシレート触媒と接触させられ、ＢＰＬの少なくとも一部は、ＰＰＬ生成物ストリームに変換される。一部の実施形態では、第１の反応ゾーンは、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、第１の反応ゾーンからの熱の除去を含む。
【００５４】
ある特定の実施形態では、ＰＰＬへのＢＰＬの変換は、固体重合触媒を利用し、その変換は、少なくとも部分的に気相中で行われる。ある特定の実施形態では、ベータラクトンの変換段階における固体重合触媒は、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、固体重合触媒と接触させられてＰＰＬを形成し、ＰＰＬは熱分解を受け、アクリル酸は気体ストリームとして除去される。他の実施形態では、ＢＰＬは、気体として導入され、固体重合触媒と接触させられてＰＰＬを形成し、ＰＰＬは熱分解を受け、アクリル酸は気体ストリームとして除去される。
【００５５】
一部の変形形態では、ＰＰＬへのＢＰＬの変換は、固体カルボキシレート触媒を利用し、その変換は、少なくとも部分的に気相中で行われる。ある特定の実施形態では、ベータラクトンの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させられてＰＰＬを形成し、ＰＰＬは熱分解を受け、アクリル酸は気体ストリームとして除去される。他の実施形態では、ＢＰＬは、気体として導入され、固体カルボキシレート触媒と接触させられてＰＰＬを形成し、ＰＰＬは熱分解を受け、アクリル酸は気体ストリームとして除去される。
【００５６】
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、プロセスにおけるその後の各段階が、前の段階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調整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、ラクトン変換段階の温度および／または圧力、熱分解段階の温度および／または圧力、ならびにこれらのパラメーターの任意の２つまたはそれ超の組合せからなる群から選択される１つまたは複数のシステムパラメーターを調節する１つまた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、各段階の単位時間当たりの変換率が前の段階の変換率と一致し、その結果、前の段階の流出物が直接使用されて、その後の段階に供給できるように行われる。ある特定の実施形態では、方法は、１つまたは複数の段階からの流出物を分析してその含量を評価する、１つまた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、紫外または可視光線分光法など）、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、このような分析ステップは、物理的分析（例えば、粘度測定、屈折率測定、密度測定または伝導率測定）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、流出物の化学組成のリアルタイムデータを提供するフロースルー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つまた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。
【００５７】
上記のとおり、一部の実施形態では、２ステップによるプロセスが利用され、ここでＢＰＬの少なくとも一部は、第１の反応ゾーンにおいてＰＰＬ生成物ストリームに変換され、第１の反応ゾーンは、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、第１の反応ゾーンの温度は、ポリプロピオラクトンの熱分解温度にまたはそれより低く維持される。一部の実施形態では、第１の反応ゾーンの温度は、約１５０℃にまたはそれより低く維持される。一部の実施形態では、第１の反応ゾーンの温度は、約０℃〜約１５０℃に維持される。一部の実施形態では、第１の反応ゾーンの温度は、約２５℃〜約１５０℃に維持される。一部の実施形態では、第１の反応ゾーンの温度は、約５０℃〜約１５０℃に維持される。一部の実施形態では、第１の反応ゾーンの温度は、約７５℃〜約１５０℃に維持される。一部の実施形態では、第１の反応ゾーンの温度は、約１００℃〜約１５０℃に維持される。一部の実施形態では、第１の反応ゾーンの温度は、約０℃〜約１００℃に維持される。一部の実施形態では、第１の反応ゾーンの温度は、約５０℃〜約１００℃に維持される。
ＰＰＬ熱分解
【００５８】
上記のとおり、一態様では、ＢＰＬは、中間体ＰＰＬの単離を伴わずにＧＡＡに変換される。一部の実施形態では、ＢＰＬの重合によって形成されたＰＰＬは、同じ反応ゾーンにおいて熱分解によってアクリル酸（例えば、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の反応を含有する反応ゾーンは、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、こ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、ポリマーはアクリル酸に分解すると考えられる。
【００５９】
ある特定の実施形態では、第１の反応ゾーンにおいて形成されると上に記載されているＰＰＬ生成物ストリームは、第２の反応ゾーンに方向付けられ、第２の反応ゾーンは、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、第１の反応ゾーンの温度は、第２の反応ゾーンの温度とは異なる。一部の実施形態では、第１の反応ゾーンの温度は、ＰＰＬの熱分解温度より低い。このような実施形態は、「２ステップによる」方法と説明することもでき、ここでＢＰＬの少なくとも一部は、ＰＰＬに変換された後、熱分解温度またはそれ超に維持された反応ゾーンに入る。一部の実施形態では、第２の反応ゾーンに入るＰＰＬ生成物ストリームは、ある量の未反応ＢＰＬを含む。換言すれば、ＰＰＬの形成は、第２の反応ゾーンに入るＰＰＬ生成物ストリームの前に完了する必要がなく、このような場合、ＢＰＬは、ＰＰＬへの重合を受け、その後、第２の反応ゾーン内で熱分解を受け得る。
【００６０】
アクリル酸へのワンポットのＢＰＬ変換は、種々の温度および圧力範囲内で操作されてよい。一部の実施形態では、温度は、約１５０℃〜約４００℃の範囲でよい。一部の実施形態では、温度は、約１５０℃〜約３００℃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。
【００６１】
一部の実施形態では、２ステップによるプロセスが利用され、ここで熱分解は、第２の反応ゾーンにおいて進行し、第２の反応ゾーンは、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される。一部の実施形態では、第２の反応ゾーンの温度は、約１５０℃またはそれ超に維持される。一部の実施形態では、第２の反応ゾーンの温度は、約１６０℃またはそれ超に維持される。一部の実施形態では、第２の反応ゾーンの温度は、約１７５℃またはそれ超に維持される。一部の実施形態では、第２の反応ゾーンの温度は、約２００℃またはそれ超に維持される。一部の実施形態では、第２の反応ゾーンの温度は、約２２５℃またはそれ超に維持される。一部の実施形態では、第２の反応ゾーンの温度は、約２５０℃またはそれ超に維持される。一部の実施形態では、第２の反応ゾーンの温度は、約２７５℃またはそれ超に維持される。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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操作する必要はない。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）で操作され、一方で、第２の反応ゾーンは、大気圧未満（subatmospheric）で操作される。ある特定の実施形態では、反応ゾーンは、圧力勾配を含み得る。
反応ゾーン
【００６５】
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別々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。
【００６６】
提供された方法およびシステムの一部の実施形態では、第１の反応ゾーンおよび第２の反応ゾーンは、押出機反応器内に含まれる。一部の実施形態では、押出機反応器は、第１の反応ゾーンおよび第２の反応ゾーンの間に温度勾配を提供する。反応ゾーンにおいて各反応を実施するのに必要とされる相対的温度に起因して、第１の反応ゾーンの温度は、第２の反応ゾーンの温度より低くてもよいことを認識されたい。一部の実施形態では、押出機反応器は、約０℃〜約１５０℃の第１の反応ゾーンにおける温度を提供し、約１５０℃〜約３００℃の第２の反応ゾーンにおける温度を提供する。一部の実施形態では、押出機の終点温度は、ＰＰＬの熱分解温度またはそれ超である。一部の変形形態では、終点温度は、押出機の出口の温度を指す。
重合触媒
【００６７】
上記のとおり、ＢＰＬからＰＰＬへの重合は、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、アルカリ金属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。
【００６８】
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。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うちの任意の２つを含めた範囲である。
【００６９】
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。
【００７０】
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）
【化１】
2019070058.tif 000002
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。
【００７１】
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
【化２】
2019070058.tif 000003
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
【化３】
2019070058.tif 000004
の塩である。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
ある特定の実施形態では、重合触媒は、プロトン化アミン
【化４】
2019070058.tif 000005
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。
【００７６】
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、
【化５】
2019070058.tif 000006
からなる群から選択される。
【００７７】
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
【化６】
2019070058.tif 000007
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。
【００７８】
ある特定の実施形態では、重合触媒は、グアニジニウム基
【化７】
2019070058.tif 000008
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。
【００７９】
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。
【００８０】
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、
【化８】
2019070058.tif 000009
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。
【００８１】
グアニジニウムカチオンが、
【化９】
2019070058.tif 000010
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、
【化１０】
2019070058.tif 000011
として示すことができる。
【００８２】
特定の実施形態では、グアニジニウムカチオンは、
【化１１】
2019070058.tif 000012
からなる群から選択される。
【００８３】
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：
【化１２】
2019070058.tif 000013
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。
【００８４】
特定の実施形態では、アルソニウムカチオンは、
【化１３】
2019070058.tif 000014
からなる群から選択される。
【００８５】
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。
【００８６】
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、
【化１４】
2019070058.tif 000015
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。
【００８７】
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。
【００８８】
ある特定の実施形態では、重合触媒は、
【化１５】
2019070058.tif 000016
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。
【００８９】
特定の実施形態では、窒素含有複素環式カチオンは、
【化１６】
2019070058.tif 000017
からなる群から選択される。
【００９０】
ある特定の実施形態では、重合触媒は、
【化１７】
2019070058.tif 000018
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。
【００９１】
ある特定の実施形態では、重合触媒は、
【化１８】
2019070058.tif 000019
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。
【００９２】
ある特定の実施形態では、重合触媒は、
【化１９】
2019070058.tif 000020
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。
【００９３】
ある特定の実施形態では、重合触媒は、
【化２０】
2019070058.tif 000021
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。
【００９４】
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。
【００９５】
ある特定の実施形態では、重合触媒は、
【化２１】
2019070058.tif 000022
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。
【００９６】
ある特定の実施形態では、重合触媒は、
【化２２】
2019070058.tif 000023
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。
【００９７】
ある特定の実施形態では、カチオンは、
【化２３】
2019070058.tif 000024
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。
【００９８】
ある特定の実施形態では、重合触媒は、
【化２４】
2019070058.tif 000025
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。
【００９９】
ある特定の実施形態では、重合触媒は、
【化２５】
2019070058.tif 000026
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。
【０１００】
ある特定の実施形態では、重合触媒は、
【化２６】
2019070058.tif 000027
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。
【０１０１】
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。
【０１０２】
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、ここで、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。
【０１０３】
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）
【０１０４】
【化２７】
2019070058.tif 000028
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。
【０１０５】
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。
【０１０６】
一部の実施形態では、適切な重合触媒は、不均一系である。一部の実施形態では、適切な重合触媒は、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おいて残存する。一部の実施形態では、式（ＩＩ）の適切な重合触媒は、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。
【０１０７】
ある特定の実施形態では、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、反応ゾーンへとリサイクルされる。一部の実施形態では、提供された方法は、反応ゾーンから均一系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。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。
アクリレートのリサイクル
【０１０８】
ＢＰＬからＰＰＬへの重合様式は、典型的なポリエステル重合と反する方式で進行することが、当業者には認識される。ポリエステルは、一般に、カルボン酸基のカルボニルにおいてヒドロキシル基を攻撃することによって形成されるが、ＢＰＬ環の歪みによってユニークな反応性が生じ、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、次いでそれが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】
2019070058.tif 000029
【０１０９】
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。得られたポリマー鎖は、次いでアクリレート末端基を含む。一部の実施形態では、重合を開始するために必要な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を経由して提供されたアクリル酸である。一部の実施形態では、提供された方法によって生成されたアクリル酸の一部は、重合を開始させるために反応ゾーンに戻される。一部の実施形態では、提供された方法においてｉｎ  ｓｉｔｕで形成されたアクリル酸は、ＰＰＬへのＢＰＬの変換を開始し、維持するのに十分である。
熱捕捉
【０１１０】
提供された方法の一部の実施形態では、プロセスの一部から生じた熱は、捕捉される。例えばＰＰＬへのＢＰＬの重合は、発熱プロセスであり、反応から生じた過剰の熱は、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、第１の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、第２の反応ゾーンに方向付けられる。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、アクリル酸蒸気）を適切な温度に保つために方向付けられる。
反応様式
【０１１１】
本発明の方法では、用いられる反応器のタイプ、サイズまたは幾何構造に特定の制限はなく、実際、ある場合には、１つ超の反応器を用いることができる。用語「反応器」は、本明細書の方法において記載する場合、実際、１つ超の物理的反応器を表し得ることを理解すべきである（例えば、反応器は、並列もしくは直列に接続された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り得る）。一部の実施形態では、本明細書の方法において言及される「反応器」は、１つ超のタイプの反応器を含むこともできる（例えば、反応器は、一連の押出機反応器を含み得る）。多くのこのような組合せは、当技術分野で公知であり、本明細書に記載されている方法において効率的な反応を達成するために、当業者によって用いられ得る。
溶媒
【０１１２】
本明細書において使用する場合、用語「高沸点溶媒」は、ＰＰＬの熱分解温度よりも高い沸点を有する溶媒を指す。一部の実施形態では、高沸点溶媒は、１５０℃よりも高い沸点を有する。一部の実施形態では、高沸点溶媒は、１８０℃よりも高い沸点を有する。一部の実施形態では、高沸点溶媒は、２００℃よりも高い沸点を有する。一部の実施形態では、高沸点溶媒は、２２０℃よりも高い沸点を有する。本明細書で使用される沸点は、１気圧の圧力における沸点である。
ＩＩ．システム
【０１１３】
別の態様では、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、該システムは、
（ａ）ベータプロピオラクトン（ＢＰＬ）；および
（ｂ）カルボン酸塩を含むカチオン性固体触媒
を含み、
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、カチオン性固体触媒の存在下で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。
【０１１４】
一部の変形形態では、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；
触媒源；ならびに
ＢＰＬ源からのＢＰＬおよび触媒源からの重合触媒を受けるための少なくとも１つの入口であって、重合触媒がカルボン酸塩を含む、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、
前記反応器が、（ｉ）ＢＰＬを、ＰＰＬの熱分解温度またはそれ超で、重合触媒の存在下で重合させてポリ（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。
【０１１５】
一部の実施形態では、重合触媒は、カルボン酸塩を含むカチオン性固体触媒である。
【０１１６】
上記のとおり、一部の実施形態では、提供された方法は、反応器へのアクリル酸生成物の戻りループを含む。したがって、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）ベータプロピオラクトン（ＢＰＬ）、およびカルボン酸塩を含む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がＰＰＬに重合し始め、ＰＰＬがアクリル酸に併行的に熱により分解する、反応ゾーン；および
（ｂ）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。
【０１１７】
一部の変形形態では、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、該システムは、
ベータプロピオラクトン（ＢＰＬ）、およびカルボン酸塩を含むカチオン性固体触媒を含む反応ゾーンであって、（ｉ）ＢＰＬを、ＰＰＬの熱分解温度またはそれ超で、カチオン性固体触媒の存在下でポリ（プロピオラクトン）（ＰＰＬ）に重合させ、（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；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。
【０１１８】
本明細書に記載されているカチオン性固体触媒のいずれも、上記の実施形態および変形形態のシステムにおいて使用され得ることを理解すべきである。
実施形態の列挙
【０１１９】
以下の列挙した実施形態は、本発明の一部の態様の代表である。
１．アクリル酸の合成のための方法であって、該方法は、
（ａ）ベータプロピオラクトンを含む供給原料ストリームを提供するステップ；
（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、それを適切なカルボキシレート触媒と接触させ、前記ベータプロピオラクトンの少なくとも一部をポリ（プロピオラクトン）に変換するステップ；
（ｃ）ポリ（プロピオラクトン）の熱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；および
（ｄ）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
を含み、
ステップ（ｂ）および（ｃ）が同じ反応ゾーンにおいて起こる、方法。
２．前記アクリル酸生成物ストリームの一部の戻りループを、前記反応ゾーンに方向付けることをさらに含む、実施形態１に記載の方法。
３．アクリル酸の合成のための方法であって、該方法は、
（ａ）ベータプロピオラクトンを含む供給原料ストリームを提供するステップ；
（ｂ）前記供給原料ストリームを第１の反応ゾーンに方向付け、そこで、それを適切なカルボキシレート触媒と接触させ、前記ベータプロピオラクトンの少なくとも一部をポリ（プロピオラクトン）生成物ストリームに変換し、前記第１の反応ゾーンを、ポリ（プロピオラクトン）の形成に適した温度に維持するステップ；
（ｃ）前記ポリ（プロピオラクトン）生成物ストリームを第２の反応ゾーンに方向付け、ここで、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、前記第２の反応ゾーンをポリ（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；および
（ｄ）前記第２の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
を含む、方法。
４．前記第１の反応ゾーンおよび第２の反応ゾーンが、押出機反応器内に含まれる、実施形態２に記載の方法。
５．前記押出機反応器が、前記第１の反応ゾーンおよび第２の反応ゾーンの間に温度勾配を提供する、実施形態４に記載の方法。
６．前記押出機の終点温度が、ポリ（プロピオラクトン）の熱分解温度またはそれ超である、実施形態５に記載の方法。
７．前記第１の反応ゾーンから生じた熱を捕捉し、前記熱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３〜６のいずれか１つに記載の方法。
８．前記熱が、前記第２の反応ゾーンに方向付けられる、実施形態７に記載の方法。
９．前記適切なカルボキシレート触媒が、以下の式
【化２９】
2019070058.tif 000030
の化合物の塩であり、式中、ｐは０〜９である、前述の実施形態のいずれか１つに記載の方法。
１０．前記適切なカルボキシレート触媒が、以下の式
【化３０】
2019070058.tif 000031
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１つに記載の方法。
１１．前記適切なカルボキシレート触媒が、不均一系である、前述の実施形態のいずれか１つに記載の方法。
１２．全てのアクリル酸生成物ストリームの除去の後、適切なカルボキシレート触媒が、塩または溶融物として反応ゾーンにおいて残存する、前述の実施形態のいずれか１つに記載の方法。
１３．次いで、前記塩または溶融物が、前記反応ゾーンにリサイクルされる、実施形態１２に記載の方法。
１４．前記供給原料ストリームが、高沸点溶媒を含有するか、または高沸点溶媒と合わされる、前述の実施形態のいずれか１つに記載の方法。
１５．前記反応ゾーンへ前記適切なカルボキシレート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１４に記載の方法。
１６．前記アクリル酸生成物ストリームの一部の戻りループを、前記反応ゾーンに方向付けることをさらに含む、前述の実施形態のいずれか１つに記載の方法。
１７．前記ベータプロピオラクトン供給原料ストリームが、ニートである、前述の実施形態のいずれか１つに記載の方法。
１８．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）ベータプロピオラクトン；および
（ｂ）カルボン酸塩を含むカチオン性固体触媒
を含み、
ポリ（プロピオラクトン）の熱分解温度またはそれ超で、ベータプロピオラクトンが前記カチオン性固体触媒の存在下でポリ（プロピオラクトン）に重合し始め、前記ポリ（プロピオラクトン）が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が、ベータプロピオラクトンをポリ（プロピオラクトン）に重合する反応を維持する、
システム。
１９．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）ベータプロピオラクトン（ＢＰＬ）、およびカルボン酸塩を含むカチオン性固体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がＰＰＬに重合し始め、前記ＰＰＬがアクリル酸に併行的に熱により分解する、反応ゾーン；および
（ｂ）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。
２０．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を含む供給原料ストリームを提供すること；
（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；
（ｃ）前記反応ゾーンにおいて前記供給原料ストリームと重合触媒とを接触させること；（ｄ）前記反応ゾーンにおいて前記ベータプロピオラクトンの少なくとも一部をポリ（プロピオラクトン）に重合することであって、ここで、前記反応ゾーンの温度がポリ（プロピオラクトン）の熱分解温度またはそれ超である、こと；
（ｅ）前記反応ゾーンにおいて前記ポリ（プロピオラクトン）を熱により分解して、アクリル酸を生成すること；および
（ｆ）前記反応ゾーンから前記アクリル酸を含むアクリル酸生成物ストリームを取り出すこと
を含み、
ステップ（ｂ）および（ｅ）が同じ反応ゾーンにおいて起こる、方法。
２１．前記アクリル酸生成物ストリームの一部を含む戻りループを、前記反応ゾーンに方向付けることをさらに含む、実施形態２０に記載の方法。
２２．アクリル酸の前記戻りループが、前記供給原料ストリームと合わされる、実施形態２１に記載の方法。
２３．アクリル酸を生成するための方法であって、前記方法が、
（ａ）ベータプロピオラクトンを含む供給原料ストリームを提供すること；
（ｂ）前記供給原料ストリームを第１の反応ゾーンに方向付けること；
（ｃ）前記供給原料ストリームと重合触媒とを接触させること；
（ｄ）前記ベータプロピオラクトンの少なくとも一部を、ポリ（プロピオラクトン）生成物ストリームに重合させることであって、ここで、前記第１の反応ゾーンが、ポリ（プロピオラクトン）の形成を促進する温度に維持される、こと；
（ｅ）前記ポリ（プロピオラクトン）生成物ストリームを第２の反応ゾーンに方向付けることであって、ここで、前記第２の反応ゾーンが、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、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；および
（ｆ）前記第２の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
を含む、方法。
２４．前記第１の反応ゾーンおよび第２の反応ゾーンが、押出機反応器内にある、実施形態２３に記載の方法。
２５．前記押出機反応器が、前記第１の反応ゾーンおよび第２の反応ゾーンの間に温度勾配を提供する、実施形態２４に記載の方法。
２６．前記押出機反応器が、ポリ（プロピオラクトン）の前記熱分解温度またはそれ超の終点温度を有する、実施形態２４または２５に記載の方法。
２７．前記第１の反応ゾーンから生じた熱を捕捉し、前記熱を他のプロセスに方向付けることをさらに含む、実施形態２３から２６のいずれか１つに記載の方法。
２８．前記熱が、前記第２の反応ゾーンに方向付けられる、実施形態２７に記載の方法。２９．前記重合触媒が、以下の式
【化３１】
2019070058.tif 000032
の化合物の塩であり、式中、ｐは０〜９である、実施形態２０から２８のいずれか１つに記載の方法。
３０．前記重合触媒が、以下の式
【化３２】
2019070058.tif 000033
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２０から２８のいずれか１つに記載の方法。
３１．前記重合触媒が、不均一系である、実施形態２０から３０のいずれか１つに記載の方法。
３２．全てのアクリル酸生成物ストリームの除去の後、前記重合触媒が、塩または溶融物として残存する、実施形態２０から３１のいずれか１つに記載の方法。
３３．前記塩または溶融物を、前記反応ゾーンにリサイクルすることをさらに含む、実施形態３２に記載の方法。
３４．前記供給原料ストリームが、高沸点溶媒を含有するか、または高沸点溶媒と合わされる、実施形態２０から３３のいずれか１つに記載の方法。
３５．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、実施形態３４に記載の方法。
３６．前記アクリル酸生成物ストリームの一部の戻りループを、前記反応ゾーンに方向付けることをさらに含む、実施形態２０から３５のいずれか１つに記載の方法。
３７．前記供給原料ストリームが、ニートである、実施形態２０から３６のいずれか１つに記載の方法。
３８．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、
（ａ）ベータプロピオラクトン；および
（ｂ）カルボン酸塩を含むカチオン性固体触媒
を含み、
ポリ（プロピオラクトン）の熱分解温度またはそれ超で、ベータプロピオラクトンが、前記カチオン性固体触媒の存在下でポリ（プロピオラクトン）に重合し始め、前記ポリ（プロピオラクトン）が、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が、ベータプロピオラクトンをポリ（プロピオラクトン）に重合する反応を維持する、システム。
３９．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、該システムは、
（ａ）ベータプロピオラクトン（ＢＰＬ）、およびカルボン酸塩を含むカチオン性固体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がＰＰＬに重合し始め、前記ＰＰＬがアクリル酸に併行的に熱により分解する、反応ゾーン；および
（ｂ）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。
４０．前記カルボン酸塩が、以下の式
【化３３】
2019070058.tif 000034
の化合物の塩（式中、ｐは０〜９である）、または
以下の式
【化３４】
2019070058.tif 000035
の化合物の塩（式中、ｐは０〜９であり、Ｒａは不揮発性部分である）
である、実施形態３８または３９に記載のシステム。
【０１２０】
上記は本発明のある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を単に例示するものであることを理解すべきである。本発明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みなされるそれらのフィーチャを説明する。
本発明の実施形態において、例えば以下の項目が提供される。
（項目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を含む供給原料ストリームを提供すること；
（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；
（ｃ）前記反応ゾーンにおいて前記供給原料ストリームと重合触媒とを接触させること；（ｄ）前記反応ゾーンにおいて前記ベータプロピオラクトンの少なくとも一部をポリ（プロピオラクトン）に重合することであって、ここで、前記反応ゾーンの温度がポリ（プロピオラクトン）の熱分解温度またはそれより高い、こと；
（ｅ）前記反応ゾーンにおいて前記ポリ（プロピオラクトン）を熱により分解して、アクリル酸を生成すること；および
（ｆ）前記反応ゾーンから前記アクリル酸を含むアクリル酸生成物ストリームを取り出すこと
を含み、
ステップ（ｂ）および（ｅ）が同じ反応ゾーンにおいて起こる、方法。
（項目２）
前記アクリル酸生成物ストリームの一部を含む戻りループを、前記反応ゾーンに方向付けることをさらに含む、項目１に記載の方法。
（項目３）
アクリル酸の前記戻りループが、前記供給原料ストリームと合わされる、項目２に記載の方法。
（項目４）
アクリル酸を生成するための方法であって、前記方法が、
（ａ）ベータプロピオラクトンを含む供給原料ストリームを提供すること；
（ｂ）前記供給原料ストリームを第１の反応ゾーンに方向付けること；
（ｃ）前記供給原料ストリームと重合触媒とを接触させること；
（ｄ）前記ベータプロピオラクトンの少なくとも一部を、ポリ（プロピオラクトン）生成物ストリームに重合させることであって、ここで、前記第１の反応ゾーンが、ポリ（プロピオラクトン）の形成を促進する温度に維持される、こと；
（ｅ）前記ポリ（プロピオラクトン）生成物ストリームを第２の反応ゾーンに方向付けることであって、ここで、前記第２の反応ゾーンが、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、ポリ（プロピオラクトン）の熱分解温度またはそれより高い温度に維持すること；および
（ｆ）前記第２の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
を含む、方法。
（項目５）
前記第１の反応ゾーンおよび第２の反応ゾーンが、押出機反応器内にある、項目４に記載の方法。
（項目６）
前記押出機反応器が、前記第１の反応ゾーンおよび第２の反応ゾーンの間に温度勾配を提供する、項目５に記載の方法。
（項目７）
前記押出機反応器が、ポリ（プロピオラクトン）の前記熱分解温度またはそれより高い終点温度を有する、項目５または６に記載の方法。
（項目８）
前記第１の反応ゾーンから生じた熱を捕捉し、前記熱を他のプロセスに方向付けることをさらに含む、項目４から７のいずれか一項に記載の方法。
（項目９）
前記熱が、前記第２の反応ゾーンに方向付けられる、項目８に記載の方法。
（項目１０）
前記重合触媒が、以下の式
【化３５】
2019070058.tif 000036
の化合物の塩であり、式中、ｐは０〜９である、項目１から９のいずれか一項に記載の方法。
（項目１１）
前記重合触媒が、以下の式
【化３６】
2019070058.tif 000037
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、項目１から９のいずれか一項に記載の方法。
（項目１２）
前記重合触媒が、不均一系である、項目１から１１のいずれか一項に記載の方法。
（項目１３）
全てのアクリル酸生成物ストリームの除去の後、前記重合触媒が、塩または溶融物として残存する、項目１から１２のいずれか一項に記載の方法。
（項目１４）
前記塩または溶融物を、前記反応ゾーンにリサイクルすることをさらに含む、項目１３に記載の方法。
（項目１５）
前記供給原料ストリームが、高沸点溶媒を含有するか、または高沸点溶媒と合わされる、項目１から１４のいずれか一項に記載の方法。
（項目１６）
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、項目１５に記載の方法。
（項目１７）
前記アクリル酸生成物ストリームの一部の戻りループを、前記反応ゾーンに方向付けることをさらに含む、項目１から１６のいずれか一項に記載の方法。
（項目１８）
前記供給原料ストリームが、ニートである、項目１から１７のいずれか一項に記載の方法。
（項目１９）
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、
（ａ）ベータプロピオラクトン；および
（ｂ）カルボン酸塩を含むカチオン性固体触媒
を含み、
ポリ（プロピオラクトン）の熱分解温度またはそれより高い温度で、ベータプロピオラクトンが、前記カチオン性固体触媒の存在下でポリ（プロピオラクトン）に重合し始め、前記ポリ（プロピオラクトン）が、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が、ベータプロピオラクトンをポリ（プロピオラクトン）に重合する反応を維持する、システム。
（項目２０）
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、該システムは、
（ａ）ベータプロピオラクトン（ＢＰＬ）、およびカルボン酸塩を含むカチオン性固体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より高い温度で、ＢＰＬがＰＰＬに重合し始め、前記ＰＰＬがアクリル酸に併行的に熱により分解する、反応ゾーン；および
（ｂ）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。
（項目２１）
前記カルボン酸塩が、以下の式
【化３７】
2019070058.tif 000038
の化合物の塩（式中、ｐは０〜９である）、または
以下の式
【化３８】
2019070058.tif 000039
の化合物の塩（式中、ｐは０〜９であり、Ｒａは不揮発性部分である）
である、項目１９または２０に記載のシステム。
【外国語明細書】
2019070058000001.pdf