一種由環(huán)戊醇合成戊二酸的方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種由環(huán)戊醇合成戊二酸的方法，其特征在于，該方法包括將催化劑和助催化劑溶解在濃度為25%~50%的過氧化氫的水溶液中，再加入環(huán)戊醇，環(huán)戊醇經(jīng)催化氧化生成戊二酸，所述的過氧化氫、催化劑、助催化劑與環(huán)戊醇的摩爾比為（4.0~5.0）：（0.01~0.03）：0.015：1，反應(yīng)溫度為60-100℃，反應(yīng)時間為2-10小時。本發(fā)明積極效果十分明顯，采用環(huán)戊醇為原料，鎢酸為催化劑，雙氧水為氧化劑的合成工藝，不但經(jīng)濟(jì)、簡單、綠色環(huán)保。而且具有較高的轉(zhuǎn)化率與選擇性，進(jìn)而提高了戊二酸的收率，經(jīng)計算，戊二酸收率可達(dá)96.3%。
【專利說明】一種由環(huán)戊醇合成戊二酸的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種戊二酸的合成方法，特別涉及以環(huán)戊醇為原料，鎢酸為催化劑，過氧化氫水溶液為氧化劑合成戊二酸的方法。
技術(shù)背景
[0002]戊二酸，又名膠酸、I, 3-丙烷二羧酸，是一種重要的二元羧酸，也是重要的有機(jī)化工原料和中間體。戊二酸及其衍生物在化學(xué)、醫(yī)藥、建筑、農(nóng)業(yè)等方面都有著廣泛且重要的應(yīng)用。在塑料工業(yè)中，戊二酸及其烷基酯類用做聚氯乙烯、聚酯、聚酰胺等增塑劑的中間體，也可作為聚氯乙烯的聚酯增塑劑的組成部分。聚戊二酸酯作為增塑劑，具有耐久性增塑作用，用于聚氯乙烯的制造。過氧戊二酸是脂肪二酸中常用的過氧化物之一，可用作合成高分子化合物的催化劑。戊二酸也可合成液態(tài)聚酯，用于改良PET纖維的分子結(jié)構(gòu)，從而改進(jìn)PET纖維的染色性，提高上染率。利用戊二酸配制粘合劑可廣泛粘接紡織品、金屬等。此外戊二酸及其酯也可用于聚酯多醇的合成，去垢劑的配制、含硫等煙道的洗滌等。在醫(yī)藥農(nóng)業(yè)方面，由于戊二酸具有廣譜殺菌能力，可用于配制各種殺菌消毒洗液和藥品。戊二酸不但對寄生動植物身體組織上的細(xì)菌有殺滅作用，對植物病蟲害也是較好的殺滅劑，可殺滅寄生于動物、植物上的細(xì)菌、昆蟲等，也可防蟲。以戊二酸為原料合成的過氧戊二酸也是高效的殺毒劑，在醫(yī)療方面也有人進(jìn)行過研究。
[0003]目前，戊二酸一般由己二酸生產(chǎn)過程中的副產(chǎn)品二羧酸混合物中分離得到，由于己二酸工藝的改進(jìn)，其副產(chǎn)的戊二酸已越來越少。因此，需要開發(fā)新型戊二酸的合成途徑。CN1546452A公開了一種由 戊二酸二甲酯制備戊二酸戊二酸的方法，以鎢酸為催化劑，羧酸類有機(jī)配體為助催化劑，46~100°C下，使用27.5%，30%或50%的過氧化氫水溶液為氧化劑，催化氧化環(huán)戊烯合成戊二酸。戊二酸收率93~95%，純度99.0%。CNlO 1696162A公開了一種由戊二酸二甲酯制備戊二酸的方法，以強(qiáng)酸性苯乙烯陽離子交換樹脂為催化劑，以戊二酸二甲酯和水為原料經(jīng)水解催化反應(yīng)制得戊二酸，戊二酸二甲酯轉(zhuǎn)化率達(dá)85%以上。催化劑可回收利用。CN 1557798A公開了一種環(huán)境友好催化氧化1，2_環(huán)戊二醇合成戊二酸的方法，以鎢酸為催化劑，60-100?下，27.5飛0%過氧化氫水溶液為氧化劑催化氧化1，2-環(huán)戊二醇合成戊二酸，戊二酸收率93-95%，純度99.5%。CN 1560014A公開了一種環(huán)境友好催化氧化戊二醛合成戊二酸的方法，以鎢酸為催化劑，60-100°C下，25-50%過氧化氫水溶液為氧化劑，催化氧化戊二醛合成戊二酸，戊二酸收率達(dá)97-98%，純度99.0%。CN 101570479A公開了一種戊二醛氧化制備戊二酸的方法，以含Pd的負(fù)載型固體催化劑，空氣為氧化劑，氣-液-固三相間歇或連續(xù)反應(yīng)的方式將戊二醛氧化為戊二酸，轉(zhuǎn)化率約96%，選擇性85%，收率>80%。
[0004]由此可見，傳統(tǒng)的戊二酸的合成方法存在很多問題，比如原料昂貴、反應(yīng)復(fù)雜，且很多原料有很大毒性，反應(yīng)較危險，且存在環(huán)境污染等問題，從環(huán)保的角度出發(fā)，研究與開發(fā)新的戊二酸合成方法尤為必要。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明公開了一種合成戊二酸的方法，以鎢酸為催化劑，過氧化氫水溶液為溶劑，催化氧化環(huán)戊醇合成戊二酸，所要解決的問題是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，開發(fā)一種經(jīng)濟(jì)，綠色環(huán)保的戊二酸生產(chǎn)工藝。
[0006]以下是本發(fā)明的技術(shù)方案:
[0007]一種由環(huán)戊醇合成戊二酸的方法，包括將催化劑和助催化劑溶解在濃度為25%~50%的過氧化氫的水溶液中，再加入環(huán)戊醇，環(huán)戊醇經(jīng)催化氧化生成戊二酸。所述的過氧化氫、催化劑、助催化劑與環(huán)戊醇的摩爾比為(4.0~5.0):(0.01~0.03):0.015:1，反應(yīng)溫度為60-100°C，反應(yīng)時間為2-10小時。
[0008]上述過氧化氫與環(huán)戊醇物質(zhì)的量比最好為(1.76^1.84):0.4 ；
[0009]上述過氧化氫水溶液濃度最好為50% ；
[0010]上述鎢酸催化劑為黃鎢酸，磷鎢酸或者硅鎢酸。
[0011]上述助催化劑為草酸、丙二酸、丁二酸或者戊二酸。
[0012]上述鎢酸與環(huán)戊醇物質(zhì)的量比最好為(0.006、.008):0.4 ；
[0013]上述反應(yīng)溫度最好為8(T85°C，反應(yīng)時間最好為6~Shr。
[0014]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:一方面，雙氧水作為一種綠色環(huán)保的氧化劑，最后生成物為水，不對環(huán)境造成污染，且可以提高戊二酸的收率。另一方面隨著石油化工的迅速發(fā)展，乙烯裂解裝置中副產(chǎn)C5餾分的量顯著增加，環(huán)戊二烯資源日趨豐富，以C5餾分中的環(huán)戊二烯為原料，環(huán)戊二烯合成環(huán)戊醇的工藝日趨成熟，催化氧化環(huán)戊醇制備戊二酸，也是C5資源綜合利用的良好途徑之一。`
[0015]由此可見，以環(huán)戊醇為原料，鎢酸為催化劑，雙氧水的水溶液為氧化劑合成戊二酸的合成工藝具有較高的轉(zhuǎn)化率與選擇性，同時簡單、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保，具有良好的工業(yè)應(yīng)用前景。
[0016]下面通過具體的實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步描述，在實(shí)施例中戊二酸的收率定義為:
[0017]
rt=產(chǎn)物屮戊二酸物質(zhì)_從......._原料中壞Λ醇物質(zhì)
【具體實(shí)施方式】
[0018]【實(shí)施例1~10】
[0019]將戊酸溶解在雙氧水的水溶液中，再加入助催化劑，再加入環(huán)戊醇，環(huán)戊醇經(jīng)催化氧化生成戊二酸。各實(shí)施例中催化氧化反應(yīng)條件見表1，采用氣相色譜法分析反應(yīng)液組成，結(jié)合反應(yīng)物料配比計算戊二酸收率見表2。
[0020]表1
[0021]
【權(quán)利要求】
1.一種由環(huán)戊醇合成戊二酸的方法，其特征在于，該方法包括將催化劑和助催化劑溶解在濃度為25%~50%的過氧化氫的水溶液中，再加入環(huán)戊醇，環(huán)戊醇經(jīng)催化氧化生成戊二酸，所述的過氧化氫、催化劑、助催化劑與環(huán)戊醇的摩爾比為(4.0-5.0):(0.01~0.03):0.015:1，反應(yīng)溫度為60-100°C，反應(yīng)時間為2-10小時。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的由環(huán)戊醇合成戊二酸的方法，其特征在于所述過氧化氫與環(huán)戊醇摩爾比為(1.76~1.84):0.4。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的由環(huán)戊醇合成戊二酸的方法，其特征在于所述過氧化氫水溶液濃度為50%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的由環(huán)戊醇合成戊二酸的方法，其特征在于所述催化劑為黃鎢酸，磷鎢酸或者硅鎢酸。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的由環(huán)戊醇合成戊二酸的方法，其特征在于所述催化劑與環(huán)戊醇摩爾比為(0.006~0.008):0.4。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的由環(huán)戊醇合成戊二酸的方法法，其特征在于所述助催化劑為草酸、丙二酸、丁二酸或者戊二酸。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的由環(huán)戊醇 合成戊二酸的方法，其特征在于所述反應(yīng)溫度為80~85℃。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的由環(huán)戊醇合成戊二酸的方法法，其特征在于所述反應(yīng)時間為6~8hr。
【文檔編號】C07C51/31GK103694104SQ201210369381
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2012年9月27日 優(yōu)先權(quán)日:2012年9月27日
【發(fā)明者】姚本鎮(zhèn), 蔣方紅, 丁仙華, 吳忠平, 奚軍 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石化上海石油化工股份有限公司