[發明專利]一種羧酸鉍的制備方法

無效

• 申請號: 200710305976.X
• 申請日: 2007-12-13
• 公開（公告）號: CN101456806A
• 公開（公告）日: 2009-06-17
• 發明（設計）人: 劉維民;方建;孫玉彬;梁永民
• 申請（專利權）人: 中國科學院蘭州化學物理研究所
• 主分類號: C07C51/41
• 分類號: C07C51/41;B01J31/04
• 代理公司: 蘭州中科華西專利代理有限公司
• 代理人: 方曉佳

技術領域

本發明涉及一種羧酸鉍的常溫制備方法。

背景技術

羧酸的鉍鹽具有催化性能，被廣泛應用于有機硅烷的制備(USP?2843555)，汽油的裂解(USP?4488997)，對苯二甲酸的聚酯化(USP?3245959)，不飽和醛的氧化(USP?4093649)及聚氨酯的制備(USP?4584362，USP?4742090)。同時，由于其是一種無毒的物質，在具有防腐、防菌及驅除海洋生物功能的艦船涂料中用作催干劑，以替代羧酸鎘與羧酸鉛(USP?1933520)。其中環烷酸鉍還具有低的粘度變化、寬的溫度范圍、高的抗腐蝕性能與抗水洗能力、好的溶劑溶解性、低的摩擦系數及優異的極壓抗磨性，S-Bi型極壓添加劑的極壓性能優于S-Pb型極壓添加劑，是含鉛極壓添加劑的理想替代品，可用于農業生產、食品加工、醫藥制備以及其它苛刻工況機械設備的潤滑。

目前，羧酸鉍鹽的制備方法主要有金屬氧化法、酸酐成鹽復分解法與羧酸成鹽法。USP?5021598描述了一種金屬氧化法制備高級羧酸鉍。其包括以下三個過程：1、將金屬鉍粉、水合肼、高級羧酸及低級羧酸酐的混合物加熱到80℃以上至原料及產物的分解溫度以下；2、用鼓泡法通入空氣氧化反應14小時；3、通氮氣干燥。USP?4488997及USP?4488998采用酸酐成鹽復分解法：通過低級羧酸酐與氧化銻在120℃反應3至4小時制備低級羧酸銻，然后與高級羧酸在195℃至240℃進行復分解反應，生成羧酸的銻鹽與低級羧酸，低級羧酸的沸點低可以通過蒸餾的方法除去。這種方法可外延用于制備高級羧酸鉍。羧酸成鹽法主要是利用羧酸與氧化鉍在高溫下長時間的中和反應進行制備。

由于以上制備方法反應溫度高，時間長，因而生產成本高；而且羧酸及羧酸酐在高溫下對設備有較大的腐蝕，其與設備中所含的金屬元素的反應產物不易除去，會污染產品，使產品不純且有很深的顏色，而這些污染物又往往難以除去或分離提純工藝復雜。鑒于現有制備方法的種種不足，開發出一種生產成本低、制備過程簡單且對設備腐蝕性小的制備羧酸鉍的方法具有很大的實際應用意義。

發明內容

本發明的目的在于克服以往制備技術中存在生產成本高、產物難以純化及對設備腐蝕性大等不足，提供一種生產成本低、制備簡單、產物易于純化、制備過程對設備腐蝕小的羧酸鉍的制備方法。

本發明通過如下措施來實現

一種羧酸鉍的制備方法，其特征在于該方法將鉍化合物與促進劑溶于水，然后加入羧酸鹽水溶液，在有機溶劑或者無有機溶劑的情況下，0～40℃反應0.5～2個小時，用萃取法提取有機相，蒸餾，所得膏狀物為羧酸鉍；鉍化合物選自硝酸鉍或氯化鉍；促進劑選自嗎哪醇、格利克醇或格利瑟醇；羧酸鹽選自羧酸鈉、羧酸鉀或羧酸銨。

本發明中在反應過程中可以使用溶劑，但不是必要的。適合的有機溶劑有：正己烷、石油醚、丙酮，甲醇或乙醇。

本發明鉍化合物與促進劑的摩爾比為0.1～5∶1。

發明中鉍化合物與羧酸鹽的摩爾比為1∶2.4～3.6。

本發明中所制備的羧鉍具有如下化學結構式：

其中R₁～R₃為相同或不同的直鏈烷基、支鏈烷基、環烷基。

本發明與現有的制備羧酸鉍的技術相比，本制備方法具有以下特點：

1、收率可以達到97.5％。

2、反應可在常溫下進行，時間短。生產能耗低。

3、未反應完的原料及副產物易于除去，制備過程簡單，產物純。

4、本方法所采用的原料及所產生的產物與副產物是鹽而不是酸與酸酐，對設備的腐蝕性小。

具體實施方式

現在，參考下述實例，僅通過舉例的方式說明本發明。

實施例1

環烷酸鉍的制備

將12.4g環烷酸鈉及50ml水加入裝有攪拌的三頸瓶中，開啟攪拌，在15min內滴加硝酸銻(7.27g)與嗎哪醇(2.73g)的水溶液，在常溫下反應1小時。加入50ml正己烷，分出有機相，水洗三次，加無水硫酸鈉干燥，過濾，旋轉蒸發除去溶劑，得膏狀環烷酸鉍14.2g。收率97.5％，銻含量(理論值：21.52％)：22.0％。