[發(fā)明專利]羥基乙酸的制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410341405.1
• 申請(qǐng)日: 2014-07-16
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104086408A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-10-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡妍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 胡妍
• 主分類號(hào): C07C59/06
• 分類號(hào): C07C59/06;C07C51/00
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• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種羥基乙酸化合物的制備方法，更具體的說(shuō)，涉及一種由乙二醛內(nèi)歧化制備羥基乙酸的制備方法。

背景技術(shù)

羥基乙酸，又稱乙醇酸或甘醇酸，是分子結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單的α-羥基酸。羥基乙酸廣泛應(yīng)用于化學(xué)清洗、日用化工、生物醫(yī)學(xué)材料及殺菌劑等領(lǐng)域。羥基乙酸分子中同時(shí)含有高反應(yīng)活性的羥基和羧基，從而具有獨(dú)特的金屬螯合能力以及有效的中和性能，并且腐蝕性小，因此工業(yè)上常用其70％的水溶液作為管道、鍋爐等的清洗劑，以去除鈣、鎂等離子形成的沉淀；羥基乙酸水溶性好，具有強(qiáng)滲透性，能夠穿過(guò)角質(zhì)層被皮膚吸收，促進(jìn)表皮的新陳代謝，消除皮膚皺紋，自20世紀(jì)90年代以來(lái)，α-羥基酸成為高檔特殊化妝品添加劑的必然之選；羥基乙酸能夠發(fā)生自聚反應(yīng)，得到的聚羥基乙酸(PGA)具有優(yōu)異的生物可降解性和生物相容性，是迄今研究最廣泛、應(yīng)用最多的生物可降解材料之一。

羥基乙酸的主要生產(chǎn)方法有：(1)氰化法。以甲醛和氫氰酸為原料，經(jīng)親核加成合成羥基乙腈，再水解得羥基乙酸，也有裝置采用氰化鈉替代氫氰酸為原料。該法工藝技術(shù)簡(jiǎn)單，操作穩(wěn)定，產(chǎn)量質(zhì)量較好，但由于使用劇毒的氰化物，環(huán)境污染與安全壓力較大。(2)甲醛羰基化法。以甲醛、一氧化碳及水為原料，在高溫、高壓及酸性催化劑存在下反應(yīng)得到羥基乙酸，收率約為90％，其中酸性催化劑為硫酸、鹽酸或磷酸。該工藝原料成本低，但技術(shù)難度大，一次性投資大，設(shè)備需承受30.4-91.2MPa的壓力，這是目前國(guó)外最主要的工業(yè)化方法。(3)氯乙酸水解法。氯乙酸與氫氧化鈉在甲醇存在下反應(yīng)得到羥基乙酸甲酯，然后水解得到羥基乙酸。這是國(guó)內(nèi)傳統(tǒng)的生產(chǎn)工藝，由于效率低下，僅適于小規(guī)模生產(chǎn)，同時(shí)氯離子的存在對(duì)生產(chǎn)設(shè)備存在嚴(yán)重腐蝕。

盡管羥基乙酸有多種合成工藝，但不管何種工藝均存在負(fù)離子雜質(zhì)難脫除導(dǎo)致的產(chǎn)品純度難提高的問(wèn)題。工業(yè)純的羥基乙酸產(chǎn)品一般是其70％的水溶液，溫度在80℃以上就可以引發(fā)羥基乙酸分解脫水自聚，這樣通過(guò)常規(guī)的濃縮干燥等方法難于得到高純羥基乙酸晶體。因此純度與結(jié)晶精制技術(shù)構(gòu)成了衡量羥基乙酸生產(chǎn)水平高低的核心環(huán)節(jié)。

乙二醛是乙烯工程產(chǎn)業(yè)鏈上的重要化工中間產(chǎn)品，目前國(guó)內(nèi)每年產(chǎn)能超過(guò)百萬(wàn)噸級(jí)，因此，以其為原料的后續(xù)產(chǎn)品工藝研究勢(shì)在必行。

廖川平曾報(bào)道了在氫氧化鈉催化作用下，從乙二醛經(jīng)康尼查羅反應(yīng)合成羥基乙酸的新方法[合成化學(xué)，2008，16(4)：470-471]，但該工藝既需要在低溫下進(jìn)行反應(yīng)，又要高溫濃縮；同時(shí)需要用強(qiáng)酸生離子交換樹(shù)脂處理金屬陽(yáng)離子，工藝過(guò)程繁瑣，生產(chǎn)成本高，經(jīng)多次重復(fù)實(shí)驗(yàn)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)副產(chǎn)物多、產(chǎn)品純度低。

CN101973870A中報(bào)道了采用氫氧化鈣作為催化劑，以乙二醛制備乙醇酸，但該方法后處理比較復(fù)雜，不適用于工業(yè)生產(chǎn)。

CN102584566A中報(bào)道了采用聚乙二醇和氫氧化鉀作為催化劑，以乙二醛制備乙醇酸，但方法依然需要在低溫下進(jìn)行，以避免副產(chǎn)物的產(chǎn)生，由此導(dǎo)致成本上升。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的發(fā)明目的是，為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種安全、清潔、成本低，適合于工業(yè)生產(chǎn)的羥基乙酸的制備方法。

本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述目的所提出的技術(shù)方案如下：

一種羥基乙酸的制備方法，其特征在于該方法包括如下步驟：

1)將乙二醛水溶液和相轉(zhuǎn)移催化劑加入反應(yīng)器中，在常溫下往反應(yīng)器中加入氫氧化鈉飽和溶液，加入完畢后繼續(xù)反應(yīng)，直至反應(yīng)器中溶液從淡黃色變?yōu)闊o(wú)色；

2)將步驟1)中得到的無(wú)色溶液通過(guò)電滲析法分離得到羥基乙酸水溶液；

3)將步驟2)所得溶液干燥得到乙醇酸晶體。

步驟1)中，所述相轉(zhuǎn)移催化劑為季銨鹽類化合物。該化合物優(yōu)選為

具體地說(shuō)，所述季銨鹽類化合物是(C12-C18)烷基三甲基季銨鹽、四甲基季銨鹽。

更具體地說(shuō)，(C12-C18)烷基三甲基季銨鹽是十二烷基三甲基季銨鹽、十四烷基三甲基季銨鹽、十六烷基三甲基季銨鹽、十八烷基三甲基季銨鹽。

優(yōu)選上述季銨鹽是銨的氯化物、溴化物。

所述季銨鹽類化合物最優(yōu)選為四甲基氯化銨、四甲基溴化銨。

步驟1)中，乙二醛與催化劑的摩爾比為10～100∶1，優(yōu)選為50∶1～100∶1。

步驟1)中，乙二醛與氫氧化鈉的摩爾比為1∶1～1.2，優(yōu)選為1∶1～1.1。

步驟3)所述干燥在室溫下進(jìn)行。

所述的電滲析是在電滲析器中進(jìn)行。其主要由電極、陰陽(yáng)離子交換膜、隔板以及固定裝置組成。將陽(yáng)膜、隔板、陰模依次排列整齊固定在正負(fù)電極之間。