[發明專利]一種乙二醛催化氧化反應萃取制備乙醛酸的方法

有效

• 申請號: 201711354412.5
• 申請日: 2017-12-15
• 公開（公告）號: CN108047026B
• 公開（公告）日: 2021-01-05
• 發明（設計）人: 劉少文;華靜
• 申請（專利權）人: 武漢工程大學
• 主分類號: C07C51/235
• 分類號: C07C51/235;C07C51/48;C07C59/147;B01J23/44
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 崔友明

本發明公開了一種乙二醛催化氧化反應萃取制備乙醛酸的方法，屬于催化劑與反應領域。具體操作是采用微乳法制備結構和性能可調的、SiO2包裹Pd粒子的Pd/SiO₂催化劑，以正辛醇等為稀釋劑、三辛胺為萃取劑，催化乙二醛空氣氧化萃取反應制備乙醛酸。反應在pH值7.3?7.7、溫度35?50℃條件下進行，轉化率達76％，乙醛酸產率達60％，產品純度明顯高于傳統工業生產工藝。

技術領域

本發明涉及催化劑與反應的技術領域，尤其涉及一種乙二醛催化氧化反應萃取制備乙醛酸的方法。

背景技術

乙醛酸是一種重要的化工原料，是合成香蘭素、乙基香蘭素、尿囊素、對羥基苯甘氨酸、對羥基苯乙酸的重要原料，在香料、醫藥等合成方面具有廣泛的應用。

乙醛酸由一個醛基(-CHO)與一個羧基(-COOH)構成，其結構簡式為HOCCOOH，分子式C2H2O3。乙醛酸的結構式如下：

現有技術中，乙醛酸的制備方法主要有乙二醛的硝酸氧化法和草酸電解還原法，乙二醛的硝酸氧化法方法由于制備過程中產生NO_x化合物，具有強腐蝕性而受到限制，草酸電解還原的制備方法操作過程繁瑣，成本高，不利于工業化生產。

目前，采用乙二醛催化氧化制備乙醛酸的報道很多，如徐崢等人(化學研究，2007，18(2)35-38)報道用V₂O₅作為催化劑，氧氣作為氧化劑，將乙二醛選擇氧化制備得到乙醛酸的方法，乙二醛的轉化率僅為29.2％，產率13.6％，沒有工業化的前景。

Sophie Hermans等人(Catalysis Letters，2005，99(1-2)：55-64)報道以A_u-P_t/C作為催化劑，乙二醛的轉化率最高為36.9％，產率最高22％，同樣不具備工業化的價值。可見，用金屬氧化物作為催化劑，氧氣作為氧化劑，將乙二醛氧化為乙醛酸的最大問題是乙二醛的轉化率偏低，金屬催化劑不穩定，乙醛酸的選擇性低。

發明內容

基于以上現有技術的不足，本發明所解決的技術問題在于提供一種乙二醛催化氧化反應萃取制備乙醛酸的方法，以克服現有技術中乙二醛的轉化率低，金屬催化劑不穩定，乙醛酸的選擇性低和產品純度低等缺點。

為了解決上述技術問題，本發明提供一種乙二醛催化氧化反應萃取制備乙醛酸的方法，包含如下步驟：

步驟一，制備催化劑：將表面活性劑Tween-80和正己醇按照5-15g：100mL的比例混合得到混合液A₁，然后滴加水合肼，所述水合肼與混合液A₁中的正己醇的比例為1-3g：100mL，得到混合液A；另取5-15g：100mL的Tween-80和正己醇混合得到混合液B₁，然后加入PdCl₂溶液，所述PdCl₂溶液與混合液B₁中的正己醇的比例為8mL：100mL，得到混合液B；然后將混合液A和混合液B混合，加入氨水，再加入正硅酸乙酯，在40℃條件下劇烈攪拌2h，放置8-24小時，過濾，無水乙醇洗滌，烘干即得二氧化硅包裹納米金屬Pd粒子的催化劑，

定為Pd/SiO₂催化劑；

步驟二，將30wt％乙二醛、步驟一所得的催化劑、萃取劑三辛胺和稀釋劑正辛醇混合，在0.15MPa、35℃-50℃，攪拌條件下反應1-6h，過濾，濾液靜置8-24h得到靜置后的母液；將靜置后的母液用水進行反萃取，得到溶液C；

步驟三，將步驟二所得的溶液C在0～3℃靜置，過濾，濾液置于-5～-1℃的條件下保持3-8小時，過濾得到白色晶體即為乙醛酸。