[發明專利]一種制備2;2-二羥甲基丙酸的方法

在審

• 申請號: 201810634611.X
• 申請日: 2018-06-20
• 公開（公告）號: CN108658752A
• 公開（公告）日: 2018-10-16
• 發明（設計）人: 李先明
• 申請（專利權）人: 江西吉煜新材料有限公司
• 主分類號: C07C51/285
• 分類號: C07C51/285;C07C51/42;C07C51/43;C07C51/47;C07C59/105
• 代理公司: 南昌市平凡知識產權代理事務所 36122
• 代理人: 歐陽沁

本發明涉及一種制備2,2?二羥甲基丙酸的方法，采用活性炭負載氫氧化鈉作為醛縮合催化劑，產物經中和后用雙氧水氧化；氧化產物與水混合蒸餾除甲酸；再經雙效連續蒸發濃縮、結晶和過濾，得到2,2?二羥甲基丙酸粗品再經加水、除鐵、脫色、濃縮、結晶、離心、烘干和過篩精制處理，得到2,2?二羥甲基丙酸產品。本發明采用活性炭負載氫氧化鈉，反應體系pH值穩定、反應速率快，收率高；結晶過程能耗低，結晶、離心過程工作環境好；氧化母液采用硫酸酸化置換甲酸，并用水帶凈甲酸，粗產品易結晶，晶體純，顆粒大，更易離心分離，過濾效率高；粗品母液、精品母液回收其中的2,2?二羥甲基丙酸，產品收率高，廢水排放量少。

技術領域

本發明涉及一種制備2,2-二羥甲基丙酸的方法，具體屬于有機化工技術領域。

背景技術

2,2-二羥甲基丙酸是綠色環保型化學品。二羥甲基丙酸通過兩個一級羥基的作用，不需要保護第三個羧基就能輕易的氨基甲酸甲酯化或酯化，然后在氨水中中和未反應的羧基，使其水溶化。該產品可廣泛用于水溶性聚氨酯、聚酯、環氧樹脂等方面的生產中。在溶解性方面，二羥甲基丙酸具有自己的獨特優勢，其極好的溶解性可以大大提高工作效率。

但是由于制備技術上的難度, 目前有的合成技術也存在催化劑選擇性與反應性差、工藝路線復雜、能耗高、環境污染嚴重等問題, 不符合從源頭有效減少污染的綠色化學的設計思路。

目前國內外合成2,2-二羥甲基丙酸主要是分兩步法進行。一是在堿性催化劑的存在下，甲醛和丁醛進行羥醛縮合反應，生成2,2-二羥甲基丁醛；二是再以過氧化氫為氧化劑，經過2,2-二羥甲基丁醛氧化、結晶得到2,2-二羥甲基丙酸白色晶體。其中羥醛縮合反應是兩步法的關鍵步驟，其堿性催化劑多采用無機堿（Na₂CO₃、NaOH）等。由于在縮合反應過程中有康尼扎羅反應等副反應發生，致使反應體系的pH值改變較大，存在催化劑選擇性差、反應性差、產品收率低等問題。

經2,2-二羥甲基丙醛氧化后大多采用有機溶劑（甲醇、二氯乙烷等）法結晶，得到2,2-二羥甲基丙酸白色晶體。由于所采用有機溶劑（甲醇、二氯乙烷等）大多是易燃易爆的物質，安全性比較差，而且對環境和人體有毒有害，同時又要增加回收設備，增加能耗。

結晶后的粗品經離心得產品，同時會產生較多的母液，若處理不當會產生較多的廢水，增加廢水處理負擔。因此又造成工藝路線復雜、能耗高、環境污染嚴重等問題。這不符合從源頭有效減少污染的綠色化學的設計思路。

現階段工業對2,2-二羥甲基丙酸制備的研究都以兩步法的工藝為基礎，多集中在羥醛縮合反應的催化劑選擇，以及反應條件的選擇上，但都因康尼扎羅反應等副反應的存在，使得生產工藝不好控制、工藝優化程度差、產品收率低、產品能耗大、產品污染物（特別是結晶母液廢水）排放嚴重等問題未能得到解決。

發明內容

針對現有技術中存在的不足之處，本發明提供一種制備2,2-二羥甲基丙酸的方法。所述的方法步驟如下：

步驟1：縮合

在縮合反應釜中加入水、37wt%甲醛和活性炭負載氫氧化鈉，攪拌過程中滴加99wt%正丙醛，滴加完畢后，維持20-60℃縮合反應6-14h；縮合產物經過濾加入85wt%甲酸中和到PH值為6~7.2，其后轉入氧化釜中。

37wt%甲醛、99wt%正丙醛的摩爾比為2.2-2.7∶1，水、37wt%甲醛的質量比為0.8-1.2∶1，活性炭負載氫氧化鈉、99wt%正丙醛的質量比為0.05-0.1∶1，85wt%甲酸、99wt%正丙醛的質量比為0.03-0.05∶1。

步驟2：氧化

對氧化釜中的物料進行蒸餾回收未反應的甲醛，其后升溫到60℃，攪拌中滴加35wt%雙氧水，滴加完畢后維持60-90℃氧化反應6-10h；向氧化產物中加入水進行蒸餾除甲酸。