[發明專利]一種路易斯酸催化腈類化合物水解制備羧酸類化合物的方法

在審

• 申請號: 201911041010.9
• 申請日: 2019-10-30
• 公開（公告）號: CN111100022A
• 公開（公告）日: 2020-05-05
• 發明（設計）人: 張亞通;李卓;馬祥;張若甜;李立;劉錦源;王美陵;朱鵬毅;白新霞
• 申請（專利權）人: 石家莊市欒城區華英工貿有限責任公司;河北科技大學
• 主分類號: C07C227/18
• 分類號: C07C227/18;C07C229/16;C07C51/08;C07C63/06;C07C55/14;C01C1/16
• 代理公司: 石家莊新世紀專利商標事務所有限公司 13100
• 代理人: 張曉龍

本發明涉及一種路易斯酸催化腈類化合物水解制備羧酸類化合物的方法，該方法在酸性條件下，利用路易斯酸催化腈類化合物水解成羧酸類化合物。本發明的方法操作簡單、反應時間短、反應溫度低、產率能提高至90%~99%。

技術領域

本發明涉及一種路易斯酸催化腈類化合物水解制備羧酸類化合物的方法。

背景技術

雙甘膦(N -膦酰甲基亞氨基二乙酸)是除草劑草甘膦及其它化工產品的重要中間體，生產工藝為亞氨基二乙腈法，有兩條路線，第一條是堿解法：亞氨基二乙腈經堿解、酸化和縮合反應后，自然冷卻降溫至晶體完全析出，經過濾、洗滌、干燥，得到雙甘膦產品。該路線反應周期長，工藝繁瑣，能源消耗大，在酸化過程中會產生大量的NaCl，造成了高鹽廢水的產生，降低了亞氨基二乙酸的產率。

第二條路線是酸解法：亞氨基二乙腈直接酸解縮合制得雙甘膦。該路線采用鹽酸、硫酸等酸解亞氨基二乙腈，亞氨基二乙腈酸性條件下水解得亞氨基二乙酸，水解過程中直接生成銨鹽，不產生NaCl，銨鹽可作為副產品賣出，不會產生高鹽廢水，有效解決了草甘膦企業的污染問題。

亞氨基二乙腈等腈類化合物能夠在酸堿條件下水解成羧酸類化合物，但是僅僅在酸或堿的作用下的水解程度不夠，其主要產物為酰胺和羧酸的混合物，亞氨基二乙酸的產率不高，且對反應溫度和時間有著較高的要求。相對于脂肪腈，芳香腈的水解成羧酸的條件更加苛刻，羧酸類化合物的產率更加低效。

腈類化合物的水解工藝雖已普及而被人們廣泛應用，但是在經濟效益方面仍不夠成熟，反應條件和產能仍需要優化提升。

發明內容

本發明的目的是提供一種操作簡單、產率高的路易斯酸催化腈類化合物水解制備羧酸類化合物的方法。

本發明采用如下技術方案：

一種路易斯酸催化腈類化合物水解制備羧酸類化合物的方法，在酸性條件下，以路易斯酸催化腈類化合物水解成羧酸類化合物。

進一步的，其具體包括如下步驟：

（1）按體積比為濃度為30%的鹽酸∶蒸餾水∶濃度為98%的濃硫酸＝13~20∶4~6∶1混合制得酸液，攪拌加熱至40~50℃；

（2）向酸液中添加路易斯酸水溶液，然后加入與步驟（1）中的蒸餾水等體積的腈類化合物，冷凝回流保持溫度110~130℃，并繼續攪拌6~8 h；

（3）加入氨水和活性炭進行30min左右的脫色處理，所述鹽酸和氨水的體積比為2~4∶1，所述步驟（1）中的蒸餾水和活性炭的質量比為16~35∶1，加熱至100℃后調節pH 2~3，使其自然冷卻；

（4）將步驟（3）自然冷卻后的溶液進行抽濾，抽濾產生的結晶依次采用50~200ml體積的蒸餾水進行沖洗4次，烘干結晶后即制得羧酸類化合物。

進一步的，所述步驟（2）中，路易斯酸水溶液的用量為步驟（1）中酸液體積的1-5%，優選為3%；路易斯酸水溶液的質量濃度為1-8%，優選為3~5%。

進一步的，所述路易斯酸為氯化鐵、氯化鋁或氯化鋅。

進一步的，所述腈類化合物為脂肪腈或芳香腈。

進一步的，所述步驟（4）中，抽濾產生的結晶依次采用200ml、150ml、100ml和50ml的蒸餾水進行沖洗4次。

進一步的，其還包括：

（5）步驟（4）得到的抽濾液和沖洗液混合后調節pH 3~4，加熱混合液，待其開始產生結晶時停止加熱，自然冷卻降溫，待其降為室溫時進行抽濾，得到的氯化銨晶體。

本發明的有益效果在于：本發明的方法操作簡單，反應時間短，反應溫度低，產率能提高至90%~99%，同時對廢液進行回收制備氯化銨晶體，提高經濟效益。