[發(fā)明專利]一種由戊醛糖二酸制備戊二酸的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010212305.4
• 申請(qǐng)日: 2020-03-24
• 公開（公告）號(hào): CN111233655B
• 公開（公告）日: 2021-08-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉海超;王豐鑫
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京大學(xué)
• 主分類號(hào): C07C51/377
• 分類號(hào): C07C51/377;C07C55/12;B01J23/44;B01J23/28
• 代理公司: 北京紀(jì)凱知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11245
• 代理人: 趙靜

本發(fā)明提供的一種由戊醛糖二酸制備戊二酸的方法，包括如下步驟：第一步，在水溶液中，戊醛糖二酸在催化劑A上，得到2,4?二羥基戊二酸；第二步，在催化劑B上，進(jìn)一步得到戊二酸。本發(fā)明使用水作為反應(yīng)溶劑，不額外引入鹵族元素，且用到的多相催化劑可以回收利用，整個(gè)生產(chǎn)過程比較綠色。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于化工原料的制備領(lǐng)域，具體涉及一種由戊醛糖二酸制備戊二酸的方法。

背景技術(shù)

戊二酸，俗稱膠酸，是重要的化工原料和有機(jī)中間體，在各個(gè)領(lǐng)域發(fā)揮了重要作用。在高分子領(lǐng)域，可用于合成樹脂及合成橡膠時(shí)的引發(fā)劑。在有機(jī)合成領(lǐng)域，可用于制備戊二酸二甲酯、戊二酸二丁酯以及戊二酸酐等。在醫(yī)藥領(lǐng)域，戊二酸及其衍生物過氧戊二酸可以用于殺菌消毒等。工業(yè)上可從生產(chǎn)己二酸的副產(chǎn)品中回收，但是該工藝過分依賴于己二酸的生產(chǎn)，同時(shí)在生產(chǎn)過程中會(huì)產(chǎn)生大量氮氧化合物等溫室氣體，嚴(yán)重污染環(huán)境。因此發(fā)展綠色的戊二酸生產(chǎn)工藝具有非常重要的應(yīng)用價(jià)值。木糖、阿拉伯糖等戊醛糖是半纖維素的組成單元，其可選擇氧化為戊醛糖二酸。從戊醛糖二酸這一可再生資源生物質(zhì)原料出發(fā)，通過多相催化的方法，采用水作為溶劑，綠色高效地生產(chǎn)戊二酸是尚無專利報(bào)道的。

目前，僅有一篇專利(US20100317825A1)對(duì)將戊醛糖二酸出發(fā)生產(chǎn)戊二酸的工藝進(jìn)行了報(bào)道，但是在該工藝中采用腐蝕性較強(qiáng)的冰醋酸作為溶劑，同時(shí)采用氫溴酸、氫碘酸等作為活化C-O鍵的催化劑，該工藝生產(chǎn)成本過高，對(duì)設(shè)備的耐腐蝕性要求極高，同時(shí)在生產(chǎn)過程中會(huì)不可避免的污染環(huán)境。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種由戊醛糖二酸制備戊二酸的方法，本發(fā)明反應(yīng)過程生產(chǎn)成本低，綠色可持續(xù)，對(duì)環(huán)境友好。

本發(fā)明所提供的由戊醛糖二酸制備戊二酸的方法，包括如下步驟：

1)在催化劑A存在下，使戊醛糖二酸在水溶液中與氫氣進(jìn)行反應(yīng)，得到2,4-二羥基戊二酸；

2)在催化劑B存在下，使步驟1)中所述2,4-二羥基戊二酸在水溶液進(jìn)行反應(yīng)，得到戊二酸。

上述方法步驟1)中，所述戊醛糖二酸可選自下述至少一種：木糖二酸(英文名稱：Xylaric acid，CAS號(hào)：10158-64-2)、D-阿拉伯糖二酸(英文名稱：D-Arabinaric acid，CAS號(hào)：20869-04-9)、L-阿拉伯糖二酸(英文名稱：L-Arabinaric acid，CAS號(hào)：608-54-8)和核糖二酸(英文名稱：Ribaric acid，CAS號(hào)：33012-62-3)。

上述方法步驟1)中，所述水溶液中戊醛糖二酸的質(zhì)量百分含量可為0.5～20％，具體可為1％或5～10％；

上述方法步驟1)中，所述戊醛糖二酸與所述催化劑A的質(zhì)量比可為1：0.5～2，具體可為1：0.5、1：0.67、1：1或1：2。

上述方法步驟1)中，所述第一步反應(yīng)的反應(yīng)溫度可為120℃～180℃，具體可為120℃、150℃或150～180℃；

所述第一步反應(yīng)的反應(yīng)時(shí)間可為2～20h，具體可為10h或10～15h；

所述第一步反應(yīng)的氫氣分壓可為1MPa～4MPa，具體可為1MPa、2MPa或2～3MPa。

上述方法步驟2)中，所述催化劑B與所述步驟1)中所述戊醛糖二酸的質(zhì)量比可為0.5～4：1，具體可為0.5：1、1.25：1、1.33:1、2：1或4：1。

所述第二步反應(yīng)的反應(yīng)溫度為180℃～250℃，具體可為200℃或180℃～210℃

所述第二步反應(yīng)的反應(yīng)時(shí)間可為2～20h，具體可為10h、15h或10～20h；

所述第二步反應(yīng)的氫氣分壓可為1MPa～4MPa，具體可為1MPa、2MPa或2～3MPa。