[發明專利]一種生物質基壬二酸的制備方法

有效

• 申請號: 202010212712.5
• 申請日: 2020-03-24
• 公開（公告）號: CN111233656B
• 公開（公告）日: 2021-03-26
• 發明（設計）人: 劉海超;王豐鑫
• 申請（專利權）人: 北京大學
• 主分類號: C07C51/377
• 分類號: C07C51/377;C07C55/18
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 趙靜

本發明公開了一種生物質基壬二酸的制備方法。該方法包括下述步驟：1)在水溶液中，5?甲酰基?2?呋喃甲酸和丙酮酸在堿催化劑上發生羥醛縮合反應，生成C9縮合產物；2)在加氫催化劑上，C9縮合產物發生加氫反應，生成C9飽和產物；3)在氫解催化劑上，C9飽和產物發生氫解反應，生成壬二酸。本發明以生物質基平臺分子為反應原料，使用水作為反應溶劑，采用易于回收利用的多相催化劑，且催化劑具有較高的催化活性和循環穩定性，反應過程綠色無污染，對環境友好。

技術領域

本發明屬于化工原料制備領域，具體涉及一種制備生物質基壬二酸的方法。

背景技術

壬二酸，又稱杜鵑花酸，是一種非常重要的精細化學品，在化工生產、食品、醫藥、有機合成等領域具有重要作用。壬二酸具有優異的殺菌作用，可以治療痤瘡等皮膚疾病；也可用于食品包裝、生產壬二酸二辛酯增塑劑、合成潤滑油、合成尼龍69等。目前，工業上壬二酸主要由油酸臭氧氧化裂解工藝生產，理論上1mol油酸可以得到1mol的壬二酸和1mol的副產物壬酸，碳原子利用率只有50％。另外，該工藝用到了化學計量的臭氧，能耗較高，且污染環境。因此，通過多相催化的方法，從木質纖維素等生物質出發，發展一條生產壬二酸的綠色合成路線是必要而又有價值的。

發明內容

本發明的目的是提供一種生物質基壬二酸的制備方法，本發明反應過程生產成本低，綠色可持續，對環境友好。

本發明所提供的生物質基壬二酸的制備方法，是由5-甲酰基-2-呋喃甲酸和丙酮酸出發制備壬二酸，包括如下步驟：

1)在堿催化劑存在下，使5-甲酰基-2-呋喃甲酸和丙酮酸在水溶液中發生羥醛縮合反應，得到式I所示的C9縮合產物；

2)在加氫催化劑存在下，使所述C9縮合產物在水溶液中與氫氣發生加氫反應，得到式II所示的C9飽和產物；

3)在氫解催化劑存在下，使所述C9飽和產物發生氫解反應，得到壬二酸。

上述方法步驟1)中，所述丙酮酸和5-甲酰基-2-呋喃甲酸的物質的量之比可為0.8～3:1，具體可為1:1或2:1。

所述水溶液中5-甲酰基-2-呋喃甲酸的摩爾濃度可為0.2～10mol/L，具體可為0.5mol/L或2～5mol/L。

所述堿催化劑包括氫氧化鈉、碳酸鈉、離子交換樹脂(Amberlyst-21)、氧化鎂、鎂鋁水滑石、氧化鋅和氧化鑭中的至少一種。

所述5-甲酰基-2-呋喃甲酸與堿催化劑的質量比可為1：0.2～5，具體可為1：0.5、1：1或1：5。

所述羥醛縮合反應的反應溫度可為30℃～150℃，具體可為80℃或50～80℃；

所述羥醛縮合反應的反應時間可為1～10h，具體可為2h、8h或2～5h。

上述方法步驟2)中，所述加氫催化劑與C9縮合產物的質量比可為0.1～2：1，具體可為0.1：1、1：1或2：1。

所述水溶液中C9縮合產物的摩爾濃度可為0.1～10mol/L，具體可為0.2mol/L、0.5mol/L或3～6mol/L。

所述加氫反應的反應溫度可為30℃～130℃，具體可為30℃、60℃或30℃～100℃；

所述加氫反應的反應時間可為1～20h，具體可為5h、8h或5～15h。

所述加氫反應的氫氣分壓可為0.5MPa～6MPa，具體可為2MPa或2～4MPa。

上述方法步驟3)中，所述氫解催化劑與C9飽和產物的質量比可為0.5～10：1，具體可為0.5：1、2：1或5：1。