[發明專利]一種1,3-丁二醇及其制備方法

有效

• 申請號: 202110782911.4
• 申請日: 2021-07-12
• 公開（公告）號: CN113480406B
• 公開（公告）日: 2023-05-09
• 發明（設計）人: 黃龍;劉偉;馬龍龍;崔長健;杜松松;張新會;高樂;陳建華
• 申請（專利權）人: 北京弗萊明科技有限公司
• 主分類號: C07C29/141
• 分類號: C07C29/141;C07C31/20;C07C47/19;C07C45/72;C07C45/80
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 趙琪

本發明提供了一種1,3?丁二醇及其制備方法，屬于有機合成技術領域。本發明提供的制備方法以乙醛為原料進行堿縮合后羧酸終止，得到堿縮合反應液；采用萃取劑將所述堿縮合反應液萃取脫鹽，得到的有機相進行加氫反應，得到加氫產物；將所述加氫產物精餾，得到1,3?丁二醇；所述萃取劑為酸酯類化合物。本發明采用醋酸酯類對堿縮合反應液進行萃取脫鹽，能夠脫除堿縮合反應料中的無機鹽、雜質，提高最終產物的品質。實施例表明：制備得到的1,3?丁二醇的收率為70.5～73.5％，純度為99.71～99.82％，90℃且自然光照條件下10日色度小于2(Hazen)；在70～80℃的條件下，臭氣級別為0.4～0.6。

技術領域

本發明涉及有機合成技術領域，尤其涉及一種1,3-丁二醇及其制備方法。

背景技術

1,3-丁二醇(1,3-BG)具有良好的吸濕性和水溶性，且無味、低毒(大鼠半制死量29.5g/KG，甚至遠低于甘油的12.6g/KG)，因此廣泛應用于食品、化妝品、增塑劑、工業脫水劑等領域。其中以食品和化妝品級對產品質量要求最為苛刻(無色透明、極低雜質含量、無氣味)。

公開的專利和其他文獻報道了合成1,3-丁二醇的幾種不同工藝方法：①KrF激光輻照含有H₂O₂且用N₂飽和的乙醇，直接合成1,3-丁二醇；②以環氧化合物和合成氣為原料，在含銠、膦催化劑條件下羰基化合成1,3-丁二醇和乙醛；③以丙烯醛和2,2-二甲基-1,3-丙二醇為原料，經羰基化、水解、加氫等一系列反應得到產物1,3-丁二醇；④以特定的菌種，對甘蔗進行生物發酵生產1,3-丁二醇的生物合成法(日本KokyuAlcohol公司)；⑤以丙烯和甲醛為原料的縮合水解法；⑥以乙醛為原料，在堿性溶液中或者堿性催化劑縮合上生產3-羥基丁醛，隨后縮合液直接加氫，其中的3-羥基丁醛經加氫合成1,3-丁二醇，再經過精制獲得產品，該法稱為乙醛縮合加氫法；有的也考慮嘗試其他加氫方式，如CN111116340A公開了利用精餾先分離出3-羥基丁醛；但是3-羥基丁醛的熱敏性極高，因此收率較低，且其在商業化中極難實現。上述的工藝路線①～④或由于原料來源限制、或由于產能限制等因素，不能進行連續化工業生產。工藝路線⑤，屬于典型的普林斯(Prins)加成反應，反應需要在極性溶劑和酸性催化劑條件下進行；目前研究表明以H₂SO₄、HClO₄的催化效果作為顯著；但是，由于H₂SO₄、HClO₄的強腐蝕性，從而提高了設備的投資費用；雖然，可采用H⁺型陽離子交換樹脂來替代H₂SO₄、HClO₄等強腐蝕性液體(CN?108586197?A)，但H⁺型陽離子交換樹脂本身也是有機物質，使用中會受到氧化分解、機械性破裂、擔體流出而造成有機物質的溶出，從而影響產品的質量。因此，當前主要的工業生產途徑為⑥，不僅原料易得、產品質量高，且原料乙醛來自發酵酒精時，產品屬于天然型，符合人們對天然產品的健康需求。

在利用工藝路線⑥制備1,3-丁二醇時，所得1,3-丁二醇的氣味和色度是主要考慮的品質問題，特別是長期存放色度。目前1,3-丁二醇生產的最終產品存在輕微異味和變色，并且會有較大的精餾損失，這一問題是當前技術瓶頸。因為當1,3-丁二醇應用在食品、化妝品等與人直接接觸或者存在攝入情況下，氣味、色度等會高度影響最終的成品品質。許多團隊就上述問題進行了多項技術革新。如US8445733B1采用專有活性炭脫色來實現色度和異味的控制，但是活性炭毫無疑問會帶來固廢、產品中夾帶有可能的粉塵等問題。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種1,3-丁二醇及其制備方法。本發明提供的制備方法得到的1,3-丁二醇沒有異味、色度好，尤其是存放一段時間之后，1,3-丁二醇依然均有優異的色度。

為了實現上述發明目的，本發明提供以下技術方案：

本發明提供了一種1,3-丁二醇的制備方法，包括以下步驟：