CN101811954B - 油酸催化氧化制备壬二酸的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种油酸催化氧化制备壬二酸的方法,制备方法如下:在装有搅拌器、回流冷凝器、温度计的四口瓶中,加入原料油酸和催化剂硫酸高铈,加双氧水,浓度为2-6%的臭氧气氛下,搅拌,常压下控制反应温度35-55℃,反应1-3小时,搅拌升温至65-105℃,继续通入臭氧,反应6-10小时,静置,分出油层和水层,油层用温度为90-100℃的去离子水分三次洗涤后与水层合并,缓慢冷却至5℃,结晶,分离得到粗壬二酸结晶,用温度为90-100℃的去离子水重结晶三次,制得壬二酸。本发明具有较高的反应收率,工艺比较简单,反应体系分离容易,有效降低了生产成本,对环境友好。
Description
技术领域
本发明涉及一种油酸催化氧化制备壬二酸的方法。
背景技术
壬二酸又称杜鹃花酸,是一种重要的有机合成中间体,广泛用于塑料、橡胶、合成香料、润滑油、聚酰胺树脂、电解电容及皮肤病防治等方面。
壬二酸为含碳数量为9个的二元羧酸,而油酸、亚油酸为含碳数量为18个,是壬二酸的两倍,并且油酸、亚油酸分子中的碳-9位含有不饱和烯键,易氧化断裂成羧酸,是生产壬二酸的最好原料。
壬二酸的工业生产方法有:臭氧化法、高锰酸钾氧化法、双氧水氧化法及催化氧化法,在专利GB-1324763中,描述了以金属锇、钌氧化物为催化剂、有机季胺盐作相转移介面剂,高碘酸作氧化剂生产壬二酸,但氧化剂高碘酸价格昂贵,无法在工业生产中使用;专利US5336793中,描述了以钨酸为氧化催化剂,有机季胺盐为相转移介面剂,60%双氧水为氧化剂生产壬二酸,但使用60%的双氧水危险性极大,不安全,并且很难买到,不适合工业生产。
中国专利CN1415593、CN1566064、CN1746145、CN1927806公开书中,描述了用钨磷酸或者负载了钨磷酸作氧化催化剂,收率高,但由于反应是在有机相转移介面剂存在下反应,通常会造成反应体系乳化严重而使产品分离困难,并且催化剂流失也很严重,造成生产成本比较高。
发明内容
本发明针对现有技术中产品分离困难,催化剂的安全系数较低且容易流失,难以回收循环再利用,使得生产成本较高的缺点,提供了一种无需采用相转移介面剂,催化剂易处理后回收循环利用,反应体系分离容易,成本低廉,反应条件温和,对环境友好的油酸催化氧化制备壬二酸的方法。
为了解决上述技术问题,本发明通过下述技术方案得以解决:
油酸催化氧化制备壬二酸的方法,制备方法如下:在装有搅拌器、回流冷凝器、温度计的四口瓶中,加入原料油酸和催化剂硫酸高铈,加双氧水,通入浓度为2-6%的臭氧气氛下,搅拌,常压下控制反应温度35-55℃,反应1-3小时,搅拌升温至65-105℃,继续通入臭氧,反应6-10小时,静置,分出油层和水层,油层用温度为90-100℃的去离子水分三次洗涤(50ml/次)后与水层合并,缓慢冷却至5℃,结晶,分离得到粗壬二酸结晶,用温度为90-100℃的去离子水重结晶三次,制得壬二酸。
将首次结晶后的母液中加入片碱,调PH值为5-6后,回收沉淀氢氧化铈,烘干后用浓硫酸中和成硫酸高铈盐回收利用,其中,母液冷却结晶为工业芒硝。
作为优选,所述的催化剂硫酸高铈的用量为原料油酸用量的0.5-10重量%的量。
作为优选,所述的双氧水用量与原料油酸用量的摩尔比例为5﹕X,其中5≥X≥1。
作为优选,所述的双氧水的浓度为20-40%。
由于四价高铈离子在有机相中溶解度很高,本身又具有强氧化能力,而还原后的三价铈离子又在水相中的溶解度很高,并且在水相中很容易被双氧水氧化为四价高铈进入有机相,只要有氧化剂存在,铈离子就会在两相中循环进行,因而无需采用相转移介面剂,使得反应体系中产品很容易分离。
本发明由于采用了以上技术方案,具有显著的技术效果:本工艺具有较高的反应收率,工艺比较简单,所用的催化剂硫酸高铈价格便宜,易处理后回收循环使用,反应体系分离容易,有效降低了生产成本,本反应的反应条件温和,无有机溶剂,无有害物质排放,无需采用相转移介面剂,催化剂易处理后回收循环利用,对环境友好。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细描述:
实施例1
油酸催化氧化制备壬二酸的方法,制备方法如下:在装有搅拌器、回流冷凝器、温度计的1000ml四口瓶中,加入原料油酸282.5g(含76%油酸及12%亚油酸)和催化剂硫酸高铈15g,加双氧水100ml,浓度为2.6%的臭氧气氛下(200ml/min),搅拌,常压下控制反应温度50℃,反应1.5小时,搅拌升温至95℃,继续通入臭氧,反应10小时,静置,分出油层和水层,油层用温度为95℃的去离子水分三次洗涤(50ml/次)后与水层合并,缓慢冷却至5℃,结晶,分离得到粗壬二酸结晶160g,用温度为95℃的去离子水重结晶三次,制得壬二酸110g,摩尔收率为58.5%,熔点101-103℃。
将首次结晶后的母液中加入片碱,调PH值为5-6后,回收沉淀氢氧化铈,烘干后用浓硫酸中和成硫酸高铈盐回收利用,其中,母液冷却结晶为工业芒硝。
实施例2
油酸催化氧化制备壬二酸的方法,制备方法如下:在装有搅拌器、回流冷凝器、温度计的1000ml四口瓶中,加入原料油酸282.5g(含76%油酸及12%亚油酸)和催化剂硫酸高铈25g,加双氧水180ml,浓度为2.6%的臭氧气氛下(200ml/min),搅拌,常压下控制反应温度50℃,反应1.5小时,搅拌升温至95℃,继续通入臭氧,反应10小时,静置,分出油层和水层,油层用温度为95℃的去离子水分三次洗涤(50ml/次)后与水层合并,缓慢冷却至5℃,结晶,分离得到粗壬二酸结晶191g,用温度为95℃的去离子水重结晶三次,制得壬二酸128g,摩尔收率为68.0%,熔点101-103℃。
将首次结晶后的母液中加入片碱,调PH值为5-6后,回收沉淀氢氧化铈,烘干后用浓硫酸中和成硫酸高铈盐回收利用,其中,母液冷却结晶为工业芒硝。
由于四价高铈离子在有机相中溶解度很高,本身又具有强氧化能力,而还原后的三价铈离子又在水相中的溶解度很高,并且在水相中很容易被双氧水氧化为四价高铈进入有机相,只要有氧化剂存在,铈离子就会在两相中循环进行,因而无需采用相转移介面剂,使得反应体系中产品很容易分离。
本发明由于采用了以上技术方案,具有显著的技术效果:本工艺具有较高的反应收率,工艺比较简单,所用的催化剂硫酸高铈价格便宜,易处理后回收循环使用,避免了催化剂的流失,反应体系中的产品分离容易,有效降低了生产成本,本反应的反应条件温和,无有机溶剂,无有害物质排放,无需采用相转移介面剂,催化剂易处理后回收循环利用,对环境友好。
总之,以上所述仅为本发明的较佳实施例,凡依本发明申请专利范围所作的均等变化与修饰,皆应属本发明专利的涵盖范围。
Claims (4)
1.油酸催化氧化制备壬二酸的方法,其特征在于:制备方法如下:在装有搅拌器、回流冷凝器、温度计的四口瓶中,加入原料油酸和催化剂硫酸高铈,加双氧水,浓度为2-6%的臭氧气氛下,搅拌,常压下控制反应温度35-55℃,反应1-3小时,搅拌升温至65-105℃,继续通入臭氧,反应6-10小时,静置,分出油层和水层,油层用温度为90-100℃的去离子水分三次洗涤后与水层合并,缓慢冷却至5℃,结晶,分离得到粗壬二酸结晶,用温度为90-100℃的去离子水重结晶三次,制得壬二酸;将首次结晶后的母液中加入片碱,调pH值为5-6后,回收沉淀氢氧化铈,烘干后用浓硫酸中和成硫酸高铈盐回收利用。
2.根据权利要求1所述的油酸催化氧化制备壬二酸的方法,其特征在于:所述的催化剂硫酸高铈的用量为原料油酸用量的0.5-10重量%的量。
3.根据权利要求1所述的油酸催化氧化制备壬二酸的方法,其特征在于:所述的双氧水与原料油酸用量的摩尔比例为5∶X,5≥X≥1。
4.根据权利要求1所述的油酸催化氧化制备壬二酸的方法,其特征在于:所述的双氧水的浓度为20-40%。
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