一种磷钨酸催化氧化法制备羟基新戊酸的方法技术

本发明专利技术公开了一种磷钨酸催化氧化法制备羟基新戊酸的方法，属于化学化工技术领域，本发明专利技术的方法是用异丁醛和甲醛在三乙胺催化作用下进行羟醛缩合反应。现有羟基新戊酸生产方法中氧化反应时间最短的也要9小时，而本发明专利技术所采用的工艺只需要4小时即可得到产品。现有羟基新戊酸生产方法中，产品最高收率为75％左右，而本发明专利技术产品的收率可以达到80％‑85％。本发明专利技术克服原有工艺中副产物多，分离困难等缺点，有效地提高了产品纯度，而且简化了工艺过程。本发明专利技术采用的催化剂可以反复使用，而且催化剂活性降低速度较为缓慢，另外，氧化过程中能源消耗少，从而降低了生产成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于化学化工
，具体涉及一种磷钨酸催化氧化法制备羟基新戊酸的方法。
技术介绍
羟基新戊酸是一种非常有价值的化工产品，是化工生产中重要的中间体。在农药、医药、染料、制革助剂生产等方面有着广泛的应用。目前，工业生产羟基新戊酸的方法主要有以下几种：1、羟基新戊醛在浓碱作用下发生自身歧化反应，产生羟基特戊酸和新戊二醇.但该方法产率低(最高只有50％)、分离难，在工业上分离羟基新戊酸和新戊二醇很不容易。2、酯化-氧化-水解法生产羟基新戊酸，这种方法采用羟基新戊醛不经过卡尼扎罗歧化反应，而是与羧酸反应生成酯来保护羟基，然后用氧化剂氧化再经水解得到羟基新戊酸的方法。此方法虽然在收率上有很大提高，但是存在反应步骤多、分离复杂、成本高、污染环境等弊端。3、以羟基新戊醛为原料，以溴为氧化剂制取羟基新戊酸，这种方法具有反应时间短、转化率高等优点，但是产品收率不是很高，而且存在成本高、环境污染等弊端。日本专利公开了新戊二醇在钯催化剂作用下，在弱酸溶液中通过空气氧化转变为羟基新戊酸，具体如下：首先是羟基新戊醛与氢氧化钠反应生成羟基新戊酸钠和新戊二醇，然后在钯催化剂作用下，向体系通入空气，保持PH值在7-10之间，最后生成羟基新戊酸。反应式如下：通过上述对羟基新戊酸合成方法的讨论可以看出，现有的合成方法中普遍存在的问题就是反应时间长、成分分离复杂、成本高、环境污染严重等。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种磷钨酸催化氧化法制备羟基新戊酸的方法，解决了羟基新戊酸合成反应时间长、分离复杂、成本高、环境污染的问题，本专利技术合成工艺采用磷钨酸做催化剂，不仅缩短了反应时间，而且使产品的回收率大为提高，同时也解决了环境污染等相关问题。本专利技术所采用的技术方案是，一种磷钨酸催化氧化法制备羟基新戊酸的方法，包括以下步骤：1)羟基新戊醛的制备：往反应器中加入异丁醛和甲醛水溶液，然后加热到45℃，再加入三乙胺，开始搅拌，反应温度由45℃上升至62℃，当温度升至94℃时，反应完成；将反应完的溶液冷却至60℃，减压蒸馏出未反应的异丁醛和水以后，继续冷却至室温，析出白色固体，过滤得到羟基新戊醛；2)羟基新戊酸的制备：在反应器中加入水，在搅拌下加入步骤1)制备的羟基新戊醛和磷钨酸催化剂，然后开始升温，当温度达到55℃时，开始缓慢加入过氧化氢，在2小时内加完，然后进行减压脱水，脱水结束后过滤得到催化剂，取出重复利用，滤液冷却结晶得到羟基新戊酸溶液；3)干燥：将羟基新戊酸溶液过滤得到湿品，利用真空干燥器进行干燥，最终得到羟基新戊酸产品。进一步地，步骤1)中，所述的甲醛水溶液的质量溶度为37％，异丁醛和甲醛水溶液的重量比为60:30-60:100，三乙胺与异丁醛的重量比为1:60-10:60。进一步地，异丁醛和甲醛水溶液的重量比为60:65；所述三乙胺与异丁醛的重量比为4:60。进一步地，步骤2)中，羟基新戊醛与水的体积重量比为85:10-85:100g/ml，羟基新戊醛与磷钨酸催化剂的重量比为85:0.5-85:1，过氧化氢与羟基新戊醛的重量比为100-150:85。进一步地，羟基新戊醛与水的体积重量比为85:40g/ml；所述羟基新戊醛与磷钨酸催化剂的重量比为85:0.85；过氧化氢与羟基新戊醛的重量比为123:85。进一步地，步骤3)中，温度控制在55℃-60℃，真空度控制在0.08-0.09Mpa。本专利技术的有益效果是：(1)、反应时间明显缩短：现有羟基新戊酸生产方法中氧化反应时间最短的也要9小时，而本专利技术所采用的工艺只需要4小时即可得到产品。(2)、产品收率提高：现有几种羟基新戊酸生产方法中，产品最高收率为75％左右，而本专利技术产品的收率可以达到80％-85％。(3)、简化了生产工艺：本专利技术克服原有工艺中副产物多，分离困难等缺点，有效地提高了产品纯度，而且简化了工艺过程。(4)、降低了成本：本专利技术采用的催化剂可以反复使用，而且催化剂活性降低速度较为缓慢，另外，氧化过程中能源消耗少，从而降低了生产成本。具体实施方式下面结合具体实施方式对本专利技术进行详细说明。本专利技术提供一种磷钨酸催化氧化法制备羟基新戊酸的方法，具体步骤如下：1)羟基新戊醛的制备：往反应器中加入异丁醛和甲醛水溶液，异丁醛和甲醛水溶液的重量比为60:30-100，然后加热到45℃，再加入三乙胺，三乙胺与异丁醛的重量比为1-10:60，开始搅拌，反应温度由45℃上升至62℃，随着反应的进行温度继续上升，当温度升至94℃时，反应完成；将反应完的溶液冷却至60℃，减压蒸馏出未反应的异丁醛和水以后，继续冷却至室温，析出白色固体，过滤得到羟基新戊醛；2)羟基新戊酸的制备：在反应器中加入水，在搅拌下加入步骤1)制备的羟基新戊醛和磷钨酸催化剂，羟基新戊醛与水的体积重量比为85:10-100g/ml，羟基新戊醛与磷钨酸催化剂的重量比为85:0.5-1，然后开始升温，当温度达到55℃时，开始缓慢加入过氧化氢，过氧化氢与羟基新戊醛的重量比为100-150:85，在2小时内加完，然后进行减压脱水，脱水结束后过滤得到催化剂，取出重复利用，滤液冷却结晶得到羟基新戊酸溶液；3)干燥：将羟基新戊酸溶液过滤得到湿品，利用真空干燥器进行干燥，温度控制在55℃-60℃，真空度控制在0.08-0.09MPa，最终得到羟基新戊酸产品。实施例1一种磷钨酸催化氧化法制备羟基新戊酸的方法，具体步骤如下：1)羟基新戊醛的制备(它的合成是用异丁醛和甲醛在三乙胺催化作用下进行羟醛缩合反应)：在500ml的三口瓶中加入60g异丁醛和65g甲醛水溶液(37％)，加热到45℃，然后加入4g三乙胺，同时开启搅拌，反应温度由45℃上升至62℃，随着反应的进行温度继续上升，当温度升至94℃时，说明反应已经完成。将上述溶液冷却至60℃，减压蒸馏出未反应的异丁醛和少量水以后，继续冷却至室温，析出白色固体，过滤得到羟基新戊醛。2)合成羟基新戊酸：在500ml的三口瓶中加入40ml水，开启搅拌后再加入85g羟基新戊醛和磷钨酸催化剂0.85g，然后开始升温，当温度升至55℃时，开始缓慢加入123g过氧化氢，2小时内加完；氧化液进行减压脱水，脱水结束后过滤得到催化剂，取出重复利用，滤液冷却结晶得到羟基新戊酸溶液。3)干燥：将羟基新戊酸溶液过滤得到湿品，利用真空干燥器进行干燥，温度控制在58℃，真空度控制在0.085MPa，最本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种磷钨酸催化氧化法制备羟基新戊酸的方法，其特征在于，包括以下步骤：1)羟基新戊醛的制备：往反应器中加入异丁醛和甲醛水溶液，然后加热到45℃，再加入三乙胺，开始搅拌，反应温度由45℃上升至62℃，当温度升至94℃时，反应完成；将反应完的溶液冷却至60℃，减压蒸馏出未反应的异丁醛和水以后，继续冷却至室温，析出白色固体，过滤得到羟基新戊醛；2)羟基新戊酸的制备：在反应器中加入水，在搅拌下加入步骤1)制备的羟基新戊醛和磷钨酸催化剂，然后开始升温，当温度达到55℃时，开始缓慢加入过氧化氢，在2小时内加完，然后进行减压脱水，脱水结束后过滤得到催化剂，取出重复利用，滤液冷却结晶得到羟基新戊酸溶液；3)干燥：将羟基新戊酸溶液过滤得到湿品，利用真空干燥器进行干燥，最终得到羟基新戊酸产品。

【技术特征摘要】
1.一种磷钨酸催化氧化法制备羟基新戊酸的方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)羟基新戊醛的制备：
往反应器中加入异丁醛和甲醛水溶液，然后加热到45℃，再加入三乙胺，开始搅拌，反
应温度由45℃上升至62℃，当温度升至94℃时，反应完成；将反应完的溶液冷却至60℃，减
压蒸馏出未反应的异丁醛和水以后，继续冷却至室温，析出白色固体，过滤得到羟基新戊
醛；
2)羟基新戊酸的制备：
在反应器中加入水，在搅拌下加入步骤1)制备的羟基新戊醛和磷钨酸催化剂，然后开
始升温，当温度达到55℃时，开始缓慢加入过氧化氢，在2小时内加完，然后进行减压脱水，
脱水结束后过滤得到催化剂，取出重复利用，滤液冷却结晶得到羟基新戊酸溶液；
3)干燥：
将羟基新戊酸溶液过滤得到湿品，利用真空干燥器进行干燥，最终得到羟基新戊酸产
品。
2.根据权利要求1所述的磷钨酸催化氧化法制备羟基新戊酸的方法，其特征在于，步骤
1)中，所述的甲醛水溶液的质量溶度为37％，异丁醛和甲醛水溶液的重量比为60:3...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙成君，初克，
申请(专利权)人：吉林市吉化江城油脂化工有限责任公司，
类型：发明
国别省市：吉林;22