一种芳香酸的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种芳香酸的制备方法，以碱性树脂为催化剂，氧气为氧化剂，将芳香醛氧化为芳香酸。与现有技术相比，本发明专利技术具有反应条件温和、副产物少、目标产品收率高，催化剂易于分离和循环利用等优点，且环境友好，符合绿色发展理念。展理念。

【技术实现步骤摘要】
一种芳香酸的制备方法


[0001]本专利技术涉及多相催化反应
，具体涉及一种芳香酸的制备方法。

技术介绍

[0002]芳香酸类化合物是一类重要的有机化工原料，其主要结构单元常见于农药、医药中。芳香羧酸可以成酯、酰胺、酸酐、卤化物等，用途十分广泛。
[0003]醛氧化制备相应的羧酸是目前制备有机酸主要的生产工艺，反应体系以金属盐为催化剂(多为锰、铁、钴、镍、钌、铑、钯、铜等的盐类)，如醋酸盐或环烷酸盐。专利CN200510054082.9中丙醛氧化制丙酸时采用丙酸盐或醋酸盐或环烷酸盐为催化剂。又如，乙醛氧化生产醋酸装置中，采用醋酸锰为催化剂，使乙醛氧化时生成的过氧醋酸及时分解。但与此同时，金属盐能促使自由基的生成，加速链的引发反应，反应时间明显缩短，但随着放热反应的迅速进行，反应较难控制，选择性随之降低，导致原子经济性低、副产物较多和环境污染严重等缺点。近些年来也有很多学者将过渡金属离子设计为非均相体系用于醛类的氧化反应。专利CN112657510A中，使用Pd
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Co/C或Pd
‑
Cu/C为催化剂，将醛氧化为酸，但反应体系中需要加入无机碱液作为助催化剂，增加了后续处理难度。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种芳香醛氧化制备芳香酸的方法。
[0005]本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：一种芳香酸的制备方法，以碱性树脂为催化剂，氧气为氧化剂，将芳香醛氧化为芳香酸。
[0006]优选地，所述的制备方法包括将芳香醛、溶剂和碱性树脂混合加热，在氧气氛围中进行氧化反应，反应结束后分离出碱性树脂和溶剂，得到所述的芳香酸。
[0007]进一步优选地，所述的制备方法具体包括以下步骤：
[0008](1)将芳香醛、溶剂和碱性树脂混合加热，加入到反应釜；
[0009](2)用氧气置换掉釜中空气；
[0010](3)开启磁力搅拌，反应混合液加热至目标温度；
[0011](4)进一步充入氧气至设定压力，并开始计时反应至设定反应时间；
[0012](5)反应结束后，将反应混合物冷却至室温；
[0013](6)过滤分离出树脂催化剂，然后蒸发除去反应混合物中溶剂，得到所述的芳香酸。
[0014]优选地，所述的溶剂为乙腈、水、二氯乙烷、辛烷中的一种或多种的混合物。
[0015]进一步优选地，所述的溶剂为乙腈、水、二氯乙烷、辛烷中的两种按体积比1:1混合的混合物。
[0016]优选地，所述的芳香醛、溶剂和碱性树脂的摩尔比为1:(4～20):(0.03～0.15)。
[0017]优选地，步骤(3)所述的目标温度为30～80℃，步骤(4)所述的反应时间为30～60min，所述的设定压力为0.1～2MPa。
[0018]优选地，所述的碱性树脂为D201强碱性阴离子交换树脂。
[0019]优选地，所述的碱性树脂在使用前用氢氧化钠溶液浸泡，再过滤并洗涤至中性。
[0020]进一步优选地，所述的碱性树脂在使用前用2％的氢氧化钠溶液浸泡24小时，再经过滤和去离子水洗涤至中性备用。
[0021]优选地，所述的芳香醛包括苯甲醛、苯乙醛、对甲基苯甲醛、4
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异丙基苯甲醛或2，4，6
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三甲基苯甲醛。
[0022]与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：
[0023]1.本专利技术制备方法反应条件温和，工艺过程环境友好，目标产物收率高；
[0024]2.本专利技术在30～80℃，反应30～60min即可获得高收率的芳香酸；
[0025]3.本专利技术催化剂碱性树脂D201价廉易得，易于分离和循环利用，在本工艺操作条件下性能稳定；
[0026]4.本专利技术副产物少，产品纯度高，收率高，经济效益好；
[0027]5.本专利技术工艺简洁，安全性高，环境污染小，符合绿色发展理念。
具体实施方式
[0028]下面对本专利技术的实施例作详细说明，以下实施例在以本专利技术技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本专利技术的保护范围不限于下述的实施例。
[0029]实施例1
[0030]一种芳香酸的制备方法，首先将反应底物苯甲醛0.04mol、20ml溶剂和D
‑
201树脂0.6g加入到反应釜，将反应混合液加热至45℃，然后利用氧气置换掉釜中空气，进一步充入氧气至0.6MPa，反应40min，反应釜冷却至室温，蒸除溶剂后即获得目标物苯甲酸。结果见下表。
[0031][0032]实施例2
[0033]一种芳香酸的制备方法，首先将反应底物苯甲醛0.04mol、20ml乙腈和D
‑
201树脂0.6g加入到反应釜，将反应混合液加热至48℃，然后利用氧气置换掉釜中空气，进一步充入氧气至0.6MPa，反应40min，反应釜冷却至室温，蒸除溶剂后即获得目标物苯甲酸，收率83％。
[0034]实施例3
[0035]一种芳香酸的制备方法，首先将反应底物苯甲醛0.04mol、20ml乙腈和D
‑
201树脂0.6g加入到反应釜，将反应混合液加热至45℃，然后利用氧气置换掉釜中空气，进一步充入
氧气至0.8MPa，反应40min，反应釜冷却至室温，蒸除溶剂后即获得目标物苯甲酸，收率89％。
[0036]实施例4
[0037]一种芳香酸的制备方法，首先将反应底物苯甲醛0.04mol、20ml乙腈和D
‑
201树脂0.6g加入到反应釜，将反应混合液加热至48℃，然后利用氧气置换掉釜中空气，进一步充入氧气至1.0MPa，反应40min，反应釜冷却至室温，蒸除溶剂后即获得目标物苯甲酸，收率87％。
[0038]实施例5
[0039]一种芳香酸的制备方法，首先将反应底物芳香醛0.04mol、20ml乙腈和D
‑
201树脂0.6g加入到反应釜，将反应混合液加热至48℃，然后利用氧气置换掉釜中空气，进一步充入氧气至0.6MPa，反应40min，反应釜冷却至室温，蒸除溶剂后即获得目标物芳香酸，结果如下表。
[0040][0041]实施例6
[0042]一种芳香酸的制备方法，首先将反应底物4
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异丙基苯甲醛0.04mol、20ml二氯乙烷和D
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201树脂0.6g加入到反应釜，将反应混合液加热至45℃，然后利用氧气置换掉釜中空气，进一步充入氧气至2MPa，反应40min，反应釜冷却至室温，蒸除溶剂后即获得目标物芳香酸，收率为54％。
[0043]实施例7
[0044]一种芳香酸的制备方法，首先将反应底物苯甲醛0.04mol、20ml辛烷和D
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201树脂0.6g加入到反应釜，将反应混合液加热至45℃，然后利用氧气置换掉釜中空气，进一步充入氧气至0.6MPa，反应40min，反应釜冷却至室温，蒸除溶剂本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种芳香酸的制备方法，其特征在于，以碱性树脂为催化剂，氧气为氧化剂，将芳香醛氧化为芳香酸。2.根据权利要求1所述的芳香酸的制备方法，其特征在于，将芳香醛、溶剂和碱性树脂混合加热，在氧气氛围中进行氧化反应，反应结束后分离出碱性树脂和溶剂，得到所述的芳香酸。3.根据权利要求2所述的芳香酸的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：(1)将芳香醛、溶剂和碱性树脂混合加热，加入到反应釜；(2)用氧气置换掉釜中空气；(3)开启磁力搅拌，反应混合液加热；(4)进一步充入氧气，进行氧化反应；(5)反应结束后，将反应混合物冷却至室温；(6)过滤分离出树脂催化剂，然后蒸发除去反应混合物中溶剂，得到所述的芳香酸。4.根据权利要求2或3所述的芳香酸的制备方法，其特征在于，所述的溶剂为乙腈、水、二氯乙烷、辛烷中的一种或多种的混合物。5.根据权利要求4所述的芳香酸的制备方法，其特征在于，所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：李俊，付晓静，陈睿，韩玉婵，韩琪，
申请(专利权)人：上海应用技术大学，
类型：发明
国别省市：