制备高纯度单季戊四醇的方法和通过该方法制备的单季戊四醇技术

本发明专利技术涉及一种制备高纯度单季戊四醇的方法和通过这种方法制备的单季戊四醇。甲醛与乙醛在水溶液中在强碱性氢氧化物的存在下以常规的方法反应。将获得的反应混合物蒸发到５０－７０ｗｔ％的干燥度并且之后冷却。将由此形成的季戊四醇晶体分离出来。将晶体溶于水或包含季戊四醇的含水母液中到３５－５５ｗｔ％的干燥度。在纯化步骤中处理该溶液，然后将高纯度的单季戊四醇在４０－９０℃的温度下结晶并与剩余的母液中离，将所述剩余的母液再循环到上述步骤。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种制备高纯度季戊四醇的方法和通过该方法制备的 单季戊四醇。
技术介绍
已知长期以来季戊四醇可以通过4摩尔甲醛和1摩尔乙醛之间的 反应而合成，其中该反应在碱性溶液中进行。假设l摩尔乙醛首先与 3摩尔甲醛形成季戊四醇糖(pentaerythritose)，这种化合物再与1 摩尔额外的曱醛和碱反应形成1摩尔季戊四醇和1摩尔甲酸盐。上述 反应可以通过以下反应式说明，其中Me+可以例如是Na+或K+。1. CH3C0H + 3 HCH0 — (H0CH2) 3 (CH0) C2. (HOCH2)3CCHO + HCH0 + Me+0H_ — (HOCH2)4C + HC00—Me+ 通常已知当使用过量的甲醛时获得的季戊四醇的产率略好于基于乙醛计算的量，且已知同时单季戊四醇的量在减少二季戊四醇和高级 季戊四醇同系物的情况下增加。在以上反应中不仅获得单季戊四醇，还获得了一定量的二-和三季 戊四醇以及甲酸盐。在某些应用中，通过使用高纯度的单季戊四醇获 得了很多的优点。因此长期以来都强烈的期望能够以更多的经济上有 利的且可靠的方法制备纯品形式的单季戊四醇。以前这是不可能的， 因为二季戊四醇和三季戊四醇容易与单季戊四醇一起结晶。
技术实现思路
根据本专利技术，现在非常出乎意料的实现了上述期望且导致制备高 纯度的季戊四醇，其中将甲醛与乙醛在水溶液中在强碱性氢氧化物， 优选碱金属氯氧化物或碱土金属氢氧化物的存在下，在5-10:1，优选 6-9: 1的甲醛乙醛摩尔比下反应，然后将反应混合物中和。本专利技术的 特征在于将获得的反应混合物蒸发到5 0-7 Owt%的干燥度且之后冷却。将由此形成的季戊四醇晶体分离出来，优选通过带式过滤器或离心的方法分离，并溶于包含季戊四醇的含水母液到35-55wt。/。的干燥度。在 纯化步骤中处理该溶液，然后将高纯度的单季戊四醇在40-901C，优 选45-80X:的温度下结晶并与剩余的母液中分离，将所述剩余的母液 处理并且随后再循环到上述步骤。 具体实施例方式根据本专利技术的合成可以按常规的方法进行。氢氧化钠是适合^f吏用 的且可能用氢氧化郜替换。反应是放热的，在合成期间温度上升。最 后的温度在40-70t:之间。可能的，可以用冷却调节温度。根据本专利技术，适合使用的纯化步骤包括煤处理和/或离子交换。煤 处理主要用于除去脱色物而离子交换主要用于除去甲酸盐和其它杂质例如季戊四醇单曱缩醛(monofo簡l)。为了分离纯净的单季戊四醇晶体，带式过滤器适合用在工业范围 内，但是可能用离心机替换。获得的高纯度季戊四醇晶体适于在最后的工艺步骤中干燥。根据 本专利技术的高纯度季戊四醇定义为具有〉99wt。/i，优选99. 3-99. 9wt。/。纯度 的单季戊四醇。根据本专利技术的一个实施方案，甲醛乙醛的摩尔比大约为5-7: 1， 且高纯度的单季戊四醇在大约55-90TC的温度下结晶。如果甲醛乙醛 的摩尔比为6: 1，高纯度的单季戊四醇大致在大约60-80X:的温度下结 晶。根据本专利技术的另一个实施方案，曱醛乙醛的摩尔比大约为 7-9:1,且高纯度的单季戊四醇在大约40-70匸的温度下结晶。如果甲 醛乙醛的摩尔比为9: 1,高纯度的单季戊四醇大致在大约45-60n的 温度下结晶。蒸发的压力适于超过大气压力且将蒸发的反应混合物冷却到大约 25-50"C,优选大约30-40匸的温度以析出季戊四醇晶体。本专利技术用相关的以下实施例1-8更详细的解释，其中实施例1-2 表示甲醛和乙醛的摩尔比为5.0:1.0，实施例3-5表示甲醛和乙醛的摩尔比为6. 0: 1. 0，实施例6-8表示曱醛和乙醛的摩尔比为9. 0: 1. 0。实施例1季戊四醇通过摩尔比为5. 0: 1. 0的甲醛和乙醛之间的反应制备。 然后将3.08重量份的乙醛加入到含有10.51重量份甲醛的水溶液和 7.47重量份含有45%氢氧化钠的水溶液中。水乙醛的摩尔比为66: 1。 反应是放热的且允许温度升高到501C。反应混合物用甲酸中和到pH 值为5.7。按照乙醛计算季戊四醇的产率为大约90%，其对应于8.58重量份的季戊四醇。将反应混合物蒸发到62w"的干燥度并且之后冷却到35X:。由此形成的季戊四醇晶体分离出来。将剩余的工艺溶液单独处理以析出额 外的季戊四醇和甲酸钠。将季戊四醇晶体溶于包含季戊四醇的水基母液中的清澈温暖的溶 液到45w"的干燥度。溶液通过活性煤处理并且然后进行离子交换而 纯化。之后将溶液冷却到84t:,单季戊四醇的晶体沉淀。将晶体分离 出来，干燥后获得2. 15重量份具有99. 5%纯度的单季戊四醇。这对 应于获得的季戊四醇总量的25%。纯度通过气相色镨测量。将构成6. 43重量份的剩余量的季戊四醇处理为工业季戊四醇。实施例2重复根据实施例1的方法，不同之处在于将季戊四醇的晶体溶于 包含季戊四醇的水基母液中的清澈温暖的溶液到55wt。/i的干燥度，且 溶液在纯化步骤之后冷却到90t:。由此获得的纯净季戊四醇的量对应 于获得的季戊四醇总量的40%。实施例3季戊四醇通过摩尔比为6. 0: 1. G的甲醛和乙眵之间的反应制备。 然后将3. 08重量份的乙醛加入到含有12.61重量份甲醛的水溶液和 7. 47重量份含有45%氢氧化钠的水溶液中。水乙醛的摩尔比为64: 1。反应是放热的且允许温度升高到50t:。反应混合物用甲酸中和到pH 值为5.7。按照乙醛计算季戊四醇的产率为大约92%，其对应于8. 76 重量份的季戊四醇。将反应混合物蒸发到62wt^的干燥度，并且之后冷却到35t:,由 此形成的季戊四醇晶体分离出来。将剩余的工艺溶液单独处理以析出额外的季戊四醇和曱酸钠。将季戊四醇晶体在包含季戊四醇的水基母液中的清澈温暖的溶液中到45w"的千燥度。溶液通过活性煤处理并且然后进行离子交换而 纯化。之后将溶液冷却到70C且单季戊四醇的晶体沉淀出来，干燥后 获得5.43重量份具有99. 6%纯度的单季戊四醇。这对应于获得的季 戊四醇总量的62%。将构成3. 43重量份组成余量的季戊四醇处理为工业季戊四醇。实施例4重复根据实施例3的方法，不同之处在于将季戊四醇的晶体在包 含季戊四醇的水基母液中的清澈温暖的溶液中到55wt。/。的干燥度，且 溶液在纯化步骤之后冷却到78X:。由此获得的纯净季戊四醇的量对应 于获得的季戊四醇总量的66%。实施例5重复根据实施例3的方法，不同之处在于将季戊四醇的晶体在包 含季戊四醇的水基母液中的清澈温暖的溶液中到35wty。的干燥度，且 溶液在纯化步骤之后冷却到62匸。由此获得的纯净季戊四醇的量对应 于获得的季戊四醇总量的55%。实施例6季戊四醇通过摩尔比为9. 0: 1. 0的甲醛和乙醛之间的反应制备。 然后将3.08重量份的乙醛加入到含有18.92重量份甲醛的水溶液和 7. 47重量份含有45 %氢氧化钠的水溶液中。水乙醛的摩尔比为59: 1。反应是放热的且允许温度升高到50"C。反应混合物用曱酸中和到pH 值为5.7。按照乙醛计算季戊四醇的产率为大约93%,其对应于8.86 重量份的季戊四醇。将反应混合物蒸发到62w"的干燥度，并且之后冷却到351C。由 此形成的季戊四醇晶体分离出来。将剩余的工艺溶液单独处理以析出 额外的本文档来自技高网...

【技术保护点】
制备高纯度单季戊四醇的方法，其中将甲醛与乙醛在水溶液中在强碱性氢氧化物，优选碱金属氢氧化物或碱土金属氢氧化物的存在下，在５－１０∶１，优选６－９∶１的甲醛：乙醛摩尔比下反应，然后将反应混合物中和，其特征在于将获得的反应混合物蒸发到５０－７０ｗｔ％的干燥度并且之后冷却；将由此形成的季戊四醇晶体分离出来，优选通过带式过滤器或离心机分离出来，和溶于包含季戊四醇的含水母液中到３５－５５ｗｔ％的干燥度；在纯化步骤中处理该溶液，然后将高纯度的单季戊四醇在４０－９０℃，优选４５－８０℃的温度下结晶并与剩余的母液分离，将所述剩余的母液再循环到上述步骤。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：HA本特松，LH尼曼，
申请(专利权)人：佩什托普特殊化学股份公司，
类型：发明
国别省市：SE[瑞典]