本发明专利技术属于精细化工中间体合成技术领域,具体是指一种肉桂醛催化氧化制备肉桂酸的工业化合成新工艺。其步骤是：（A）向反应釜中按质量比为（8～40）：180：（1.1～2.2）投入氢氧化钠、纯净水、催化剂混合溶液，搅拌，通入纯氧，向混合液中适速滴加肉桂醛，生成肉桂酸钠，静置10～40min后，使催化剂沉降；（B）将步骤(A)得到的肉桂酸钠溶液导出，在温度为70～80℃下酸析，保持反应15～40min后自然冷却至室温，即得肉桂酸。所述催化剂为纳米银粒子。本发明专利技术首次采用无载体纳米银粒子催化剂，解决了催化剂中毒、易脱落、损耗大等难题，简化了生产工艺，大幅降低生产成本，且收率高，实现工业化批量生产。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于精细化工中间体合成
，具体是指一种肉桂醛催化氧化制备肉桂酸的工业化合成新工艺。
技术介绍
肉桂酸是一种非常重要的化工原料，广泛用于医药、香料、食品添加剂、塑料和感光材料等领域，国内非常短缺。目前肉桂酸合成方法有Perkin法、苯乙烯-四氯化碳法、1，3，3，3-四氯代苯丙烷水解法以及肉桂醛催化氧化法。Perkin法即苯甲醛与乙酐在无水醋酸钠(钾)的催化作用下制备肉桂酸。由于该 工艺副反应多、产率低，污染严重，该方法现已被淘汰。苯乙烯-四氯化碳法是以苯乙烯和四氯化碳为原料经氧化铜催化加成生成1，3，3，3-四氯代苯丙烷，然后在碱性条件下，1，3，3，3-四氯代苯丙烷发生水解消去反应生成肉桂酸。该工艺中，第一步反应的副反应多，容易发生苯乙烯自身聚合，通常1，3，3，3-四氯代苯丙烷的收率只有80%左右，而且四氯化碳污染严重，使得该法没有实用价值。国内某企业将1，3，3，3-四氯代苯丙烷水解法申请了专利，专利申请号为201210007585. 0，该法反应条件简单，副反应少，公开的收率到达96. 11%。该法实质是苯乙烯-四氯化碳法的第二步反应，原料1，3，3，3-四氯代苯丙烷需要利用苯乙烯和四氯化碳合成，与苯乙烯-四氯化碳法一样难以实现工业化生产。《石油化工》2002年31卷第11期报道了一篇以肉桂醛为原料，Ag/C作催化剂制备肉桂酸的文献。该法合成的肉桂酸收率较高，对环境无污染。但容易发生催化剂脱落、银的损耗较大，催化剂需要过滤回收，工艺较为繁琐。而且由于Ag/C催化剂中的载体碳为非极性吸附剂，容易大量吸附肉桂醛，造成银被肉桂醛完全包裹而发生催化剂中毒。因此，在工艺控制上，肉桂醛的滴加速度必须2ml/min以下，这使得该法根本无法实现肉桂酸的工业化生产。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有技术中存在的不足，提供一种肉桂醛催化氧化制备肉桂酸的工业化合成新工艺。为实现上述专利技术目的，本专利技术肉桂醛催化氧化制备肉桂酸的工业化合成新工艺，包含以下步骤 (A)向反应爸中加入氢氧化钠、纯净水、催化剂搅拌混合，氢氧化钠、纯净水、催化剂的质量比为(8 40):180 (1. I 2. 2)，通入纯氧5 IOmin后，向混合液中滴加肉桂醛，肉桂醛的滴加速度控制在30 60mL/min，滴加时间为40 80min，滴加过程中继续通氧搅拌30 60min，搅拌速度200 800r/min，氧气流速5 15m3/h，温度为40 60°C，反应釜内的压力小于4. 5atm，待反应完毕，静置10 40min，使催化剂沉降，实现反应生成的肉桂酸钠溶液与催化剂在反应釜内分离；所述催化剂为纳米银粒子，其制备步骤为先将硝酸银与纯净水按质量比=17 :(36 45)混合溶解，再加入氢氧化钠溶液调节pH至10 12，向溶液中滴加甲醛，滴加过程中进行超声波震荡，甲醛与硝酸银的质量比为(54 78): 170，滴加时间为20 35min，搅拌0. 5 lh，过滤，水洗，烘干，即得纳米银粒子催化剂； (B)将步骤(A)得到的肉桂酸钠溶液导入另一反应装置中，在温度为70 80°C下酸析，酸的浓度在5 35%之间，酸液与反应液的质量比为(I. 2 2. 5): 1，保持反应15 40min后自然冷却至室温，待晶体析出离心，固形物用水反复冲洗，直至废液的PH为5 7，烘干，即得肉桂酸。为了解决催化剂中毒和肉桂醛氧化不充分的问题，本专利技术采用滴加法，即将肉桂醛以30 60mL/min的速度滴加到反应液中，并以200 800r/min的速度搅拌，使肉桂醛、氧气以及催化剂充分接触，大幅提高反应速度和转化率，肉桂酸的总收率达95. 8%。为了解决Ag/载体催化剂在高温条件下易脱落、损耗大的问题，本专利技术采用纳米银粒子催化剂，无需载体吸附，不受温度影响，催化效率大幅提升，而且能重复使用48 55 次。为了解决液相反应体系中催化剂回收繁琐问题，本专利技术采用改进的反应釜，即在距离罐底10 30cm处设置口径0 15 30cm导液管。反应结束后，静置10 40min，使催化剂沉降，开启导液管阀，使反应液流出，实现反应液与催化剂在反应釜内分离，既简化了生产工艺，节省了生产成本，又减少了因繁琐步骤而造成的催化剂损失。本专利技术步骤(B)中，所述酸为硫酸、盐酸、醋酸、磷酸、硝酸中的一种或几种。选择合适的酸析条件既提高了肉桂酸的收率，又提高了肉桂酸的纯度，工艺改进后生产的肉桂酸纯度在99%以上。此外，本专利技术在反应过程控制上也进行了改进。由于醛氧化反应是一个剧烈的放热过程，同时为了保证肉桂醛氧化充分，需要通入大量氧气，造成反应釜内压力大幅上升，容易发生爆炸，因此该过程对设备要求极高。本专利技术在反应过程中一方面采取冷却措施，控制反应温度；另一方面在反应釜上加装压力控制装置，当体系压力达到4. 5atm时，自动开阀并回收釜内氧气，维持压力基本稳定，既减轻了设备损耗，又提高了生产过程的安全性。本专利技术的有益效果本专利技术提供一种成本低、收率高、对环境无污染的肉桂酸工业化生产新工艺，即用肉桂醛为起始原料，纯氧作氧化剂，纳米银粒子为催化剂，合成制备肉桂酸的新工艺。本专利技术反应时间短，使用的催化剂无须过滤，且可重复使用，提高催化剂使用寿命，解决了催化剂中毒、易脱落、损耗大等难题，简化了生产工艺，显著地提高收率，大幅降低生产成本，实现工业化批量生产。具体实施例方式下面结合具体实施例进一步阐述本专利技术。以下实施例仅是用于对本专利技术的进一步具体描述，而不是用于对本专利技术要求保护范围的限定。实施例I (A)向反应爸中加入氢氧化钠、纯净水、催化剂搅拌混合，氢氧化钠、纯净水、催化剂的质量比为8 :180 :2. 2，通入纯氧5min后，向混合液中滴加肉桂醛，肉桂醛的滴加速度控制在30mL/min,滴加时间为80min,滴加过程中继续通氧搅拌30min,搅拌速度200r/min,氧气流速5m3/h，温度为40°C，反应釜内的压力3. 5atm,待反应完毕，静置25min，使催化剂沉降，实现反应生成的肉桂酸钠溶液与催化剂在反应釜内分离； 所述催化剂为纳米银粒子，其制备步骤为先将硝酸银与纯净水按质量比=17 36混合溶解，再加入氢氧化钠溶液调节PH至10，向溶液中滴加甲醛，滴加过程中进行超声波震荡，甲醛与硝酸银的质量比为54 :170，滴加时间为20min，搅拌0. 5h，过滤，水洗，烘干，即得纳米银粒子催化剂； (B)将步骤(A)得到的肉桂酸钠溶液导入另一反应装置中，在温度为70°C下酸析，酸的浓度在15%，酸液与反应液的质量比为2. 5:1，保持反应15min后自然冷却至室温，待晶体析出离心，固形物用水反复冲洗，直至废液的PH为5，烘干，即得肉桂酸。实施例2 (A)向反应爸中加入氢氧化钠、纯净水、催化剂搅拌混合，氢氧化钠、纯净水、催化剂的质量比为40 :180 :1. 1，通入纯氧IOmin后，向混合液中滴加肉桂醛，肉桂醛的滴加速度控制 在40mL/min,滴加时间为60min,滴加过程中继续通氧搅拌40min,搅拌速度500r/min,氧气流速10m3/h，温度为50°C，反应釜内的压力3. Oatm，待反应完毕，静置40min，使催化剂沉降，实现反应生成的肉桂酸钠溶液与催化剂在反应釜内分本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种肉桂醛催化氧化制备肉桂酸的工业化合成新工艺，其特征在于包含以下步骤：（A）向反应釜中加入氢氧化钠、纯净水、催化剂搅拌混合，氢氧化钠、纯净水、催化剂的质量比为（8～40）：180：（1.1～2.2），通入纯氧5～10min后，向混合液中滴加肉桂醛，肉桂醛的滴加速度控制在30～60mL/min，滴加时间为40～80min，滴加过程中继续通氧搅拌，搅拌速度200～800r/min，氧气流速5～15m3/h，温度为40～60℃，反应釜内的压力小于4.5atm，待反应完毕，生成肉桂酸钠，反应完成后，静置10～40min，使催化剂沉降，实现肉桂酸钠溶液与催化剂在反应釜内分离；所述催化剂为纳米银粒子，其制备步骤为：先将硝酸银与纯净水按质量比=17：（36～45）混合溶解，再加入氢氧化钠溶液调节pH至10～12，向溶液中滴加甲醛，滴加过程中进行超声波震荡，甲醛与硝酸银的质量比为（54～78）：170，滴加时间为20～35min，搅拌0.5～1h，过滤，水洗，烘干即得纳米银粒子催化剂；（B）将步骤（A）得到的肉桂酸钠溶液导入另一反应装置中，在温度为70～80℃下酸析，酸的浓度在5～35%之间，酸液与反应液的质量比为（1.2～2.5）:1，保持反应15～40min后自然冷却至室温，待晶体析出离心，固形物用水反复冲洗，直至废液的PH为5～7，烘干，即得肉桂酸。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：叶思，叶传发，朱如慧，
申请(专利权)人：湖北远成药业有限公司，
类型：发明
国别省市：
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