[发明专利]一种2-甲基-2-戊烯酸的生产方法

说明书

技术领域

本发明属于精细化工领域，特别是关于香精的生产方法，涉及2-甲基-2-戊烯酸的生产工艺。

背景技术

2-甲基-2-戊烯酸又称“草莓酸”，草莓酸具有甜的桨果样香气与香味，草莓香味尤为丰富，广泛用于食用香精。2-甲基-2戊烯酸有两种异构体，反式异构体的香气好。它的生产方法主要以丙醛为原料：

迄今，已知2-甲基-2-戊烯酸的生产工艺主要有如下几种：

(1)美国专利US3162682(1959)公开了一种2-甲基-2戊烯酸的生产方法。

利用α、β-不饱和醛在银催化剂作用下发生歧化反应，生成α、β-不饱和醇及酸，方程式如下：

该反应所用的氧化剂氧化银较贵，使得生产成本高，且副反应较多，产品产率不高，因此工业生产没有竞争优势。

(2)E.Dalcanale等报道给出了以亚氯酸钠水溶液为氧化剂(E.Dalcanale，F.Montanari，J.Org.Chem.，1986，51(4)，567-569)，以乙腈为溶剂的反应方法。方程式如下：

该方法以大量的乙腈作为反应溶剂在工艺生产上不可行，因为乙腈具有一定毒性，且生产成本较高。

(3)郑庚修等以丙醛为原料，以KF为催化剂合成2-甲基-2-戊烯醛，以亚氯酸钠为氧化剂，异丙醚为溶剂合成草莓酸，总收率达76％(山东化工，2002，31，3～4)。该工艺改进了2-甲基-2-戊烯醛的合成方法，采用异丙醚作溶剂，虽然工艺简单，但生产成本偏高。

此外，还有空气氧化法，一般采用锰、钴和镍的醋酸盐作催化剂，但这种方法的转化率低，虽然未氧化的2-甲基-2-戊烯醛可以回收重新反应，但仍然会造成一定的损失，使得生产成本增加，实际工业生产应用没有明显优势。

随着人们生活水平的不断提高，草莓酸的市场需求在不断的扩大，市场的竞争也越激烈。因此，2-甲基-2-戊烯酸需要一种更具成本优势的的生产工艺。

发明内容

本发明的目的在于克服已有技术的缺点，提供一种操作简便、成本更低、污染更小的2-甲基-2-戊烯酸生产工艺。

本发明的构思是这样的：以丙醛为起始原料，先对其进行羟醛缩合，所得2-甲基-2-戊烯醛粗品直接用于下一步的氧化反应；在2-甲基-2-戊烯醛的氧化这一步，采用一定比例的亚氯酸钠水溶液作为氧化剂，用水取代有机溶剂，反应结束后，分出有机相进行减压蒸馏，水相可经污水处理。蒸馏所得的粗产品经过重结晶后就可得到纯的草莓酸产品。

根据上述构思，本发明的技术方案依次包括以下步骤：

(1)在5～40℃和pH为4.8～5.0的条件下，将丙醛滴加到0.25～0.75mol/L的氢氧化钠水溶液中进行缩合反应，其反应式为：

反应结束后取上层有机相，静置后直接用于下一步的氧化反应；

(2)先配好缓冲溶液，再在5～10℃下滴加氧化剂亚氯酸钠溶液，滴加完毕后，在室温下反应至结束。其反应式为：

反应结束后用经过稀释的酸进行酸化、分液，取有机相；

(3)减压精馏：采用常规减压蒸馏方法，将有机相进行减压蒸馏，收集馏分，即可得草莓酸粗品；

(4)重结晶：将粗品加热溶化后，加入30～40％的石油醚，冷却结晶，倒出上层母液，母液回收套用

上述步骤(1)氧化反应中各组分的用量为：丙醛∶氢氧化钠＝5～10.6∶1摩尔比，氢氧化钠水溶液的浓度为0.25～0.75mol/L。

上述步骤(2)中各组分的用量为：2-甲基-2戊烯醛∶H2O2∶NaClO2＝1∶1～1.2∶1～1.2摩尔比，反应时间为6～38h。优化的反应时间8h。

上述步骤(3)减压精馏时收集的馏分为：89～92℃/1mmHg。

本发明的工艺方法与现有工艺相比，具有如下显著的优点：

(1)反应条件温和，易于操作，且设备投资小；

(2)氧化反应不使用有机溶剂，而用水代替，既降低成本又环保；

(3)原料来源容易、生产周期短，后处理简单，产品纯度高，香气好。是一种较有前景的生产工艺。

具体实施方式

以下将通过实施例对本发明作进一步的阐述：

实施例一：