[发明专利]一种对叔丁基苯甲酸的合成工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种有机中间体的合成工艺，具体而言涉及一种对叔丁基苯甲酸的制备工艺。

背景技术

对叔丁基苯甲酸(PTBA)是一种重要的有机合成中间体。可用作聚丙烯成核剂、生产醇酸树脂改性剂、其胺盐可用作防腐剂、其钡盐、钠盐、锌盐可用作润滑油添加剂，也是生产对叔丁基苯甲酸甲酯的主要原料。

PTBA的生产方法主要有电化学氧化法、高温气相氧化法、低温液相氧化法。电化学氧化法污染小、收率低于30％，不适于大规模工业生产。高温气相氧化法反应温度高达420℃，虽然对叔丁基甲苯(PTBT)转化率高达97％，但由于副产物过多，生成PTBA的选择性低于65％而很少被采用。目前生产采用的多为低温液相氧化法。

例如日本专利JP昭60-19736公开了一种制备p-叔丁基苯甲酸的方法，在特定条件下用分子氧氧化p-叔丁基甲苯，用水使反应产物液分层，通过蒸馏从油层中分离所产生的醛，通过结晶从剩余物中分离出目标的苯甲酸衍生物。用含有O₂的气体氧化p-叔丁基甲苯是在乙酸溶剂中在含有钴化合物和溴化合物的催化剂存在下进行的，向反应产物液中加入的水量足以导致相分离。但该方法所用的溶剂量比较大，增加了反应完成后乙酸的回收步骤，另外溶剂乙酸的存在对反应器材质的要求很高。

德国专利DE3440407A也公开了一种制备p-叔丁基苯甲酸的方法，包括使叔丁基甲苯与含氧气体在5～80bar下，在基于叔丁基甲苯计0.2～2wt.％，优选0.3～0.7wt.％乙酸，0.1～1.5wt.％，优选0.2～0.6wt.％的Co(以合适的化合物形式)和少于0.22，优选0.2wt.％的Br(以合适的化合物形式)存在下进行反应。意图通过控制溴和水含量来获得纯净产物。此外，介质中乙酸含量低，催化剂循环使用，使得工艺得到简化，而且溴含量降低也减少了乙酸的腐蚀。但此法获得产品的色度不好，乙酸的量虽然受到控制，但不利于催化剂的回收利用，并且依然存在腐蚀问题。

中国专利申请CN101648866A公开了一种叔丁基苯甲酸的制备工艺，在获得叔丁基甲苯后，将其与醋酸钴和溴化物组成的催化剂加入反应釜，升温并通入氧气，得到对叔丁基苯甲酸粗品，经活性炭、硅藻土脱色，结晶，干燥即得对叔丁基苯甲酸。但该方法用的催化剂为醋酸钴和溴化钠的复合催化剂，在生产过程中有溴化物存在，后处理难以处理；使用活性炭、硅藻土脱色，工艺步骤复杂，产品PTA残留量较大，会对后续对叔丁基苯甲酸甲酯的生产带来麻烦。

因此，依然需要一种简单易行的制备和纯化对叔丁基苯甲酸的工艺方法，以提供高品质的对叔丁基苯甲酸。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够生产高品质对叔丁基苯甲酸的合成工艺，为此提供一种制备叔丁基苯甲酸的方法，以反应物自身为溶剂液相氧化对叔丁基甲苯来合成对叔丁基苯甲酸，避免了醋酸溶剂，克服了催化剂溶出以及腐蚀设备的缺陷；调整催化剂成分，使其在本发明的反应体系中充分发挥催化作用；改进后处理方式，放弃传统的活性炭、硅藻土脱色方法，采用水洗方法，去除催化剂带来的颜色，并将各步骤的母液或洗涤水循环套用。

本发明人研究发现，通过包括如下步骤的合成工艺，能够获得高品质的对叔丁基苯甲酸：

步骤1)，将对叔丁基甲苯和醋酸钴加入到反应釜中，通入含氧气体，温度在150～155℃引发并进行氧化反应0.25～2小时，然后在135～145℃继续反应5小时以上，得到对叔丁基苯甲酸粗品；

步骤2)，将对叔丁基苯甲酸粗品进行降温析晶、离心甩干，用对叔丁基甲苯进行打洗，得到离心粗品；

步骤3)，将离心粗品加入到溶解釜中，加入甲苯升温溶解，热过滤去除杂质，加入水洗涤，转料至重结晶釜进行降温析晶，离心，用甲苯打洗，干燥后得到对叔丁基苯甲酸成品。

以下具体描述本发明。

在本发明的步骤1中，将对叔丁基甲苯和醋酸钴加入到反应釜中，通入含氧气体，温度在150～155℃引发并进行氧化反应0.25～2小时，然后在135～145℃继续反应5小时以上，得到对叔丁基苯甲酸粗品。

根据本发明的技术方案，在步骤1中，含氧气体可以是纯氧气，也可以是含有氧气的气体混合物，如空气。

催化剂醋酸钴的加入量一般是反应物对叔丁基甲苯重量的0.1～1.0％，优选0.2～0.8％，更优选0.3～0.5％。