[发明专利]一种由环戊醇合成戊二酸的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种戊二酸的合成方法，特别涉及以环戊醇为原料，钨酸为催化剂，过氧化氢水溶液为氧化剂合成戊二酸的方法。

技术背景

戊二酸，又名胶酸、1,3-丙烷二羧酸，是一种重要的二元羧酸，也是重要的有机化工原料和中间体。戊二酸及其衍生物在化学、医药、建筑、农业等方面都有着广泛且重要的应用。在塑料工业中，戊二酸及其烷基酯类用做聚氯乙烯、聚酯、聚酰胺等增塑剂的中间体，也可作为聚氯乙烯的聚酯增塑剂的组成部分。聚戊二酸酯作为增塑剂，具有耐久性增塑作用，用于聚氯乙烯的制造。过氧戊二酸是脂肪二酸中常用的过氧化物之一，可用作合成高分子化合物的催化剂。戊二酸也可合成液态聚酯，用于改良PET纤维的分子结构，从而改进PET纤维的染色性，提高上染率。利用戊二酸配制粘合剂可广泛粘接纺织品、金属等。此外戊二酸及其酯也可用于聚酯多醇的合成，去垢剂的配制、含硫等烟道的洗涤等。在医药农业方面，由于戊二酸具有广谱杀菌能力，可用于配制各种杀菌消毒洗液和药品。戊二酸不但对寄生动植物身体组织上的细菌有杀灭作用，对植物病虫害也是较好的杀灭剂，可杀灭寄生于动物、植物上的细菌、昆虫等，也可防虫。以戊二酸为原料合成的过氧戊二酸也是高效的杀毒剂，在医疗方面也有人进行过研究。

目前，戊二酸一般由己二酸生产过程中的副产品二羧酸混合物中分离得到，由于己二酸工艺的改进，其副产的戊二酸已越来越少。因此，需要开发新型戊二酸的合成途径。CN1546452A公开了一种由戊二酸二甲酯制备戊二酸戊二酸的方法，以钨酸为催化剂，羧酸类有机配体为助催化剂，46~100℃下，使用27.5%，30%或50%的过氧化氢水溶液为氧化剂，催化氧化环戊烯合成戊二酸。戊二酸收率93~95%，纯度99.0%。CN101696162A公开了一种由戊二酸二甲酯制备戊二酸的方法，以强酸性苯乙烯阳离子交换树脂为催化剂，以戊二酸二甲酯和水为原料经水解催化反应制得戊二酸，戊二酸二甲酯转化率达85%以上。催化剂可回收利用。CN 1557798A公开了一种环境友好催化氧化1,2-环戊二醇合成戊二酸的方法，以钨酸为催化剂，60~100℃下，27.5~50%过氧化氢水溶液为氧化剂催化氧化1,2-环戊二醇合成戊二酸，戊二酸收率93-95%，纯度99.5%。CN 1560014A公开了一种环境友好催化氧化戊二醛合成戊二酸的方法，以钨酸为催化剂，60-100℃下，25-50%过氧化氢水溶液为氧化剂，催化氧化戊二醛合成戊二酸，戊二酸收率达97-98%，纯度99.0%。CN 101570479A公开了一种戊二醛氧化制备戊二酸的方法，以含Pd的负载型固体催化剂，空气为氧化剂，气-液-固三相间歇或连续反应的方式将戊二醛氧化为戊二酸，转化率约96%，选择性85%，收率>80%。

由此可见，传统的戊二酸的合成方法存在很多问题，比如原料昂贵、反应复杂，且很多原料有很大毒性，反应较危险，且存在环境污染等问题，从环保的角度出发，研究与开发新的戊二酸合成方法尤为必要。

发明内容

本发明公开了一种合成戊二酸的方法，以钨酸为催化剂，过氧化氢水溶液为溶剂，催化氧化环戊醇合成戊二酸，所要解决的问题是针对现有技术的不足，开发一种经济，绿色环保的戊二酸生产工艺。

以下是本发明的技术方案：

一种由环戊醇合成戊二酸的方法，包括将催化剂和助催化剂溶解在浓度为25%~50%的过氧化氢的水溶液中，再加入环戊醇，环戊醇经催化氧化生成戊二酸。所述的过氧化氢、催化剂、助催化剂与环戊醇的摩尔比为（4.0~5.0）：（0.01~0.03）：0.015：1，反应温度为60-100℃，反应时间为2-10小时。

上述过氧化氢与环戊醇物质的量比最好为（1.76~1.84）：0.4；

上述过氧化氢水溶液浓度最好为50%；

上述钨酸催化剂为黄钨酸，磷钨酸或者硅钨酸。

上述助催化剂为草酸、丙二酸、丁二酸或者戊二酸。

上述钨酸与环戊醇物质的量比最好为（0.006~0.008）：0.4；

上述反应温度最好为80~85℃，反应时间最好为6~8hr。

本发明的优点在于：一方面，双氧水作为一种绿色环保的氧化剂，最后生成物为水，不对环境造成污染，且可以提高戊二酸的收率。另一方面随着石油化工的迅速发展，乙烯裂解装置中副产C5馏分的量显著增加，环戊二烯资源日趋丰富，以C5馏分中的环戊二烯为原料，环戊二烯合成环戊醇的工艺日趋成熟，催化氧化环戊醇制备戊二酸，也是C5资源综合利用的良好途径之一。