[发明专利]3-羟基丙酸酯的生产方法

说明书

本发明涉及3‑羟基丙酸酯的生产方法，主要解决现有技术中催化剂制备复杂、活性不高的问题。本发明通过采用生产3‑羟基丙酸酯的方法，钴盐、配体以及助催化剂存在下，环氧乙烷、合成气和醇，反应得到3‑羟基丙酸酯；其中，所述钴盐为磷酸钴、硫酸钴、醋酸钴、氯化钴、碳酸钴、硝酸钴、氢氧化钴、氧化钴、草酸钴中的一种，所述配体为含N配体，所述助催化剂为金属粉末或载体负载金属单质的技术方案，较好地解决了该技术问题，可用于3‑羟基丙酸酯的工业生产中。

技术领域

本发明涉及一种3-羟基丙酸酯的生产方法，具体来说，涉及一种以环氧乙烷和合成气为原料制备3-羟基丙酸酯的方法。

背景技术

1,3-丙二醇是一种重要的有机精细化学品，可用作生产防冻剂、增塑剂、防腐剂和乳化剂的原料，也广泛应用于食品、化妆品和制药等行业，其最重要的应用是作为单体合成聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)聚酯纤维，与常用的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)和聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)纤维相比，PTT纤维既具有耐光性、吸水少、稳定性好等优良性能，同时又具有回弹性好，易生物降解和对环境污染小等优点，具有广泛的应用前景，是目前研究和开发的焦点。

3-羟基丙酸酯是合成1,3-丙二醇的关键中间体，其在适宜的条件下氢化即可得到1,3-丙二醇。3-羟基丙酸酯可由环氧乙烷羰化反应制备，其合成反应表示如下：

专利US 4973741公开了使用贵金属铑催化剂和三苯基膦配体，环氧乙烷氢甲酯化合成3-羟基丙酸甲酯，但是反应需要14MPa的高压，而且环氧乙烷转化率和目标产物的选择性较低。

专利US 6191321公开了使用Co₂(CO)₈/1,10-邻菲啰啉的催化剂体系，甲基叔丁基醚为溶剂，在90℃，7.8MPa的条件下反应18小时，环氧乙烷转化率仅为11％，目标产物3-羟基丙酸甲酯的选择性为74％。

专利US 6521801公开了以钴盐为催化剂，含氮杂环化合物为配体，在一氧化碳压力为6MPa，反应温度为75℃的反应条件下，环氧乙烷转化率为94％，目标产物3-羟基丙酸甲酯的选择性为78％。

专利CN 101020635A公开了以钴盐为催化剂，吡啶、喹啉及其各自衍生物为配体，碱或碱土金属盐为促进剂，压力为3.0～7.0MPa，反应温度为50～100℃，反应时间3～5小时，目标产物3-羟基丙酸甲酯的选择性80％。

综上所述，现有技术使用的钴盐催化剂往往是羰基钴，羰基钴不仅价格昂贵，而且存在催化剂毒性大，对空气敏感，储存不便的缺点。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是催化剂制备复杂，反应性能差等问题，提供一种新的3-羟基丙酸酯的生产方法，该方法具有催化剂简单、性质稳定、成本低廉、反应性能好，以及反应温和的优点。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

3-羟基丙酸酯的生产方法，包括如下步骤：钴盐、配体以及助催化剂存在下，环氧乙烷、合成气和醇反应得到3-羟基丙酸酯。

上述技术方案中，优选地，所述钴盐为磷酸钴、硫酸钴、醋酸钴、氯化钴、碳酸钴、硝酸钴、氢氧化钴、氧化钴或草酸钴，或其各自水合物中的一种。

上述技术方案中，优选地，所述配体为含N配体，更优选地，所述配体为三乙胺、吡啶、喹啉、咪唑、2-羟基吡啶、3-羟基吡啶、4-羟基吡啶中的一种。

上述技术方案中，优选地，所述助催化剂为金属还原剂，更优选地，所述助催化剂为镁粉、锌粉、铝粉、钯粉、金粉、铂粉或各自载体负载金属单质中的一种，所述载体是无机惰性载体，较为优选地，所述无机惰性载体包括活性炭、二氧化硅、氧化铝、分子筛。

上述技术方案中，优选地，所述醇为一元醇。