[其他]制备羧酸盐的方法

说明书

本发明涉及由伯醇制备羧酸盐的过程。

由美国专利说明书第3，708，533号可知，从氨基醇制备氨基羧酸盐，可采用上述醇与碱金属氢氧化物，在含有ⅡB族或Ⅷ族金属的催化剂上相接触的方法。较好的催化剂包括镉、锌、钯或镍。最好的是氧化镉。已知的制备方法是在压力约为9.5至122巴和温度范围为199至288℃下实现的。

因此，已知的方法只能应用于氨基醇，而且要求高压和较高的温度。

令人惊奇的是，现已发现，在强碱条件下使用含铂催化剂，不仅能使氨基醇，而且能使许多伯醇，转化为羧酸盐。此外，使用含铂催化剂（而不是含任何其它Ⅷ族金属的催化剂）能在压力和温度比已知制备方法所常用的压力和温度均低的条件下，实现转化反应。

因此，本发明涉及一种制备羧酸盐的过程。在该过程中，将具有至少一个伯醇基的化合物在温升下，在含有至少一种碱金属和/或碱土金属氢氧化物的水溶液中与含铂催化剂接触。

在本发明过程中用作原料的含伯醇基化合物包括碳原子数1到20的、具有一个或多个羟基的有机化合物。例如，合适的醇如甲醇、乙醇、正丙醇、正丁醇、正戊醇、乙二醇和丙二醇。像三乙醇胺之类的氨基醇也非常适合作原料。当铂催化剂用于仲醇时不发生反应，尽管在某些情况下会生成酮并引起副反应。

本过程中所用的催化剂可以只含铂，但是这样的催化剂不仅费用特高，而且还有催化剂活性比表面积较低的缺点。用增大铂表面（例如利用通常所说的铂针状单晶，即像英国专利说明书第703，460号所介绍的那种金属丝状结晶）的方法，可以避免后面这个缺点。不过在本发明的过程中最好是使用在载体上含有铂的催化剂。虽然该载体可以是经常用作催化剂载体的那些材料中的一种，但是其对所用的强碱条件必须基本上是惰性的。最好的载体是碳。高比表面积的活性碳可制得高活性的催化剂。合适的活性碳比表面积为从40到400平方米/克。具有载体的催化剂的铂含量可以在宽范围内变化。铂含量低于0.1%（重量）（按铂和载体的总量计算）的催化剂活性太低，以至不能付诸实用;反之，铂含量超过20%（重量），则催化剂费用高，而活性又无明显提高。因此，催化剂的铂含量以0.1至20%（重量）为宜（按铂和载体的总量计算）。最好的催化剂是铂含量为0.5至15%（重量）的催化剂。

催化剂用量可以在宽范围内变化。甚至痕量催化剂也能对反应产生明显的效果。当加大催化剂用量时，反应速度变得更快，因此，对于确定催化剂用量的上限，从经济方面考虑要比化学方面考虑得更多些。对于大多数实用的场合，催化剂用量范围为0.05至5%（重量）（对含伯醇基化合物的铂量）。

铂催化剂的活性可用最佳反应条件来表示。先前工艺过程的反应温度必须超过199℃，而本发明过程的反应温度可以低至80℃（最好是90至170℃）。用将反应混合物加热到回流温度的方法，能很容易地使反应温度在上述范围内。该过程最好在没有外压的情况下实现。压力可低至常压。当然也可以在提高压力（例如达到50巴）的条件下实现本过程。但是因反应混合物需要较昂贵的压力容器，这将会增加不必要的投资费用。本过程在温度低于199℃和压力约为常压下操作的可能性，表明该过程比先前工艺过程要优越得多。

在制备羧酸盐过程中有氢气放出。应避免放出的氢气与空气中的氧气发生反应。因此本发明过程最好是在无氧气的气氛中进行。可以用一种惰性气氛（诸如氢气、氮气或氩气的气氛）代替反应混合物上方含有空气的气氛。从经济观点来看，将反应混合物放在氮气的气氛中是颇有利的，在反应进行过程中氮气被反应混合物中放出的氢气所置换。

本发明的制备过程是在氢氧化物的水溶液中实现的。倘若使用碱性盐（例如碳酸盐）而不用氢氧化物，结果只能是转化得少且慢。所用的氢氧化物可以是碱和/或碱土金属的氢氧化物，较好的是碱金属的氢氧化物，最好是氢氧化钠和氢氧化钾。这些氢氧化物价廉，水溶性又很好，甚至在高浓度情况下也是如此。金属氢氧化物的浓度最好是不低于15%（重量）（按水和金属氢氧化物的总量计算）。从实用观点来看，金属氢氧化物的浓度一般不宜超过80%，尽管也能够使用较高的浓度。甚至有可能在金属氢氧化物单独存在下进行反应，首先生成金属醇化物和水，由此产生含有水、醇化物和氢氧化物水溶液。接着，将发生氧化生成羧酸盐。但是在这种情况下，为了防止反应混合物变成固体，必须使用过量的伯醇，这就需要外加回收过量醇的分离步骤。

氢氧化物的用量，以使羟基离子对含伯醇基的化合物中羟甲基的比例在1∶1至15∶1的范围内为宜。