專利名稱：由乙二醇制備羥基乙酸的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制備羥基乙酸的方法，特別涉及以乙二醇為原料通過(guò)氧化和歧化反應(yīng)制備羥基乙酸的方法。
背景技術(shù)：
羥基乙酸以往主要被用于制造鍋爐清垢劑、清洗劑、皮革鞣劑和用作金屬離子的鰲合劑等。近年來(lái)被廣泛用作化妝品和外用藥品的皮膚外用劑，由于羥基乙酸分子量較小， 可有效地滲透皮膚毛孔，以及有非常好的保濕作用，故廣受醫(yī)學(xué)和美容界的推崇。由羥基乙酸制備的聚羥基乙酸以及羥基乙酸和乳酸的共聚物具有優(yōu)異的可生物降解性與生物相容性，可以在體內(nèi)通過(guò)降解代謝成二氧化碳和水排出體外，故可用于制備體內(nèi)埋植型緩釋藥物系統(tǒng)、埋植型修復(fù)器械、生物吸收外科縫合線、人造骨胳和器官材料等，羥基乙酸在該領(lǐng)域的應(yīng)用研究發(fā)展也極為迅速。隨著羥基乙酸的用途愈來(lái)愈多地向醫(yī)學(xué)美容等領(lǐng)域拓展， 對(duì)產(chǎn)品的品質(zhì)要求也愈來(lái)愈高，如純度，特別是產(chǎn)品中對(duì)人體有害雜質(zhì)的含量有了更高的要求。較早的羥基乙酸制備方法包括氯乙酸在氫氧化鈉的存在下進(jìn)行堿式水解反應(yīng)，如日本專利公開特開昭62-77349所介紹的，其缺點(diǎn)是反應(yīng)產(chǎn)物中存在的氯離子很難從產(chǎn)品中分離除凈。利用甲醛與氰氫酸反應(yīng)生成羥基乙腈，然后羥基乙腈再經(jīng)酸式水解得到羥基乙酸，如美國(guó)專利US 3，867，440所介紹的，在催化劑亞硫酸或亞磷酸的存在下羥基乙腈經(jīng)水解后得到羥基乙酸。由于產(chǎn)物為有機(jī)酸，與催化劑無(wú)機(jī)強(qiáng)酸的分離顯然非常困難。因產(chǎn)品中易殘存較多的氯離子或無(wú)機(jī)酸等雜質(zhì)，以上已有方法制得的羥基乙酸無(wú)法應(yīng)用于醫(yī)學(xué)美容等領(lǐng)域或作為聚合單體。近年應(yīng)用較廣的羥基乙酸工業(yè)化制備方法為乙二醛經(jīng)歧化反應(yīng)得到羥基乙酸，典型的如日本專利公開特開昭6-3M20所記載的。相對(duì)而言，乙二醛歧化法得到的羥基乙酸能獲得較高的產(chǎn)品純度，產(chǎn)品的應(yīng)用范圍更加廣泛。然而，現(xiàn)有技術(shù)中乙二醛通常由乙二醇通過(guò)氧化反應(yīng)來(lái)制得，本質(zhì)上現(xiàn)有的乙二醛歧化法制羥基乙酸是以乙二醇為原料通過(guò)兩步法來(lái)制備，故其缺點(diǎn)是流程較長(zhǎng)。另外，乙二醇氧化制乙二醛一般采用高溫氣相反應(yīng)，加之催化劑采用純銀等貴金屬，反應(yīng)收率則并不理想，一般僅為60%左右，因此生產(chǎn)成本很高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種一步法直接由乙二醇制備羥基乙酸的方法，相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)， 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是以更為簡(jiǎn)短的流程和更高的收率由乙二醇直接制得羥基乙酸，且反應(yīng)產(chǎn)物易于精制提純，從而得到純度高、雜質(zhì)含量低的高品質(zhì)羥基乙酸。以下是本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題的具體技術(shù)方案—種由乙二醇制備羥基乙酸的方法，該方法包括乙二醇在溶劑和催化劑的存在下，在氧氣氣氛中進(jìn)行反應(yīng)制得羥基乙酸。溶劑為水，催化劑包括V2O5和AI2O3。乙二醇與水的投料重量比為1.0 8.0)；催化劑的用量以乙二醇為基準(zhǔn)，V2O5的用量為0.2 1. 8wt%0, Al2O3的用量為0. 3 2. Iwt% ；反應(yīng)壓力為0. 20 0. 50MPa,反應(yīng)溫度為120 155°C，反應(yīng)時(shí)間為2. 0 5. 0小時(shí)。上述乙二醇與水的投料重量比最好為1. 0 (5. 5 6. 5)；催化劑的用量中，V2O5 的用量最好為0. 3 0. 6wt%0, Al2O3的用量最好為0. 4 0. 8wt%0。上述反應(yīng)壓力最好為0. 35 0. 45MPa ；反應(yīng)溫度最好為145 155°C ；反應(yīng)時(shí)間最好為3. 5 4. 5小時(shí)。在本發(fā)明中，乙二醇在溶劑和催化劑的存在下大部分按下式進(jìn)行氧化反應(yīng)直接生成羥基乙酸
權(quán)利要求
1.一種由乙二醇制備羥基乙酸的方法，該方法包括乙二醇在溶劑和催化劑的存在下， 在氧氣氣氛中進(jìn)行反應(yīng)制得羥基乙酸，溶劑為水，催化劑包括V2O5和Al2O3 ；乙二醇與水的投料重量比為1.0 8.0)；催化劑的用量以乙二醇為基準(zhǔn)，V2O5的用量為0.2 1. 8wt%0, Al2O3的用量為0. 3 2. Iwt% ；反應(yīng)壓力為0. 20 0. 50MPa,反應(yīng)溫度為120 155°C，反應(yīng)時(shí)間為2. 0 5. 0小時(shí)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的由乙二醇制備羥基乙酸的方法，其特征在于所述的乙二醇與水的投料重量比為1.0 (5. 5 6. 5)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的由乙二醇制備羥基乙酸的方法，其特征在于所述的V2O5的用量為 0. 3 0. 6wt%。。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的由乙二醇制備羥基乙酸的方法，其特征在于所述的Al2O3的用量為0. 4 0. 8wt%0o
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的由乙二醇制備羥基乙酸的方法，其特征在于所述的反應(yīng)壓力為 0. 35 0. 45MPa。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的由乙二醇制備羥基乙酸的方法，其特征在于所述的反應(yīng)溫度為 145 155°C。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的由乙二醇制備羥基乙酸的方法，其特征在于所述的反應(yīng)時(shí)間為3. 5 4. 5小時(shí)。
全文摘要
一種由乙二醇制備羥基乙酸的方法，包括乙二醇在溶劑和催化劑的存在下，在氧氣氣氛中進(jìn)行反應(yīng)制得羥基乙酸。溶劑為水，催化劑包括V2O5和Al2O3；乙二醇與水的投料重量比為1.0∶(4.0～8.0)；催化劑的用量以乙二醇為基準(zhǔn)，V2O5的用量為0.2～1.8wt‰，Al2O3的用量為0.3～2.1wt‰；反應(yīng)壓力為0.20～0.50MPa，反應(yīng)溫度為120～155℃，反應(yīng)時(shí)間為2.0～5.0小時(shí)。本發(fā)明工藝流程簡(jiǎn)短，經(jīng)一步即實(shí)現(xiàn)由乙二醇直接制得羥基乙酸。所用的催化劑價(jià)格低廉且效果良好，乙二醇的轉(zhuǎn)化率和羥基乙酸的選擇性均非常理想，反應(yīng)產(chǎn)物也易于精制提純，從而能獲得品質(zhì)優(yōu)良的高純度羥基乙酸產(chǎn)品。
文檔編號(hào)C07C59/06GK102153460SQ201110036689
公開日2011年8月17日 申請(qǐng)日期2011年2月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月12日
發(fā)明者朱學(xué)文, 林真意, 舒建生, 陳建華 申請(qǐng)人:上海多綸化工有限公司