羥基乙酸的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種羥基乙酸的制備方法，該方法是將乙二醛水溶液和相轉(zhuǎn)移催化劑加入反應器中，在常溫下往反應器中加入氫氧化鈉飽和溶液后反應進行，通過后處理得到羥基乙酸。所述方法能在常溫下進行，產(chǎn)品純度較高，沒有副產(chǎn)物。
【專利說明】羥基乙酸的制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種羥基乙酸化合物的制備方法，更具體的說，涉及一種由乙二醛內(nèi) 歧化制備羥基乙酸的制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 羥基乙酸，又稱乙醇酸或甘醇酸，是分子結(jié)構(gòu)最簡單的α -羥基酸。羥基乙酸廣泛 應用于化學清洗、日用化工、生物醫(yī)學材料及殺菌劑等領(lǐng)域。羥基乙酸分子中同時含有高反 應活性的羥基和羧基，從而具有獨特的金屬螯合能力以及有效的中和性能，并且腐蝕性小， 因此工業(yè)上常用其70 %的水溶液作為管道、鍋爐等的清洗劑，以去除鈣、鎂等離子形成的沉 淀；羥基乙酸水溶性好，具有強滲透性，能夠穿過角質(zhì)層被皮膚吸收，促進表皮的新陳代謝， 消除皮膚皺紋，自20世紀90年代以來，α -羥基酸成為高檔特殊化妝品添加劑的必然之選； 羥基乙酸能夠發(fā)生自聚反應，得到的聚羥基乙酸（PGA)具有優(yōu)異的生物可降解性和生物相 容性，是迄今研究最廣泛、應用最多的生物可降解材料之一。
[0003] 羥基乙酸的主要生產(chǎn)方法有：（1)氰化法。以甲醛和氫氰酸為原料，經(jīng)親核加成合 成羥基乙腈，再水解得羥基乙酸，也有裝置采用氰化鈉替代氫氰酸為原料。該法工藝技術(shù)簡 單，操作穩(wěn)定，產(chǎn)量質(zhì)量較好，但由于使用劇毒的氰化物，環(huán)境污染與安全壓力較大。（2)甲 醛羰基化法。以甲醛、一氧化碳及水為原料，在高溫、高壓及酸性催化劑存在下反應得到羥 基乙酸，收率約為90%，其中酸性催化劑為硫酸、鹽酸或磷酸。該工藝原料成本低，但技術(shù)難 度大，一次性投資大，設備需承受30. 4-91. 2MPa的壓力，這是目前國外最主要的工業(yè)化方 法。（3)氯乙酸水解法。氯乙酸與氫氧化鈉在甲醇存在下反應得到羥基乙酸甲酯，然后水解 得到羥基乙酸。這是國內(nèi)傳統(tǒng)的生產(chǎn)工藝，由于效率低下，僅適于小規(guī)模生產(chǎn)，同時氯離子 的存在對生產(chǎn)設備存在嚴重腐蝕。
[0004] 盡管羥基乙酸有多種合成工藝，但不管何種工藝均存在負離子雜質(zhì)難脫除導致的 產(chǎn)品純度難提高的問題。工業(yè)純的羥基乙酸產(chǎn)品一般是其70%的水溶液，溫度在80°C以上 就可以引發(fā)羥基乙酸分解脫水自聚，這樣通過常規(guī)的濃縮干燥等方法難于得到高純羥基乙 酸晶體。因此純度與結(jié)晶精制技術(shù)構(gòu)成了衡量羥基乙酸生產(chǎn)水平高低的核心環(huán)節(jié)。
[0005] 乙二醛是乙烯工程產(chǎn)業(yè)鏈上的重要化工中間產(chǎn)品，目前國內(nèi)每年產(chǎn)能超過百萬噸 級，因此，以其為原料的后續(xù)產(chǎn)品工藝研究勢在必行。
[0006] 廖川平曾報道了在氫氧化鈉催化作用下，從乙二醛經(jīng)康尼查羅反應合成羥基乙酸 的新方法[合成化學，2008,16 (4) :470-471]，但該工藝既需要在低溫下進行反應，又要高 溫濃縮；同時需要用強酸生離子交換樹脂處理金屬陽離子，工藝過程繁瑣，生產(chǎn)成本高，經(jīng) 多次重復實驗檢測發(fā)現(xiàn)副產(chǎn)物多、產(chǎn)品純度低。
[0007] CN101973870A中報道了采用氫氧化鈣作為催化劑，以乙二醛制備乙醇酸，但該方 法后處理比較復雜，不適用于工業(yè)生產(chǎn)。
[0008] CN102584566A中報道了采用聚乙二醇和氫氧化鉀作為催化劑，以乙二醛制備乙醇 酸，但方法依然需要在低溫下進行，以避免副產(chǎn)物的產(chǎn)生，由此導致成本上升。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 本發(fā)明的發(fā)明目的是，為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種安 全、清潔、成本低，適合于工業(yè)生產(chǎn)的羥基乙酸的制備方法。
[0010] 本發(fā)明為實現(xiàn)上述目的所提出的技術(shù)方案如下：
[0011] 一種羥基乙酸的制備方法，其特征在于該方法包括如下步驟：
[0012] 1)將乙二醛水溶液和相轉(zhuǎn)移催化劑加入反應器中，在常溫下往反應器中加入氫氧 化鈉飽和溶液，加入完畢后繼續(xù)反應，直至反應器中溶液從淡黃色變?yōu)闊o色；
[0013] 2)將步驟1)中得到的無色溶液通過電滲析法分離得到羥基乙酸水溶液；
[0014] 3)將步驟2)所得溶液干燥得到乙醇酸晶體。
[0015] 步驟1)中，所述相轉(zhuǎn)移催化劑為季銨鹽類化合物。該化合物優(yōu)選為
[0016] 具體地說，所述季銨鹽類化合物是（C12-C18)烷基三甲基季銨鹽、四甲基季銨鹽。
[0017] 更具體地說，（C12-C18)烷基三甲基季銨鹽是十二烷基三甲基季銨鹽、十四烷基三 甲基季銨鹽、十六烷基三甲基季銨鹽、十八烷基三甲基季銨鹽。
[0018] 優(yōu)選上述季銨鹽是銨的氯化物、溴化物。
[0019] 所述季銨鹽類化合物最優(yōu)選為四甲基氯化銨、四甲基溴化銨。
[0020] 步驟1)中，乙二醛與催化劑的摩爾比為10?100 : 1，優(yōu)選為50 : 1?100 : 1。
[0021] 步驟1)中，乙二醛與氫氧化鈉的摩爾比為1 : 1?1. 2,優(yōu)選為1 : 1?1. 1。
[0022] 步驟3)所述干燥在室溫下進行。
[0023] 所述的電滲析是在電滲析器中進行。其主要由電極、陰陽離子交換膜、隔板以及固 定裝置組成。將陽膜、隔板、陰模依次排列整齊固定在正負電極之間。
[0024] 在本發(fā)明中，對陽極、陰極、隔板的材料沒有特別的限定，只要能目前是市場上能 購得的材料即可。
[0025] 對于陰陽離子交換膜也沒有特別的限定，只要其能分離所述離子即可，例如是山 東天維膜有限公司生產(chǎn)的均相膜。
[0026] 該電滲析法可以采用例如徐進等在《電滲析膜分離提純制備高純度乙醇酸》中所 述的方法進行。
[0027] 本發(fā)明的有益效果在于：
[0028] 1、該方法通過氫氧化鈉對乙二醛進行分子內(nèi)歧化，原料易得，反應收率高，環(huán)境污 染少；
[0029] 2、反應過程全部在常溫下進行，大大降低了成本，適合于工業(yè)生產(chǎn)。
[0030] 3、采用電滲析方法進行終產(chǎn)物的分離，其節(jié)省能耗，系統(tǒng)占地小。

【具體實施方式】
[0031] 下面通過實施例進一步說明本發(fā)明。應該理解的是，本發(fā)明實施例的制備方法僅 僅是用于說明本發(fā)明，而不是對本發(fā)明的限制，在本發(fā)明的構(gòu)思前提下對本發(fā)明制備方法 的簡單改進都屬于本發(fā)明要求保護的范圍。除非另有說明，本發(fā)明中的"％"均是質(zhì)量基準。
[0032] 實施例1 :
[0033] 在反應器中加入lmol質(zhì)量濃度為40%的乙二醛溶液和0. Olmol相轉(zhuǎn)移催化劑四
【權(quán)利要求】
1. 一種羥基乙酸的制備方法，其特征在于該方法包括如下步驟： 1) 將乙二醛水溶液和相轉(zhuǎn)移催化劑加入反應器中，在常溫下往反應器中加入氫氧化鈉 飽和溶液，加入完畢后繼續(xù)反應，直至反應器中溶液從淡黃色變?yōu)闊o色； 2) 將步驟1)中得到的無色溶液通過電滲析法分離得到羥基乙酸水溶液； 3) 將步驟2)所得溶液干燥得到乙醇酸晶體。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的羥基乙酸的制備方法，其特征在于，步驟1)中，所述相轉(zhuǎn)移催 化劑為季銨鹽類化合物。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的羥基乙酸的制備方法，其特征在于，步驟1)中，所述達相轉(zhuǎn)移 催化劑是脂肪族季銨鹽。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的羥基乙酸的制備方法，其特征在于，步驟1)中，所述達相轉(zhuǎn)移 催化劑是（C12 - C18)烷基三甲基季銨鹽、四甲基季銨鹽。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的羥基乙酸的制備方法，其特征在于，步驟1)中，乙二醛與氫氧 化鈉的摩爾比為1 : 1?1. 2,優(yōu)選為1 : 1?1. 1。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的羥基乙酸的制備方法，其特征在于，所述干燥在室溫下進行。
【文檔編號】C07C51/00GK104086408SQ201410341405
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2014年7月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月16日
【發(fā)明者】胡妍 申請人:胡妍