[发明专利]油酸催化氧化制备壬二酸的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种油酸催化氧化制备壬二酸的方法。

背景技术

壬二酸又称杜鹃花酸，是一种重要的有机合成中间体，广泛用于塑料、橡胶、合成香料、润滑油、聚酰胺树脂、电解电容及皮肤病防治等方面。 

壬二酸为含碳数量为9个的二元羧酸，而油酸、亚油酸为含碳数量为18个，是壬二酸的两倍，并且油酸、亚油酸分子中的碳－9位含有不饱和烯键，易氧化断裂成羧酸，是生产壬二酸的最好原料。 

壬二酸的工业生产方法有：臭氧化法、高锰酸钾氧化法、双氧水氧化法及催化氧化法，在专利GB-1324763中，描述了以金属锇、钌氧化物为催化剂、有机季胺盐作相转移介面剂，高碘酸作氧化剂生产壬二酸，但氧化剂高碘酸价格昂贵，无法在工业生产中使用；专利US5336793中，描述了以钨酸为氧化催化剂，有机季胺盐为相转移介面剂，60％双氧水为氧化剂生产壬二酸，但使用60％的双氧水危险性极大，不安全，并且很难买到，不适合工业生产。

中国专利CN1415593、CN1566064、CN1746145、CN1927806公开书中，描述了用钨磷酸或者负载了钨磷酸作氧化催化剂，收率高，但由于反应是在有机相转移介面剂存在下反应，通常会造成反应体系乳化严重而使产品分离困难，并且催化剂流失也很严重，造成生产成本比较高。

发明内容

本发明针对现有技术中产品分离困难，催化剂的安全系数较低且容易流失，难以回收循环再利用，使得生产成本较高的缺点，提供了一种无需采用相转移介面剂，催化剂易处理后回收循环利用，反应体系分离容易，成本低廉，反应条件温和，对环境友好的油酸催化氧化制备壬二酸的方法。

为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决：

油酸催化氧化制备壬二酸的方法，制备方法如下：在装有搅拌器、回流冷凝器、温度计的四口瓶中，加入原料油酸和催化剂硫酸高铈，加双氧水，通入浓度为2-6%的臭氧气氛下，搅拌，常压下控制反应温度35-55℃，反应1-3小时，搅拌升温至65-105℃，继续通入臭氧，反应6-10小时，静置，分出油层和水层，油层用温度为90-100℃的去离子水分三次洗涤（50ml/次）后与水层合并，缓慢冷却至5℃，结晶，分离得到粗壬二酸结晶，用温度为90-100℃的去离子水重结晶三次，制得壬二酸。

将首次结晶后的母液中加入片碱，调PH值为5-6后，回收沉淀氢氧化铈，烘干后用浓硫酸中和成硫酸高铈盐回收利用，其中，母液冷却结晶为工业芒硝。

作为优选，所述的催化剂硫酸高铈的用量为原料油酸用量的0.5-10重量%的量。

作为优选，所述的双氧水用量与原料油酸用量的摩尔比例为5﹕X，其中5≥X≥1。

作为优选，所述的双氧水的浓度为20-40%。

由于四价高铈离子在有机相中溶解度很高，本身又具有强氧化能力，而还原后的三价铈离子又在水相中的溶解度很高，并且在水相中很容易被双氧水氧化为四价高铈进入有机相，只要有氧化剂存在，铈离子就会在两相中循环进行，因而无需采用相转移介面剂，使得反应体系中产品很容易分离。

本发明由于采用了以上技术方案，具有显著的技术效果：本工艺具有较高的反应收率，工艺比较简单，所用的催化剂硫酸高铈价格便宜，易处理后回收循环使用，反应体系分离容易，有效降低了生产成本，本反应的反应条件温和，无有机溶剂，无有害物质排放，无需采用相转移介面剂，催化剂易处理后回收循环利用，对环境友好。 

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步详细描述：

实施例1

油酸催化氧化制备壬二酸的方法，制备方法如下：在装有搅拌器、回流冷凝器、温度计的1000ml四口瓶中，加入原料油酸282.5g（含76%油酸及12%亚油酸）和催化剂硫酸高铈15g，加双氧水100ml，浓度为2.6%的臭氧气氛下（200ml/min），搅拌，常压下控制反应温度50℃，反应1.5小时，搅拌升温至95℃，继续通入臭氧，反应10小时，静置，分出油层和水层，油层用温度为95℃的去离子水分三次洗涤（50ml/次）后与水层合并，缓慢冷却至5℃，结晶，分离得到粗壬二酸结晶160g，用温度为95℃的去离子水重结晶三次，制得壬二酸110g，摩尔收率为58.5%，熔点101-103℃。

将首次结晶后的母液中加入片碱，调PH值为5-6后，回收沉淀氢氧化铈，烘干后用浓硫酸中和成硫酸高铈盐回收利用，其中，母液冷却结晶为工业芒硝。