[发明专利]一种钯催化下一氧化碳制备甲酸钠的方法

说明书

技术领域

本发明涉及甲酸钠的制备方法。

背景技术

甲酸钠，分子式：HCOONa,分子量：68.01，白色粉末，有吸湿性。易溶于水和甘油，微溶于乙醇。熔点253℃（无水物），有毒。强热时分解为氢和草酸钠。其用途：皮革工业，铬制革法中的伪装酸；用于催化剂和稳定合成剂；印染行业的还原剂；用于生产保险粉、草酸和甲酸。

甲酸钠的传统合成工艺是一氧化碳经加热加压下和氢氧化钠反溶液应生成甲酸钠。该工艺缺点在于需要较高的温度（160-200℃）和较高的压力（1.5-2.5MPa），此条件下，碱液的腐蚀性很强，因此对设备要求较高。

发明内容

本发明的目的在于：为解决传统工艺的缺点，提供一种低温低压的甲酸钠合成方法。为此本发明采用以下方案：一氧化碳和氢氧化钠水溶液，在催化剂、配体、有机溶剂存在下，经反应、分离、干燥得到甲酸钠。该方案中用到的催化剂为二氯化钯，配体为三苯基膦，有机溶剂可选苯、甲苯、二甲苯、三甲苯、乙苯、丙苯或丁苯。该方案的反应温度可以在30-90℃，压力可以在0.05-0.7MPa，反应时间在6-24h，其收率均较高，综合考虑设备要求和反应时间，可选反应温度40-50℃，压力0.2-0.4MPa。本方案所用二氯化钯，三苯基膦与氢氧化钠的摩尔比为：1:4-30:100-10000，其中，又以1:10~20:500-3000为优选。

具体实施方式

实施例1

将25mL的甲苯和25克30%的氢氧化钠（0.188mol）水溶液放入反应釜中，然后加入0.033克（0.186mmol）二氯化钯和0.73克（2.79mmol）三苯基膦，封闭反应釜，用氮气置换反应釜里的空气，搅拌升温至40℃，向釜里充入一氧化碳，保持压力在0.2-0.4MPa间，反应10小时后，停止充一氧化碳，再用氮气置换釜内残留的一氧化碳，反应液分层，上层甲苯层（含催化剂）可用于下次套用，下层水层蒸发，干燥得甲酸钠，重量12.5克（按氢氧化钠计收率98%），含量>97%，熔点252.0-253.0℃。

本实例中的溶剂除甲苯外，苯、二甲苯、三甲苯、乙苯、丙苯、丁苯均可选用。当反应温度为30℃，压力在0.05MPa时，其反应时间需24小时；当反应温度为90℃，压力在0.7MPa时，仅需2小时反应就可以完成。

实施例2

将25mL的甲苯和25克30%的氢氧化钠（0.188mol）水溶液放入反应釜中，然后加入0.33克（1.86mmol）二氯化钯和1.95克（7.44mmol）三苯基膦，封闭反应釜，用氮气置换反应釜里的空气，搅拌升温至40℃，向釜里充入一氧化碳，保持压力在0.2-0.4MPa间，反应6小时后，停止充一氧化碳，再用氮气置换釜内残留的一氧化碳，反应液分层，上层甲苯层（含催化剂）可用于下次套用，下层水层蒸发，干燥得甲酸钠，重量12.5克（按氢氧化钠计收率98%），含量>97%，熔点252.0-253.0℃。

实施例3

将25mL的甲苯和25克30%的氢氧化钠（0.188mol）水溶液放入反应釜中，然后加入0.0033克（0.0186mmol）二氯化钯和0.146克（0.558mmol）三苯基膦，封闭反应釜，用氮气置换反应釜里的空气，搅拌升温至40℃，向釜里充入一氧化碳，保持压力在0.2-0.4MPa间，反应30小时后，停止充一氧化碳，再用氮气置换釜内残留的一氧化碳，反应液分层，上层甲苯层（含催化剂）可用于下次套用，下层水层蒸发，干燥得甲酸钠，重量12.4克（按氢氧化钠计收率97%），含量>97%，熔点252.0-253.0℃。