[发明专利]一种2，2-二羟甲基丙酸的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于二羟甲基丙酸技术领域，具体涉及一种2，2-二羟甲基丙酸的制备方法。

背景技术

2，2-二羟甲基丙酸是一种多用途的有机原料，在水性聚氨酯制造中既是扩链剂，又能使聚氨酯获得自乳化性能，可制成稳定性优良的自乳化性水性聚氨酯；还用于制备聚氨酯水乳液型皮革涂饰剂，是传统的水乳性聚丙烯酸酯皮革涂饰剂的升级换代产品；还可用作改进聚酯树脂的添加剂，用作制造光敏树脂和液晶的原料等。

目前国内外合成2，2-二羟甲基丙酸的方法主要有以下三种：一是甲乙酮与甲醛缩合再氧化；二是甲基丙烯醛与甲醛缩合再氧化；三是正丙醛与甲醛缩合再氧化。

公开号为CN 1369475A的专利“二羟甲基羧酸的生产”，是以三羟甲基烷和甲醛反应制备具有缩甲醛保护基的环缩甲醛，然后用硝酸作为氧化剂氧化环缩甲醛制备环羧酸，随后环羧酸进行裂化脱去缩甲醛保护基，制备二羟甲基羧酸。此方法虽然改进了反应的选择性，但以昂贵的三羟甲基烷为原料会导致反应流程过长，不具有经济价值。以三羟甲基乙烷做原料制备2,2-二羟甲基丙酸为例，三羟甲基乙烷是甲醛和正丙醛缩合生成2,2-二羟甲基丙醛后再经加氢还原制得，此方法将还原之后的产品再氧化，既不经济又不环保，在工业上不实用。

授权公告号为CN 101240425 B的专利“电化学法制备2，2-二羟甲基丙酸工艺”，采用电化学法直接或间接氧化2，2-二羟甲基丙醛制备2，2-二羟甲基丙酸，此种方法不需要外加氧化剂，可大大节省能源，减少污染，是一种绿色的环境友好的工艺方法。但是其析氧量较多，生成的氧气易阻止电极表面扩散，导致电流效率较低；其反应需要在强酸性条件下进行，对设备的要求也极高，其转化率与选择性较低，因此同样也不具有工业化价值。

授权公告号为CN 101381300 B的专利“一种2，2-二羟甲基丙酸的合成方法”，是以甲醛和正丙醛为原料，在碱性催化剂作用下进行羟醛缩合反应，再经双氧水氧化后得到产物。但该反应为间歇反应，在羟醛缩合反应中催化剂是在反应前加入，随着反应的进行，pH值会逐渐降低，原料浓度也逐渐降低，导致反应速率下降，反应选择性降低。所以该方法还不是最理想的方法。

现阶段工业化生产2，2-二羟甲基丙酸多是以正丙醛与甲醛缩合再氧化的方法，都以间隙法工艺生产，而间隙法生产工艺存在以下弊端：一是生产工艺不好控制，工艺优化程度差，产品能耗大，污染物排放严重；二是设备占地面积大，生产效率低、产品收率低，工人劳动强度大，生产成本高；三是扩产不容易。上述存在的弊病在实际的生产中未能得到解决。

发明内容

本发明的目的是要提供一种2，2-二羟甲基丙酸的制备方法，一是能在在羟醛缩合反应中稳定pH值和反应速率；二是能使工艺容易优化和控制，降低产品能耗，减少污染物排放；三是提高产品收率，降低工人劳动强度，降低生产成本；四是扩产容易。

上述发明的目的是通过以下的技术方案实现的：一种2，2-二羟甲基丙酸

的制备方法：包括：

A. 将催化剂、正丙醛溶液和甲醛溶液加入到混合器中混合成为混合液，然后混合液进入一连续管道反应器进行缩合反应，其要点在于：

B. 物料按摩尔比例为：催化剂与正丙醛的摩尔比为0.01~0.1，甲醛与正丙醛的摩尔比为2~100；物料经过连续管道反应器完成缩合反应的液体进入中间釜，加甲酸中和，搅拌10~20分钟，pH值调至6~7，蒸馏；甲酸与正丙醛的摩尔比为0.01~0.05；

C. 蒸馏之后的液体与双氧水抽入到另一混合器中混合，然后混合液进入另一连续管道反应器反应；双氧水与正丙醛的摩尔比为0.8：1~2：1；

D. 经过另一连续管道反应器进行氧化反应的液体进入浓缩釜，浓缩至水分在1 %以下，冷却结晶得粗品；

E.  将上述粗品在精制釜中加水精制，重结晶得精品，再烘干，粉碎，过筛得2,2-二羟甲基丙酸产品。

作为优选，所述的混合器为Y型混合器，Y型混合器包括直管和斜管，所述的斜管和直管呈45°~50°夹角。

作为优选，所述的连续管道反应器既能竖放，又能横放，其包括做成盘管状、外加夹套的管道。

作为优选，所述的另一个混合器为V型混合器，V型混合器包括两根斜管和直管，所述的两斜管呈50°~60°夹角。

作为优选，反应条件：一连续管道反应器控制温度在10~90℃；另一管道反应器控制温度在50~80℃；在权利要求1的E步反应中，加水重量不超过加入粗品重量的1.4倍。

作为优选，所述的催化剂为无机碱或有机胺类。