[发明专利]一种高纯度固体羟基乙酸的制备及提纯方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种羟基乙腈在酸性条件下水解，属于有机合成领域。

背景技术

羟基乙酸是一种重要的有机合成中间体和化工产品，应用范围很广。作为新型的精细化工中间体，用途很多，具体如下：可用作制革助剂、水消毒剂、牛奶棚消毒剂、锅炉除垢剂等。可作为有机合成的原料，可用于生产乙二醇。可用作清洗剂。2％的羟基乙酸和1％的甲酸混合配成的混合酸，是一种效率高成本低的洗涤剂，适合于清洗空调机；可制取纤维染色剂、清净剂、焊接剂的配料、清漆配料、铜蚀剂、粘合剂、石油破乳剂和金属螯合剂等；羟基乙酸的钠盐、钾盐用作电镀液添加剂。其他的用途还有电解研磨、金属酸洗、皮革染色和鞣革剂等。也可用作化学分析试剂，用于有机合成，日化添加剂替代果酸。

在已公开的文献中提到制备和提纯羟基乙酸的方法有：日本特公开平9-21684号公报的氯乙酸水解，浓缩除盐后，用水稀释后有电渗析法进行提纯得到羟基乙酸，但此法得到的产品中氯离子不能除尽，影响产品的使用范围。日本国特开平5-92102号公报中记载了将粗羟基乙酸固体用丙酮等有机溶剂进行溶解后，脱溶后得到固体。美国专利US4054601，中国专利CN1066650A，CN101264394A，CN101265174A都分别公开了用羟基乙腈酸性水解后分别用二烷基醚，三辛胺，磷酸三丁酯，正辛醇和磺化煤油组成的协同萃取液等进行提纯。

CN102964240A公开了一种70％以上浓度的羟基乙酸水溶液缓慢降温析晶冷过滤得到粗品，用一定的有机溶剂进行洗涤粗品除去其中的低聚合物的方法得到高纯度的固体羟基乙酸。

这些方法得到的产品中都会有微量有机溶剂的残留，而且这些有机溶剂在使用时损失大，造成成本高，且有一定的毒性，对环境影响大。

另外，在羟基乙酸的后处理中总伴随着粘连的问题，有少量絮状物生成，不能通过过滤除去，离心的效果也不理想，往往会为后续操作带来障碍，也影响了产品的收率和纯度。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术缺陷，提出了一种羟基乙腈在酸性条件下水解，再用氨水中和掉剩余的酸，再向料液中加入无水乙醇和一种抑制剂后降温除去硫酸铵，之后羟基乙酸与乙醇的水溶液低温下进行浓缩，至乙醇除尽后进行降温过滤，得到高纯度固体羟基乙酸的方法，且对环境无负面影响，属于绿色环保工艺。

技术方案

羟基乙腈与浓硫酸水解，再用氨水中和掉剩余的硫酸，再向料液中加入无水乙醇后降温除去硫酸铵，滤液脱色，之后羟基乙酸与乙醇的水溶液低温下进行浓缩，至乙醇回收完毕后进行降温过滤，得到高纯度固体羟基乙酸，过程包括：

(1)羟基乙酸水溶液的制备

HOCH₂CN+H₂SO₄+H₂O→HOCH₂COOH+NH₄HSO₄

羟基乙腈水溶液与浓硫酸摩尔比为1∶1-2，在配有温度计，机械搅拌和滴液漏斗，回流冷凝器的烧瓶中加入浓硫酸和一定量的水，搅拌下滴加羟基乙腈水溶液，加完后在100-150度进行保温6-8小时，反应完毕。得到羟基乙酸和硫酸氢铵水溶液。

(2)氨水中和

上述反应料液降温至室温后，搅拌情况下慢慢加入浓氨水进行中和剩余的硫酸，至料液为中性。

(3)除盐

向中和好的料液中加入羟基乙酸理论摩尔量的5-10倍的无水乙醇和羟基乙腈重量的10ppm的抑制剂，于室温下搅拌0.5-1小时，抽滤除盐，滤饼为硫铵，为白色的结晶，烘干后含氮量为21％以上，可以作为工业原料使用。滤液为羟基乙酸与乙醇的水溶液。加入一定量的针剂炭进行脱色后得到无色透明液体。

(4)回收乙醇

上述无色透明的料液进行常压脱醇至料温50-70度，之后进行高真空回收乙醇，真空在1-10KPa，料温在50-70度时停止回收。

5、析晶，烘干

回收乙醇之后，料液进行缓慢降温，每分钟1度，开始析晶，料液温度到0-20度时，停止降温，在此温度下保温1小时，在此温度下进行抽滤，滤饼用少许冰水淋洗，即为羟基乙酸湿品，低温高真空下进行烘干得高纯度的固体羟基乙酸。抽滤得到的母液套入到脱色前。

上述抑制剂可以是吩噻嗪、氢醌、BHT(2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚)等，或其组合。

有益效果

1.提出了一种新的工艺来得到高纯度的羟基乙酸，尤其是用无水乙醇来作溶剂析晶的新得到羟基乙酸和硫酸氢铵水溶液。