[发明专利]一种有机羧酸的制备方法

说明书

本发明揭示了一种有机羧酸的制备方法，该制备方法包括如下步骤：在反应容器中加入催化剂、烯烃、水及溶剂，通入CO并加热反应，反应完成后分离得到有机羧酸，催化剂包括过渡金属催化剂、配体以及催化助剂，所述催化助剂包括路易斯酸盐。该制备方法摒弃了现有技术中对质子酸依赖，采用路易斯酸盐作为催化助剂，从而能有效防止反应体系对于设备的腐蚀，从而降低对设备的要求；本制备方法具有优秀的底物实用性，其操作步骤简捷，反应条件温和易控，原料廉价易得，产品收率及产品纯度高，适于大规模工业化生产；可通过催化助剂来调控反应产物的正/异比，改善了传统膦配体调节反应产物正/异比的缺陷，简化了该类反应的反应进程，有利于节约成本。

技术领域

本发明属于有机羧酸化合物的合成技术领域，特别涉及一种有机羧酸的制备方法。

背景技术

羧酸是一类重要的化学品，被广泛用于化工和精细化学品生产行业，在食品、医药、塑料等方面均有重要应用。在众多含氧化合物的羰基化反应中，氢羧基化反应一直是人们研究重点，该反应以不饱和化合物(例如：烯烃、炔烃等)、一氧化碳、水为原料，采用“一步法”直接合成有机羧酸化合物。

目前，已报道的氢羧基化反应体系仍需额外加入质子酸作为反应中催化剂活性物种的金属氢氢源，从而启动反应。例如：对苯甲磺酸(p-TsOH)，甲磺酸(CH₃SO₃H)，盐酸，三氟甲磺酸(CF₃SO₃H)，甲酸，乙酸，磷酸等酸是氢羧基化反应的常见的酸添加剂(Williams，D.Bradley G. Angew.Chem.Int.Ed.2008，47，560-563；Beller，M.ChemCatChem，2009，1，28-41.)。传统的酸促进剂在氢化羧基化反应中表现出较好的性能，但由于其强的酸性对设备腐蚀严重，使得氢羧基化反应需要在特制的反应器中进行，增加反应成本；同时，还存在后续“三废”处理费用增加、设备折旧率过高等缺陷，这些缺陷势必会给工业应用带来不良的影响。

比如专利号为CN106631756的中国发明专利公开了一种有机强酸催化合成有机羧酸的方法，该方法针对传统的有机羧酸制备方法中，所采用硫酸作为催化剂，将严重腐蚀设备这一缺陷作了改进，但是该专利仅是采用了其他的有机强酸来代替硫酸作为催化剂，整个反应体系对于生产设备仍然会有或多或少的腐蚀性，并没有完全解决这一长久困扰行业人员的问题。

因此，需要开发一种新型、对设备要求低且促进效果明显的烯烃氢羧基化反应添加剂。

发明内容

本发明的目的在于丰富有机羧酸的制备方法，提出一种新的由烯烃制备有机羧酸的制备方法，该制备方法的反应体系不会对反应设备造成腐蚀性伤害，填补现有技术的缺陷。

为了实现上述目的，本发明所提供的技术方案如下：一种有机羧酸的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：在反应容器中加入催化剂、烯烃、水及溶剂，通入CO并加热反应，反应完成后分离得到有机羧酸，其中所述催化剂包括过渡金属催化剂、配体以及催化助剂，所述催化助剂包括路易斯酸盐。

进一步地，所述路易斯酸盐包括铁盐。

进一步地，所述铁盐包括二价铁盐或三价铁盐中的一种或多种。

进一步地，所述铁盐包括FeF₂、FeCl₂、FeBr₂、FeF₃、FeCl₃、FeBr₃、Fe(acac)₃、Fe(OAc)₃、Fe(OTf)₃、Fe(OTs)₃、Fe(OMs)₃中的一种或多种。

进一步地，所述过渡金属催化剂：配体：催化助剂的摩尔比为1∶(1-100)∶(1-100)。所述水的用量为烯烃用量的1～10摩尔当量；所述过渡金属催化剂的用量为烯烃用量的60000～20摩尔当量。