[发明专利]一种制备壬酸和壬二酸的方法

说明书

本发明属于合成方法，具体的说是一种通过油酸制备壬酸和壬二酸的方法。将油酸和冰乙酸，通过臭氧氧化和氧化裂解反应，反应物经进一步萃取、纯化，分别获得纯度高的壬酸和壬二酸；其中，油酸和冰乙酸质量比为1:2‑4。本发明方法无需外加催化剂，使用近沸水进行壬二酸提纯，工艺简单，成本低廉，绿色环保，可进行大规模应用生产。

技术领域

本发明属于合成方法，具体的说是一种通过油酸制备壬酸和壬二酸的方法。

背景技术

壬酸为无色油状液体，可用于矿石选择，醇酸类涂料和合成油，是一种有效的杀菌剂和杀真菌剂。同时是有机合成原料，经氧化可制壬二酸，经氨化氢化可制壬胺，加压氢化可制壬醇。壬酸也用于生产壬酸酯类增塑剂，还用作油漆干燥剂。壬酸呈淡的脂肪和椰子香气，是我国规定允许使用的食用香料，主要用来配制椰子和浆果类香精。

壬二酸，又称杜鹃花酸，外观为白色至微黄色单斜棱晶、针状结晶或粉末，其中等长度的碳链外加两个羧基，使壬二酸具有广泛的应用范围。壬二酸是工业中非常有用的化合物，用于增塑剂，合成润滑剂和聚合物，如尼龙69和尼龙9等。它还可用于生产杀虫剂，水溶性涂料以及介电和传热助剂。壬二酸也具有抗菌性，可用作食品防腐剂。在漱口品中使用有利于龋齿的防治，在香皂中使用可避免皂体表面的开裂，同时对皮肤有较好的渗透性，膏霜类化妆品中使用可增加皮肤的吸收功能。

目前，壬二酸的生产方法以油酸氧化为主，氧化剂有双氧水、硝酸、臭氧等。双氧水作为氧化剂，需要加入金属催化剂帮助反应进行，效率不高；硝酸作为氧化剂，选择性较低，且硝酸作为强酸，对设备腐蚀性强，不利于大规模工业化生产，且会造成二次污染。臭氧作为氧化剂，具有反应条件温和，选择性好，产品收率高，无污染等优点，日益受到人们的重视，这是因为这些优点，臭氧氧化制取壬二酸是目前的工业化生产方法，但目前油酸臭氧氧化均使用了催化剂，不仅成本较高，反应后处理工艺也复杂。同时由于现有技术使用甲苯、乙酸乙酯等有机溶剂作为萃取剂对壬二酸进行提纯，毒性较大，不符合绿色化学发展要求。

发明内容

本发明目的是克服现有工艺的不足，使用一种无催化剂，绿色环保的方法由油酸制备壬酸和壬二酸的方法。

为解决上述问题，本发明采用的技术方案为：

一种制备壬酸和壬二酸的方法，将油酸和冰乙酸，通过臭氧氧化和氧化裂解反应，反应物经进一步萃取、纯化，分别获得纯度高的壬酸和壬二酸；其中，油酸和冰乙酸质量比为1:2-4；优选地，油酸和冰乙酸的质量比为1:3。

进一步的说：

a.将油酸和冰乙酸混合后置于水浴中，通入臭氧进行反应，得到油酸臭氧化物；

b.生成的油酸臭氧化物通入氧气进行加热回流反应，反应得到氧化裂解产物；

c.将氧化裂解产物用近沸水萃取，萃取后的油相经减压蒸馏得到壬酸，萃取后的水相经低温结晶后干燥得到壬二酸粗品，粗品重结晶得到纯度较高的壬二酸纯品。

所述步骤a.将油酸和冰乙酸混合后置于20-40℃的水浴中反应，通入臭氧进行反应4-6小时，得到油酸臭氧化物。

所述步骤a中臭氧浓度为120-150mg/L。

所述步骤b.向生成的油酸臭氧化物通入氧气于100-120℃加热回流反应2-4小时，反应得到氧化裂解产物；加热回流优选地反应时间为3小时。

所述步骤b中氧气流速为0.2-1L/min；氧气流速优选为0.4L/min。

所述步骤c.将氧化裂解产物用90-95℃的水萃取，将萃取后的油相经120-130℃减压蒸馏收集其馏分，即为得到壬酸，萃取后的水相于0-5℃，结晶16-24小时，结晶后于50-70℃真空干燥12-24小时得到壬二酸粗品，粗品通过90-95℃的水重结晶1-2次得到纯度较高的壬二酸纯品；干燥温度优选为70℃，干燥时间优选为24小时。