[发明专利]一种制备乙醛酸的方法

说明书

本发明公开了一种制备乙醛酸的方法，该制备方法的反应式为：催化剂为金属杂多酸负载SBA‑15介孔分子筛，通式为：M‑POM‑octyl‑NH3‑SBA‑15。该方法的制备工艺简单，催化剂易回收，利用率高，为乙醛酸的制备提供了一种高效、简洁、安全的方法。

技术领域

本发明属于化工产品制备技术领域，具体涉及一种乙醛酸的制备方法。

背景技术

乙醛酸，是一种简单的具有醛和羧酸双重性质的醛酸，从乙醛酸出发可衍生制备几十种精细化工产品，因此，广泛应用于医药、香料、农药、油漆、造纸、食品添加剂等领域，市场需求量很大。

目前，乙醛酸的工业制备方法主要有草酸电解还原法、顺酐臭氧氧化法、乙二醛硝酸氧化法等。草酸电解还原法和顺酐臭氧氧化法能耗和设备投资大，生产成本较高，工业化应用较少；乙二醛硝酸氧化法反应条件温和，工艺较简单成熟，设备投资少，为目前国内外很多厂家采用最多的方法；但是由于该方法是在均相体系中反应，又以强酸硝酸为氧化剂，在均相体系中，硝酸易将反应物乙二醛分子中的两个醛基同时氧化，产生二元氧化副产物草酸，反应后得到低浓度的乙醛酸水溶液，要得到高浓度或固体乙醛酸需要高温蒸除大量的水，高温蒸馏过程中还会产生草酸等杂质，因此反应选择性差，产物纯度低，质量较差；另外，废酸分离和后处理中除盐都很困难；硝酸对设备腐蚀严重，浓度高时易出现暴沸；未反应完的硝酸使乙醛酸缓慢氧化分解，易产生污染环境的一氧化氮气体；产品中未转化的乙二醛干扰乙醛酸的缩合合反应，限制了其应用范围。因此，寻找绿色安全、高效的乙醛酸的制备方法显得尤为迫切。

发明内容

针对现有技术的上述不足，本发明提供一种安全、环保、高效的乙醛酸的制备方法，本方法选用金属杂多酸负载SBA-15介孔分子筛为催化剂，催化双氧水氧化乙二醛，高收率地制备乙醛酸。因此，本发明提供的制备乙醛酸的方法原料廉价易得、催化剂易回收、利用率高，工艺安全性高、后处理简单、收率高、选择性好、产品纯度高。

本发明的技术方案概述如下：

将原料乙二醛和一定量的催化剂以及溶剂加入反应瓶中，在常温下搅拌0.5h后，再滴加30wt％双氧水，滴完后，保持一定的反应温度再继续反应一段时间。反应结束后，冷却，催化剂经过滤、水洗、干燥后用于下次反应；滤液经分液、浓缩，即析出产品乙醛酸。

制备路线为：

所述的催化剂为金属杂多酸负载SBA-15介孔分子筛，催化剂的通式为：

M-POM-octyl-NH₃-SBA-15，其中，M为铁、铜、钴等金属，其中优选铁；POM为杂多酸，M-POM的结构为PW₁₁MO₄₀^n-；-octyl为正辛基三甲氧基硅烷；SBA-15为介孔氧化硅分子筛；催化剂孔径在4.5-6.5nm之间。

所述的催化剂的制备已有成熟的方法，相对比较简单。

所述的催化剂催化效率高，催化剂的质量与原料乙二醛物质的量的比为2～5g：1mol。

所述的催化剂易回收，利用率高，可循环使用6次，收率只降低3～5％。

所述的反应温度为40～60℃。

所述的溶剂为正戊醇、正丁醇、异丙醇、乙醇、四氢呋喃中的一种或几种的混合溶剂，其中优选正戊醇。

该方法为乙醛酸的制备提供了一种高效、简洁、安全的方法。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步说明本发明；应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。

实施例中所用的原料或试剂除特别说明之外，均为分析纯或工业品。

实施例1