[发明专利]一种从异壬醇绿色氧化制备异壬酸的方法

说明书

本发明涉及生物医药技术领域，提供一种从异壬醇绿色氧化制备异壬酸的方法，用于解决现有技术制备异壬酸过程中流程复杂、反应时间长、反应过程存在燃爆危险、有废气物产生以及产品收率低等问题；本发明以异壬醇为原料，双氧水溶液为氧化剂，加入助氧化剂及相转移催化剂在酸性条件下一步氧化制备异壬酸；本发明利用异壬醇作为原料，以30％双氧水为氧化剂，加入助氧化剂与相转移催化剂，在酸性条件下反应制得异壬酸，该反应快速安全、绿色环保，反应产物收率最高可达91％且催化剂可多次重复使用。

技术领域

本发明涉及生物医药技术领域，更具体地，涉及一种从异壬醇绿色氧化制备异壬酸的方法。

背景技术

异壬酸又称3,5,5-三甲基己酸，CAS号3302-10-1，熔点-70℃，沸点121℃(10mmHg)，密度0.91g/cm³，折射率1.4278-1.4298，闪点125℃。结构如下图所示：

异壬酸用途广泛，可用作医药中间体、合成润滑剂中间体、金属加工液的原料，也可用于醇酸树脂改性。它的酯可用于化妆品领域，它的盐可用于涂料催干剂，乙烯基稳定剂、聚氯乙烯稳定剂及防腐剂、轮胎粘合助剂等。

目前生产异壬酸的主要工艺是通过异壬醛的氧化而制备，即先由二异丁烯与氢气、一氧化碳发生氢甲酰化制备异壬醛(3,5,5-三甲基己醛)，异壬醛进一步与浓硝酸或氧气发生氧化反应，得到异壬酸。

围绕该工艺，中国专利公开了一种“由2-乙基己醇生产异壬酸的方法”(申请号：201380032680.9，公开日：2015-02-25)，以2-乙基己醇为原料，先将2-乙基己醇脱水生成辛烯，然后经过氢甲酰化反应生成异壬醛，再氧化生成异壬酸。该方法使用2-乙基己醇作为辛烯来源，使得能基于丙烯提供异壬酸。然而，该方法的氢甲酰化反应需要压力为10-30MPa的合成气，反应压力高，风险较大，后一步涉及到氧气氧化反应，存在固有的燃爆风险。

中国专利公开了“一种氢甲酯化反应催化剂及制备异壬酸的方法”(申请号：201810616930.8，公开日：2019-12-24)，利用二异丁烯与甲醇、一氧化碳的氢甲酯化反应先得到异壬酸甲酯，再水解得异壬酸。此方法避免了采用异壬醛氧化的工艺所固有的燃爆风险，但氢甲酯化反应需昂贵的膦配体。

此外，还有文献报道(Organic Process ResearchDevelopment,23(8),2019,1709-1717)，采用异壬醇为原料，氧气为氧化剂，利用贵金属钯-Xantphos络合物为催化剂，合成了异壬酸。此法以异壬醇为原料，但不仅需要贵金属催化剂，而且反应需48h，产率也只有47％。

综上，氧化法制备异壬酸的生产方法中以氧化剂为氧气，虽然绿色环保，但是氧化过程中的氧气存在燃爆的风险，而且常常要牺牲转化率以避免过度氧化。而已有生产工艺中的氢甲酰化反应或氢甲酯化反应所需压力高，操作流程复杂，其膦化合物配体活性和选择性偏低。因此，需要开发新的简便、安全、环保和高产率的合成路线和工艺。

发明内容

本发明旨在克服上述现有技术的至少一种缺陷(不足)，提供一种从异壬醇绿色氧化制备异壬酸的方法，制备过程简便、安全、环保，且产品收率高。

本发明采取的技术方案是，一种从异壬醇绿色氧化制备异壬酸的方法，以异壬醇为原料，双氧水溶液为氧化剂，加入助氧化剂及相转移催化剂在酸性条件下一步氧化制备异壬酸。

异壬醇作为原料供应充足，双氧水溶液作为氧化剂，是一种理想的清洁氧化剂，在与异壬醇反应过程中，其唯一的副产物是水，反应后处理容易，同时双氧水成本较低。

进一步地，所述异壬酸的具体制备步骤如下：

S1：将异壬醇、双氧水溶液、助氧化剂、相转移催化剂混合均匀，测定并调节溶液pH值至0.5～3.0；