[发明专利]一种对羟基苯乙酸的电解合成方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种对羟基苯乙酸的合成方法，特别是在碱性溶液中电解还原对羟基扁桃酸合成对羟基苯乙酸的方法，属于医药化工领域。

背景技术

对羟基苯乙酸(4-Hydroxyphenyl acetic acid)，分子式C₈H₈O₃，分子量152.2，通常为白色至淡黄色针状结晶，熔点151-153℃，能升华，易溶于热水、乙醇、乙醚和乙酸乙酯等溶剂，可溶于冷水。对羟基苯乙酸用作医药和农药中间体，特别是大量用于抗高血压药物阿替洛尔生产。

发明人曾在《精细与专用化学品》2000年，第5期，第18-19页详细介绍了对羟基苯乙酸生产方法。早期一般采用对氨基苯乙酸重氮化-水解路线和对羟基苯乙氰水解路线，但在原料来源、原料价格、产品质量和生产成本上已逐步失去市场竞争力。上世纪90年代开始，国内外主要采用苯酚和乙醛酸合成对羟基扁桃酸，然后脱羟基生产对羟基苯乙酸的工艺路线，化学反应式如下：

英国专利GB2034308(1979-10-29)详细披露了对羟基扁桃酸合成方法，合成收率较稳定，对羟基苯乙酸合成的技术关键是对羟基扁桃酸还原反应工艺。日本公开特许公报JP58057334(1983-04-05)披露采用催化加氢方法；美国专利US4590295(1986-05-20)披露采用氢碘酸为还原剂进行还原的方法；美国专利US4393235(1983-07-12)披露采用氯化亚锡为还原剂进行还原的方法；美国专利US4198526(1980-08-15)披露采用氯化铬和锌粉为还原剂进行还原的方法；《河北工业科技》2005年，第5期，第264-266页报道采用亚磷酸进行还原的方法；《化学世界》2007年，第6期，第360-361页报道采用焦亚硫酸钠进行还原的方法。虽然文献中报道采用这些方法对羟基苯乙酸合成收率高达75％-95％，由于这些实验条件不适合大批量生产，工业生产中一般采用加氢法或亚磷酸还原法，加氢法设备投资大和催化剂昂贵，亚磷酸还原法实际收率仅30％-50％。

随着对羟基苯乙酸国内市场需求量的不断增大，产品市场价格不断下滑，原料对羟基扁桃酸生产成本比较高，现有方法生产经济效益不高，有关单位都在寻求有效措施提高还原过程收率以提高生产经济效益。

发明内容

本发明的目的是提供一种电解还原对羟基扁桃酸合成对羟基苯乙酸的方法，解决现有技术在工业应用时生产收率低、产品质量不稳定和生产成本高的问题。

电解还原方法早期主要用于无机盐和湿法冶金，已逐渐扩展到一些高附加值有机产品工业化生产中。发明人在长期进行有机电解合成研究基础上，发现对羟基扁桃酸钠在碱性电解液中可在阴极表面还原生成对羟基苯乙酸，但由于对羟基扁桃酸分子比较大，分子迁移和扩散速度缓慢，浓差极化导致电解槽电压升高和电解效率下降。

研究发现向碱性电解液中加入硼氢化物作为媒介，硼氢化物与对羟基扁桃酸钠反应生成对羟基苯乙酸钠和偏硼酸钠，偏硼酸钠在阴极表面可再生还原为硼氢化物，从而将对羟基扁桃酸钠还原反应区从阴极表面转移到阴极液中，克服了有机分子传质困难。在碱性电解液中电解还原对羟基扁桃酸钠合成对羟基苯乙酸反应过程可表示为：

将理论研究成果应用于电解合成对羟基苯乙酸创新中，本发明采取的技术方案是：

原料对羟基扁桃酸钠由乙醛酸、苯酚和氢氧化钠参照文献反应条件进行实验室合成，反应完成后用甲苯萃取分离未反应的苯酚，萃余的水相经真空浓缩，冷却、结晶、分离、洗涤、干燥，得到一水对羟基扁桃酸钠白色粉末，也可以不经干燥，分析含量后直接投料进行还原反应。

对羟基扁桃酸钠电解还原反应在板框式隔膜电解槽中进行，阴极是铅、锡或锌片，也可以是预镀铅、锡或锌的铜片；阳极是铅或铅合金片，也可以是钛基体二氧化铅电极；隔膜是全氟磺酸型或全氟羧酸型阳离子交换膜，优选Nafion324离子交换膜。优选在电解前铜阴极表面先均匀预镀铅、锡或锌的方式制作阴极，以简化电解槽制造工艺和提高阴极析氢电位。电解槽阴极室和阳极室厚度用格板控制在2-3mm，以减小电解槽电压。向阴极液贮槽中加入0.5-2mol/L氢氧化钠或氢氧化钾溶液和预镀金属的乙酸盐，向阳极液贮槽中加入0.5-2mo1/L硫酸溶液，用两台磁力泵将电解液打入电解槽阴极室和阳极室循环。实验时启动电解液循环泵，用恒流电源给电解槽通入2A电流0.5小时，使阴极表面均匀预镀上铅。