[发明专利]有机强酸催化合成有机羧酸的方法

说明书

技术领域

本发明涉及有机羧酸的合成方法，特别涉及有机强酸催化合成有机羧酸的方法，属于化学领域。

背景技术

目前各生产叔碳酸的厂家基本按Koch方法进行生产，Koch反应是羰基合成法的一类典型反应，上世纪50年代德国的Koch及同事们用强酸催化剂使烯烃羰基化,形成了有名的Koch反应。60年代美国Enjay公司和Exxon公司、荷兰的Shell公司均采用三氟化硼为催化剂,实现叔碳酸的工业化生产，70年代日本国家工业研究院的改进,使得反应条件更加较温和,并于80年代实现工业化。主要是以烯(或醇)与一氧化碳反应生成相应的羧酸。以烯烃和一氧化碳作为原料为例，在酸性催化剂存在下得到有机羧酸。使用的酸性催化剂以硫酸为主，在实际生产工艺中硫酸是大大过量的，一般生产一吨目标产物需要浓硫酸2-3吨或者更高，而且用硫酸催化进行Koch合成时,产率的提高往往是以提高硫酸的用量为代价的,大量硫酸在水解工序完成后，转变为浓度在50-70%的黑色废硫酸，该废酸虽然可以通过萃取、脱色、浓缩后作为浓硫酸稀释剂部分回用（CN104058948A，2014），但是实际生产过程中萃取后的稀硫酸依旧含有少量有机物，回收使用造成烯烃聚合程度增加，目标产物收率大大降低，生产成本提高，而且废酸循环回用量很低，最多达到废酸产生量的三分之一，因此不能从根本上杜绝废酸的污染，大量废酸的累积使得相关生产企业的生产规模受到限制。

因此，寻找新的催化剂代替硫酸进行羰基合成成为行业急需解决的问题。近些年来，也有一些相关研究方面的报道：以烯烃、水和一氧化碳为原料,在浓酸-羰基铜的催化下合成叔碳酸, 反应原料中烯烃：硫酸的摩尔比为1：（6-12），应用改进的反应分离方法，一定程度上避免了现有工艺中稀硫酸排放量大、污染严重的缺陷（CN IO2718646 A），但不能从根本上杜绝废酸的污染，在利用异丁烯和一氧化碳合成特戊酸方面，利用改性强酸性离子液体作为溶剂和催化剂，改善无机酸中一氧化碳的溶解量，在低压条件下制备叔碳酸的方法（CN 105218354 A），由于离子液体价格昂贵，难以实现工业化目标；樊小彬采用磺酸树脂、五硅型硼硅酸盐沸石及SO₄^2-/ZrO₂型等固体酸催化剂，异丁烯的转化率最高达到34.8%,特戊酸产率仅能达到19.2%，也没有工业化意义（ “固体酸催化合成特戊酸研究”，河北工业大学硕士论文，2002）。

发明内容

本发明的目的在于克服目前的有机羧酸合成中环境污染严重、产率低无法产业化等方面存在的问题，提供一种有机强酸催化合成有机羧酸的方法。