[发明专利]一种由低碳醇制备低碳酸的方法

说明书

本发明提供了一种由低碳醇制备低碳酸的方法，具体本发明提供了一种在均相反应体系中，通过催化氧化低碳醇，制备低碳酸的方法，所述催化氧化反应的氧化剂为过氧化氢，或叔丁基过氧化氢，催化剂为水溶性或醇溶性的磷钨杂多酸盐或钨酸类的催化剂。本发明提供的技术方案制备方法简单，生产成本低，环境友好，产品收率高。

技术领域

本发明涉及化学合成领域，具体涉及一种由低碳醇制备低碳酸的方法；更具体的涉及在均相反应体系中，通过催化氧化低碳醇，制备低碳酸的方法。

背景技术

对于醇氧化成羧酸有很多研究，其中比较环保的是以O₂或者H₂O₂为氧化剂等方法。以O₂为氧化剂的方法中，近年有报道O₂/Fe(NO₃)₃/TEMPO体系（Journal of the AmericanChemical Society, 138 (27), 8344-8347, 2016），但是由于TEMPO较为昂贵，此方法并不适用于一些附加值较低的产品。还有其它一些报道，例如，负载Pd催化剂（ChemCatChem，8（7），1269-1273， 2016）或者负载Pt催化剂催化O₂直接氧化醇到羧酸（ChemCatChem，8（19），3314-3322， 2015），但这些方法存在催化剂制备困难，价格昂贵或者反应效率低等问题，离实际生产应用还有一些距离。负载V₂O₅催化剂催化O₂直接氧化醇到羧酸，反应温度需要达到110-230^oC (Catalysis Today, 229 (Part-1), 95-106, 2017. Journal of Catalysis,338, 82-93, 2016)，一方面反应温度过高，另一方面反应的选择性不高，副反应多。

以H₂O₂为氧化剂的方法中，比较有代表性的是Venturello报道的磷钨杂多酸盐催化剂[CH₃(n-C₈H₁₇)₃N]₃PO₄[WO(O₂)₂]₄/H₂O₂ (J. Org. Chem., 56, 5924, (1991))和Noyori报道的Na₂WO₄/H₂O₂ (Bull . Chem. Soc. Jpn., 72, 2287-2306 (1999))体系。Venturello报道的方法中，催化剂是溶解在氯代烃类的有机溶剂中，而氧化剂是过氧化氢水溶液，反应是在两相体系中进行，一方面使用的氯代烃类有溶剂对环境污染较大，另一方面，反应速率慢，反应不彻底。Noyori报道的方法中反应也是在两相体系中进行，需要用到相转移催化剂。

由于低碳酸的附加值较低，采用较贵的催化剂不适合工业化生产。而现有技术中，未见有报道将低碳醇在均相反应体系中制备低碳酸的方法，因此开发一种生产成本低，反应效率高，环境友好，并适合工业化生产的由低碳醇制备低碳酸的方法，仍是本领域亟待解决的问题。其对我国的化工业发展，以及解决目前现有技术对环境造成的污染问题，具有显著的意义。

发明内容

本发明提供了一种低碳酸的制备方法，其特征在于，所述方法包含在均相体系中将低碳醇通过催化氧化反应，制备相应的低碳酸，所述低碳醇为乙醇、正丙醇、正丁醇或异丁醇，所述催化氧化反应的氧化剂为过氧化氢，或叔丁基过氧化氢，催化剂为水溶性或醇溶性的磷钨杂多酸盐或钨酸类的催化剂。