[发明专利]一种乙二醛催化氧化反应萃取制备乙醛酸的方法

说明书

本发明公开了一种乙二醛催化氧化反应萃取制备乙醛酸的方法，属于催化剂与反应领域。具体操作是采用微乳法制备结构和性能可调的、SiO2包裹Pd粒子的Pd/SiO₂催化剂，以正辛醇等为稀释剂、三辛胺为萃取剂，催化乙二醛空气氧化萃取反应制备乙醛酸。反应在pH值7.3‑7.7、温度35‑50℃条件下进行，转化率达76％，乙醛酸产率达60％，产品纯度明显高于传统工业生产工艺。

技术领域

本发明涉及催化剂与反应的技术领域，尤其涉及一种乙二醛催化氧化反应萃取制备乙醛酸的方法。

背景技术

乙醛酸是一种重要的化工原料，是合成香兰素、乙基香兰素、尿囊素、对羟基苯甘氨酸、对羟基苯乙酸的重要原料，在香料、医药等合成方面具有广泛的应用。

乙醛酸由一个醛基(-CHO)与一个羧基(-COOH)构成，其结构简式为HOCCOOH，分子式C2H2O3。乙醛酸的结构式如下：

现有技术中，乙醛酸的制备方法主要有乙二醛的硝酸氧化法和草酸电解还原法，乙二醛的硝酸氧化法方法由于制备过程中产生NO_x化合物，具有强腐蚀性而受到限制，草酸电解还原的制备方法操作过程繁琐，成本高，不利于工业化生产。

目前，采用乙二醛催化氧化制备乙醛酸的报道很多，如徐峥等人(化学研究，2007，18(2)35-38)报道用V₂O₅作为催化剂，氧气作为氧化剂，将乙二醛选择氧化制备得到乙醛酸的方法，乙二醛的转化率仅为29.2％，产率13.6％，没有工业化的前景。

Sophie Hermans等人(Catalysis Letters，2005，99(1-2)：55-64)报道以A_u-P_t/C作为催化剂，乙二醛的转化率最高为36.9％，产率最高22％，同样不具备工业化的价值。可见，用金属氧化物作为催化剂，氧气作为氧化剂，将乙二醛氧化为乙醛酸的最大问题是乙二醛的转化率偏低，金属催化剂不稳定，乙醛酸的选择性低。

发明内容

基于以上现有技术的不足，本发明所解决的技术问题在于提供一种乙二醛催化氧化反应萃取制备乙醛酸的方法，以克服现有技术中乙二醛的转化率低，金属催化剂不稳定，乙醛酸的选择性低和产品纯度低等缺点。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种乙二醛催化氧化反应萃取制备乙醛酸的方法，包含如下步骤：

步骤一，制备催化剂：将表面活性剂Tween-80和正己醇按照5-15g：100mL的比例混合得到混合液A₁，然后滴加水合肼，所述水合肼与混合液A₁中的正己醇的比例为1-3g：100mL，得到混合液A；另取5-15g：100mL的Tween-80和正己醇混合得到混合液B₁，然后加入PdCl₂溶液，所述PdCl₂溶液与混合液B₁中的正己醇的比例为8mL：100mL，得到混合液B；然后将混合液A和混合液B混合，加入氨水，再加入正硅酸乙酯，在40℃条件下剧烈搅拌2h，放置8-24小时，过滤，无水乙醇洗涤，烘干即得二氧化硅包裹纳米金属Pd粒子的催化剂，

定为Pd/SiO₂催化剂；

步骤二，将30wt％乙二醛、步骤一所得的催化剂、萃取剂三辛胺和稀释剂正辛醇混合，在0.15MPa、35℃-50℃，搅拌条件下反应1-6h，过滤，滤液静置8-24h得到静置后的母液；将静置后的母液用水进行反萃取，得到溶液C；

步骤三，将步骤二所得的溶液C在0～3℃静置，过滤，滤液置于-5～-1℃的条件下保持3-8小时，过滤得到白色晶体即为乙醛酸。