[发明专利]一种1,3-丁二醇及其制备方法

说明书

本发明提供了一种1,3‑丁二醇及其制备方法，属于有机合成技术领域。本发明提供的制备方法以乙醛为原料进行碱缩合后羧酸终止，得到碱缩合反应液；采用萃取剂将所述碱缩合反应液萃取脱盐，得到的有机相进行加氢反应，得到加氢产物；将所述加氢产物精馏，得到1,3‑丁二醇；所述萃取剂为酸酯类化合物。本发明采用醋酸酯类对碱缩合反应液进行萃取脱盐，能够脱除碱缩合反应料中的无机盐、杂质，提高最终产物的品质。实施例表明：制备得到的1,3‑丁二醇的收率为70.5～73.5％，纯度为99.71～99.82％，90℃且自然光照条件下10日色度小于2(Hazen)；在70～80℃的条件下，臭气级别为0.4～0.6。

技术领域

本发明涉及有机合成技术领域，尤其涉及一种1,3-丁二醇及其制备方法。

背景技术

1,3-丁二醇(1,3-BG)具有良好的吸湿性和水溶性，且无味、低毒(大鼠半制死量29.5g/KG，甚至远低于甘油的12.6g/KG)，因此广泛应用于食品、化妆品、增塑剂、工业脱水剂等领域。其中以食品和化妆品级对产品质量要求最为苛刻(无色透明、极低杂质含量、无气味)。

公开的专利和其他文献报道了合成1,3-丁二醇的几种不同工艺方法：①KrF激光辐照含有H₂O₂且用N₂饱和的乙醇，直接合成1,3-丁二醇；②以环氧化合物和合成气为原料，在含铑、膦催化剂条件下羰基化合成1,3-丁二醇和乙醛；③以丙烯醛和2,2-二甲基-1,3-丙二醇为原料，经羰基化、水解、加氢等一系列反应得到产物1,3-丁二醇；④以特定的菌种，对甘蔗进行生物发酵生产1,3-丁二醇的生物合成法(日本KokyuAlcohol公司)；⑤以丙烯和甲醛为原料的缩合水解法；⑥以乙醛为原料，在碱性溶液中或者碱性催化剂缩合上生产3-羟基丁醛，随后缩合液直接加氢，其中的3-羟基丁醛经加氢合成1,3-丁二醇，再经过精制获得产品，该法称为乙醛缩合加氢法；有的也考虑尝试其他加氢方式，如CN111116340A公开了利用精馏先分离出3-羟基丁醛；但是3-羟基丁醛的热敏性极高，因此收率较低，且其在商业化中极难实现。上述的工艺路线①～④或由于原料来源限制、或由于产能限制等因素，不能进行连续化工业生产。工艺路线⑤，属于典型的普林斯(Prins)加成反应，反应需要在极性溶剂和酸性催化剂条件下进行；目前研究表明以H₂SO₄、HClO₄的催化效果作为显著；但是，由于H₂SO₄、HClO₄的强腐蚀性，从而提高了设备的投资费用；虽然，可采用H⁺型阳离子交换树脂来替代H₂SO₄、HClO₄等强腐蚀性液体(CN 108586197 A)，但H⁺型阳离子交换树脂本身也是有机物质，使用中会受到氧化分解、机械性破裂、担体流出而造成有机物质的溶出，从而影响产品的质量。因此，当前主要的工业生产途径为⑥，不仅原料易得、产品质量高，且原料乙醛来自发酵酒精时，产品属于天然型，符合人们对天然产品的健康需求。

在利用工艺路线⑥制备1,3-丁二醇时，所得1,3-丁二醇的气味和色度是主要考虑的品质问题，特别是长期存放色度。目前1,3-丁二醇生产的最终产品存在轻微异味和变色，并且会有较大的精馏损失，这一问题是当前技术瓶颈。因为当1,3-丁二醇应用在食品、化妆品等与人直接接触或者存在摄入情况下，气味、色度等会高度影响最终的成品品质。许多团队就上述问题进行了多项技术革新。如US8445733B1采用专有活性炭脱色来实现色度和异味的控制，但是活性炭毫无疑问会带来固废、产品中夹带有可能的粉尘等问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种1,3-丁二醇及其制备方法。本发明提供的制备方法得到的1,3-丁二醇没有异味、色度好，尤其是存放一段时间之后，1,3-丁二醇依然均有优异的色度。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种1,3-丁二醇的制备方法，包括以下步骤：