[其他]電解法合成癸二酸

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 101985000002594
• 申請(qǐng)日: 1985-04-01
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN85102594B
• 公開(kāi)（公告）日: 1988-09-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 桂偉志
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 南開(kāi)大學(xué)
• 代理公司: 南開(kāi)大學(xué)專(zhuān)利事務(wù)所
• 代理人: 譚海安;解松凡

本發(fā)明涉及生產(chǎn)癸二酸的方法－－化學(xué)電解法。它是以己二酸單酯為原料，經(jīng)電解氧化法而合成癸二酸二酯，后者經(jīng)水解、純化后得到純度較好的癸二酸。其癸二酸的收率高達(dá)８５－９３％，電流效率達(dá)９１％以上。

本發(fā)明涉及癸二酸的生產(chǎn)方法-化學(xué)電解法。

Korman，E.P及其同事們?cè)鴪?bào)導(dǎo)過(guò)由己二酸單酯經(jīng)電解合成癸二酸甲酯〔1〕，但其產(chǎn)物已達(dá)38.4～65.6%，電流效率只達(dá)50%，而且，該文獻(xiàn)沒(méi)提及用癸二酸二甲酯水解而制備癸二酸的方法。

美國(guó)專(zhuān)利3，896，011曾報(bào)導(dǎo)過(guò)由己二酸單酯電解成癸二酸二甲酯時(shí)，是使電解液在55°～60℃下，以2米/秒的速度循環(huán)，并不斷補(bǔ)充己二酸單酯的方法。該法的電流效率可達(dá)88.5～92.6%，癸二酸二甲酯的收率最高為93.8%，但料液循環(huán)和連續(xù)計(jì)量需要一套復(fù)雜的設(shè)備;U.S.4，237，317提出了把電解后得到的癸二酸二甲酯分離純化后，以癸二酸作催化劑把癸二酸二甲酯進(jìn)行水解，水解是在7-9kg/cm²的壓力和180℃的溫度下進(jìn)行8小時(shí)，水解轉(zhuǎn)化率可達(dá)99.3%，但高壓水解對(duì)生產(chǎn)設(shè)備的要求很高，而且消耗熱能也大。上述兩專(zhuān)利文獻(xiàn)也曾提到使用常壓水解的辦法，但必須使用18-24%的硝酸溶液作催化劑。

本發(fā)明的目的是尋求一種由己二酸單酯電解成癸二酸二甲酯，后者經(jīng)水解純化而制得癸二酸的方法，該法無(wú)論在電解、水解及純化過(guò)程中，都必須簡(jiǎn)單易行，而且生產(chǎn)設(shè)備力求簡(jiǎn)單，得到的產(chǎn)品（癸二酸）必須是優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的。

本發(fā)明的電解過(guò)程如下：

陽(yáng)極^-OOC（CH₂）₄COOCH₃-e/1/2CH₃OOC（CH₂）₈COOCH₃+CO₂↑

陰極H⁺+e/H₂↑

在電解過(guò)程中采用間歇式電解法，陽(yáng)極和陰極室用陽(yáng)離子交換樹(shù)脂膜隔開(kāi)。電解時(shí)，陽(yáng)極既可能有己二酸單酯的陰離子放電而析出CO₂氣體，也可能有水分子放電而析出O₂氣體。為了防止水分子放電，根據(jù)測(cè)定溶液極化曲線及參考文獻(xiàn)〔2〕所述，水分子放電在2.2伏以下，因此在電解時(shí)，應(yīng)使電位控制在2.2伏以上。當(dāng)電解完后，用正己烷-水體系進(jìn)行萃取，產(chǎn)物癸二酸二甲酯進(jìn)入正己烷油層內(nèi)，其它物質(zhì)進(jìn)入水層，然后從正己烷中即可蒸餾出癸二酸二甲酯，后者用大孔強(qiáng)酸型苯乙烯系陽(yáng)離子交換樹(shù)脂（南開(kāi)大學(xué)化工廠生產(chǎn)，商品牌號(hào)為D₇₂）作催化劑進(jìn)行常壓水解，即可得到癸二酸：H₃COOC（CH₂）₈COOCH₃+2H₂O樹(shù)脂/HOOC（CH₂）₈COOH+2CH₃OH

本發(fā)明由于采用間歇式電解法，省去了循環(huán)料液和連續(xù)計(jì)量的復(fù)雜設(shè)備;由于所用電解電位在2.3～3.2伏的范圍內(nèi)，基本上防止了水分子的放電反應(yīng)，使電流效率達(dá)91%以上;本發(fā)明得到的癸二酸二甲酯的收率對(duì)1.25摩爾單酯溶液為93%，對(duì)0.63摩爾單酯溶液為85%，二甲酯的熔點(diǎn)為26.4℃，與參考文獻(xiàn)〔3〕的報(bào)導(dǎo)相符，其紅外光譜諸峰值（見(jiàn)圖2）也符合文獻(xiàn)〔4〕的報(bào)導(dǎo);從癸二酸二甲酯水解后得到的癸二酸的熔點(diǎn)為133～134℃，也與文獻(xiàn)〔3〕相符，其紅外吸收峰的位置與文獻(xiàn)〔5〕完全一致（見(jiàn)圖3）;本發(fā)明利用樹(shù)脂的酸堿催化與選擇吸附兩種功能，將樹(shù)脂先后用于水解反應(yīng)與吸附分離中，不僅獲得良好的技術(shù)效果，而且還可以防止設(shè)備的蝕與環(huán)境污染等問(wèn)題。又由于采用常壓水解，省去了生產(chǎn)過(guò)程中的高壓設(shè)備，并降低了能耗。

實(shí)例1

按圖1安裝好電解槽，其中圖面說(shuō)明如下：1.恒溫水套 2.恒溫水入口 3.恒溫水出口 ＊4.陽(yáng)極（鉑工作電極） 5.陰極（鉑輔助電極） 6.磨口溫度計(jì)（法蘭盤(pán)式） 7.毛細(xì)管 8.冷凝管 9.出料口 10.攪拌磁子 11.陽(yáng)離子樹(shù)脂隔膜。

＊陽(yáng)極與陰極距離為1-2mm。