[其他]電解法合成癸二酸

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 85102594
• 申請日: 1985-04-01
• 公開（公告）號: CN85102594B
• 公開（公告）日: 1988-09-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 桂偉志
• 申請（專利權(quán)）人: 南開大學(xué)
• 主分類號: C25B3/02
• 分類號: C25B3/02;C07C55/20
• 代理公司: 南開大學(xué)專利事務(wù)所
• 代理人: 譚海安,解松凡

本發(fā)明涉及癸二酸的生產(chǎn)方法-化學(xué)電解法。

Korman，E.P及其同事們曾報導(dǎo)過由己二酸單酯經(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)沒提及用癸二酸二甲酯水解而制備癸二酸的方法。

美國專利3，896，011曾報導(dǎo)過由己二酸單酯電解成癸二酸二甲酯時，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，水解轉(zhuǎn)化率可達(dá)99.3%，但高壓水解對生產(chǎn)設(shè)備的要求很高，而且消耗熱能也大。上述兩專利文獻(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，該法無論在電解、水解及純化過程中，都必須簡單易行，而且生產(chǎn)設(shè)備力求簡單，得到的產(chǎn)品（癸二酸）必須是優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的。

本發(fā)明的電解過程如下：

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

陰極H⁺+e/H₂↑

在電解過程中采用間歇式電解法，陽極和陰極室用陽離子交換樹脂膜隔開。電解時，陽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，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)酸型苯乙烯系陽離子交換樹脂（南開大學(xué)化工廠生產(chǎn)，商品牌號為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1.25摩爾單酯溶液為93%，對0.63摩爾單酯溶液為85%，二甲酯的熔點為26.4℃，與參考文獻(xiàn)〔3〕的報導(dǎo)相符，其紅外光譜諸峰值（見圖2）也符合文獻(xiàn)〔4〕的報導(dǎo);從癸二酸二甲酯水解后得到的癸二酸的熔點為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（見圖3）;本發(fā)明利用樹脂的酸堿催化與選擇吸附兩種功能，將樹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)境污染等問題。又由于采用常壓水解，省去了生產(chǎn)過程中的高壓設(shè)備，并降低了能耗。

實例1

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

＊陽極與陰極距離為1-2mm。

把120克己二酸單酯溶于450克甲醇中，加入9克水和21克KOH，混勻后則可得到1.25摩爾的己二酸單酯溶液，把140毫升該溶液裝入陽極室，而在陰極室內(nèi)裝入該溶液80毫升，使用2cm²鉑片做陽極，而陰極為固定于玻璃上的鉑片，兩極距離為2mm。電解時，開始電位為2.04伏，5小時后，可把電位控制在2.45～2.75之間。待提高電位也不能使電流增加時，即為電解終點。