一種高純度羥基乙酸晶體的製備方法
2023-06-25 00:22:21 1
專利名稱：一種高純度羥基乙酸晶體的製備方法
技術領域：
本發明涉及低濃度羥基乙酸水溶液為原料製備高純度羥基乙酸晶體的方法。
背景技術：
羥基乙酸是一種重要的有機合成中間體和化工產品，應用範圍很廣。作為新型精細化工中間體，主要用於化妝品、清洗劑、殺菌劑、生物降解新材料和日用化工等領域。在已公開的文獻中提到製備羥基乙酸的方法有日本公開平9-21684號公報的氯乙酸鹼水解、濃縮、除鹼金屬氯化物後再用水稀釋的點滲析法，由該方法所獲得的產品中氯離子很難除去，從而影響產品的質量和應用使用範圍。美國專利US4054601和中國專利公開號為CN1066650A所公開的羥基乙腈在酸性條件下水解以後用水稀釋，再用三烷基磷酸酯和二烷基醚等有機溶劑萃取和反萃取，得到羥基乙酸。中國專利CN101264394A和CN101265174A分別公開了採用三辛胺、磷酸正丁酯、正辛醇和磺化煤油組成的協同萃取劑分別含羥基乙腈水解液及其工業實施的方法。通常液液萃取處理的對象為被分離物質的稀溶液，對於高濃度羥基乙腈水解液需採用大量的純水進行溶解與稀釋，反萃取後得到的含羥基乙酸水相濃度低，由該方法所獲得的產品殘留有微量萃取劑，仍需進一步精製，否則影響產品的質量。中國專利公開號CN1724504A所公開的羥基乙腈在酸性條件下水解以後，加入甲醇酯化，並蒸出甲醇、水、羥基乙酸混合物，然後再加入水進行水解分離出羥基乙酸，採用該方法雖然恩呢該得到純度很高的產品，缺陷是酯化反應時間長、酯化率不高，造成過程收率不高且能耗大、生產成本高。中國專利號CN1944379A所公開的羥基乙腈在磷酸中水解，然後濃縮結晶除鹽，在減壓濃縮丙酮、水、羥基乙酸混合物，採用該方法，反應時間長、丙酮易揮發損失大，汙染環境、費用較高、蒸餾過程中容易形成過氧化物，大規模工業化生產安全性差。
現有的羥基乙酸製備、提純方法中，很難得到高純度的羥基乙酸晶體產品，少部分傳統結晶即使能夠得到羥基乙酸晶體，得率也非常低，大量母液只能作為低等級產品使用，大大降低了產品附加值。
發明內容
本發明的目的是為了克服現有技術存在的上述不足，提供一種高純度羥基乙酸晶體的製備方法，可以對現有各種羥基乙酸工藝的水溶液產品進行處理，羥基乙酸水溶液濃度要求不高，70%以下的溶液都可以通過濃縮達到70%以上，便於結晶，結晶經過處理後純度高，收率較高，便於提高產品附加值，同時該工藝簡單、無汙染。為了實現上述目的，本發明採用下述技術方案
一種高純度羥基乙酸晶體的製備方法，包括以下步驟
(I)以70%或70%以下的羥基乙酸水溶液為原料，先將原料羥基乙酸水溶液在低溫高真空條件下濃縮至70%或70%以上；(2)將濃縮後的羥基乙酸水溶液緩慢降溫結晶，確保低溫下及時過濾得到晶體粗品；
(3)用適當的有機溶劑反覆洗滌晶體粗品，除去晶體中少量羥基乙酸低聚合物，再將晶體低溫乾燥得到高純度的晶體。羥基乙酸極性強，與水的親和力很強，在濃縮過程中容易產生酯化反應形成交酯或者低聚物。羥基乙酸的交酯或低聚合物極性顯著降低，因此利用相似相容原則，用弱極性有機溶劑對結晶進行處理可以有效除掉結晶時晶體附著或夾雜的羥基乙酸交酯或低聚物。步驟(I)濃縮過程中絕對壓力為I IOkPa,溫度為2(T80°C。優選地，步驟(I)濃縮過程中絕對壓力為I飛kPa，溫度為2(T50°C。步驟(2)結晶過程中降溫速度在O. Γ5°0 /min之間，並且每降低5 10°C，使溫度 回升O. 5 2°C後再繼續降溫。優選地，步驟(2)結晶過程中降溫速度在O. 5^20C /min之間。步驟(I)濃縮過程採用真空低溫蒸餾或分子精餾的方法；步驟(2)中過濾採用真空抽濾或壓濾。步驟(3)中有機溶劑是毒性低，易於揮發的有機溶劑，包括低碳醇類、酮類、醚類、飽和烴類和酯類。優選地，步驟(3)中有機溶劑是丙酮或乙醚或乙酸乙酯或正己烷或環己烷。步驟(3)中低溫乾燥溫度不超過50°C。可使用低溫乾燥機實現。與現有技術相比，本發明的有益效果是
本發明所述工藝可以對現有各種羥基乙酸工藝的水溶液產品進行處理，羥基乙酸水溶液濃度要求不高，70%以下的溶液都可以通過濃縮達到70%以上，便於結晶；結晶經過處理後純度聞，收率較聞，便於提聞廣品附加值；該工藝簡單，無汙染。
具體實施例方式下面結合具體實施方式
對本發明的上述發明內容作進一步的詳細描述。但不應將此理解為本發明上述主題的範圍僅限於下述實施例。在不脫離本發明上述技術思想情況下，根據本領域普通技術知識和慣用手段，做出各種替換和變更，均應包括在本發明的範圍內。實施例I
取509. 2g70%羥基乙酸溶液，實際含量65. 71%，含部分低聚物，含水31. 06%，在絕對壓力10 kPa、50°C下分子精餾法濃縮2h，濃度達到75. 57%，含水13. 06%。按5°C /min速度緩慢降溫結晶，每降低10°C，使溫度回升1°C後再繼續降溫，降溫至_5°C析出大量晶體，壓濾得到晶體153g，晶體經低溫乾燥後分析純度為97. 49%，含有GA低聚物3. 50%。晶體用丙酮洗滌I次後，得到晶體83. 9g，衝洗低溫乾燥後分析純度為98. 64%，晶體用丙酮洗滌2次後，得到晶體37. 8g，低溫乾燥後分析純度為98. 99%。實施例2
取506. 6g70%羥基乙酸溶液，實際含量65. 71%，含部分低聚物，含水31. 06%，在絕對壓力5 kPa、40°C下分子精餾法濃縮2h，濃度達到81. 21%，含水9. 62%。按2V /min速度緩慢降溫結晶，每降低5°C，使溫度回升1°C後再繼續降溫，降溫至_5°C析出大量晶體，真空抽濾得到晶體195g，晶體經低溫乾燥後分析純度為96. 85%，含有GA低聚物3. 13%。乙醚洗滌2次後，得到晶體168. 2g,低溫乾燥後分析純度為99. 12%。實施例3
取508. Ig70%羥基乙酸溶液，實際含量65. 71%，含部分低聚物，含水31. 06%，在絕對壓力5 kPa、20°C下分子精餾法濃縮2h，濃度達到75%，含水18. 32%。按1°C /min速度緩慢降溫結晶，每降低5°C，使溫度回升O. 5°C後再繼續降溫，降溫至_5°C析出大量晶體，真空抽濾得到晶體96g，晶體經低溫乾燥後分析純度為98. 11%，含有GA低聚物I. 88%。丙酮洗滌2次後，得到晶體14. 28g,低溫乾燥後分析純度為99. 34%ο實施例4
取507. 7g70%羥基乙酸溶液，實際含量65. 71%，含部分低聚物，含水31. 06%，在絕對壓力3 kPa、50°C下減壓蒸餾法濃縮2h，濃度達到83. 13%，含水8. 54%。按3°C /min速度緩慢降溫結晶，每降低6°C，使溫度回升O. 5°C後再繼續降溫，降溫至_5°C析出大量晶體，壓濾得 到晶體214g，晶體經低溫乾燥後分析純度為92. 10%,含有GA低聚物8. 81%。乙酸乙酯洗滌2次後，得到晶體142. 2g,低溫乾燥後分析純度為98. 84%ο實施例5
取509. 7g70%羥基乙酸溶液，實際含量65. 71%，含部分低聚物，含水31. 06%，在絕對壓力8 kPa、80°C下減壓蒸餾法濃縮2h，濃度達到70. 21%，含水15. 20%。按4°C /min速度緩慢降溫結晶，每降低8°C，使溫度回升2°C後再繼續降溫，降溫至_5°C析出大量晶體，真空抽濾得到晶體173. 2g,晶體經低溫乾燥後分析純度為96. 11%，含有GA低聚物3. 88。晶體用環己烷洗滌I次後，得到晶體167. 2g，衝洗低溫乾燥後分析純度為97. 74%，晶體用環己烷洗滌2次後，得到晶體161. 8g,低溫乾燥後分析純度為98. 68%ο實施例6
取512. Ig70%羥基乙酸溶液，實際含量65. 71%，含部分低聚物，含水31. 06%，在絕對壓力I kPa、20°C下分子精餾法濃縮2h，濃度達到79. 01%，含水16. 12%。按O. 1°C /min速度緩慢降溫結晶，每降低5°C，使溫度回升2°C後再繼續降溫，降溫至_5°C析出大量晶體，壓濾得到晶體192. 8g，晶體經低溫乾燥後分析純度為98. 04%,含有GA低聚物I. 95。乙醚洗滌2次後，得到晶體174g,低溫乾燥後分析純度為99. 87%。實施例7
取504. 6g70%羥基乙酸溶液，實際含量65. 71%，含部分低聚物，含水31. 06%，在絕對壓力10 kPa、30°C下分子精餾法濃縮2h，濃度達到77. 85%，含水15. 21%。按O. 5°C /min速度緩慢降溫結晶，每降低10°C，使溫度回升1°C後再繼續降溫，降溫至_5°C析出大量晶體，壓濾得到晶體92. 3g，晶體經低溫乾燥後分析純度為98. 07%,含有GA低聚物I. 85%。晶體用正己烷洗滌I次後，得到晶體86. 4g，衝洗低溫乾燥後分析純度為98. 64%，晶體用正己烷洗滌2次後，得到晶體79. 9g,低溫乾燥後分析純度為99. 04%ο綜上所述，表明本發明所述高純度羥基乙酸晶體的製備方法可以對現有各種羥基乙酸工藝的水溶液產品進行處理，處理後純度高，收率較高，整個工藝簡單、無汙染。以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，並不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。
權利要求
1.一種高純度羥基乙酸晶體的製備方法，其特徵在於包括以下步驟 (1)以70%或70%以下的羥基乙酸水溶液為原料，先將原料羥基乙酸水溶液在低溫高真空條件下濃縮至70%或70%以上； (2)將濃縮後的羥基乙酸水溶液緩慢降溫結晶，確保低溫下及時過濾得到晶體粗品； (3)用適當的有機溶劑反覆洗滌晶體粗品，除去晶體中少量羥基乙酸低聚合物，再將晶體低溫乾燥得到高純度的晶體。
2.如權利要求I所述的高純度羥基乙酸晶體的製備方法，其特徵在於步驟(I)濃縮過程中絕對壓力為I IOkPa,溫度為2(T80°C。
3.如權利要求2所述的高純度羥基乙酸晶體的製備方法，其特徵在於步驟(I)濃縮過程中絕對壓力為I飛kPa，溫度為2(T50°C。
4.如權利要求I所述的高純度羥基乙酸晶體的製備方法，其特徵在於步驟(2)結晶過程中降溫速度在O. 1飛°0111之間，並且每降低5 101，使溫度回升0. 5 2°C後再繼續降溫。
5.如權利要求4所述的高純度羥基乙酸晶體的製備方法，其特徵在於步驟(2)結晶過程中降溫速度在O. 5^20C /min之間。
6.如權利要求I所述的高純度羥基乙酸晶體的製備方法，其特徵在於步驟(I)濃縮過程採用減壓蒸餾或分子精餾的方法；步驟(2)中過濾採用真空抽濾或壓濾。
7.如權利要求I所述的高純度羥基乙酸晶體的製備方法，其特徵在於步驟(3)中有機溶劑是毒性低，易於揮發的有機溶劑，包括低碳醇類、酮類、醚類、飽和烴類和酯類。
8.如權利要求7所述的高純度羥基乙酸晶體的製備方法，其特徵在於步驟(3)中有機溶劑是丙酮或乙醚或乙酸乙酯或正己烷或環己烷。
9.如權利要求I所述的高純度羥基乙酸晶體的製備方法，其特徵在於步驟(3)中低溫乾燥溫度不超過50°C。
全文摘要
本發明公開了一種高純度羥基乙酸晶體的製備方法，包括以下步驟(1)以70%或70%以下的羥基乙酸水溶液為原料，先將原料羥基乙酸水溶液在低溫高真空條件下濃縮至70%或70%以上；(2)將濃縮後的羥基乙酸水溶液緩慢降溫結晶，確保低溫下及時過濾得到晶體粗品；(3)用適當的有機溶劑反覆洗滌晶體粗品，除去晶體中少量羥基乙酸低聚合物，再將晶體低溫乾燥得到高純度的晶體。本發明所述工藝可以對現有各種羥基乙酸工藝的水溶液產品進行處理，羥基乙酸水溶液濃度要求不高，70%以下的溶液都可以通過濃縮達到70%以上，便於結晶；結晶經過處理後純度高，收率較高，便於提高產品附加值；該工藝簡單，無汙染。
文檔編號C07C51/42GK102964240SQ201210526850
公開日2013年3月13日 申請日期2012年12月10日 優先權日2012年12月10日
發明者賴崇偉, 李 榮, 劉旋, 蔣貴仲 申請人:西南化工研究設計院有限公司