一种3-羟基丙酸绿色高效的合成方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111423321A(43)申请公布日2020.07.17(21)申请号202010352713.X(22)申请日2020.04.28(71)申请人南昌大学地址330000江西省南昌市红谷滩新区学府大道999号(72)发明人王艳涛杨维冉贺良图(74)专利代理机构北京众合诚成知识产权代理有限公司11246代理人袁红梅(51)Int.Cl.C07C51/285(2006.01)C07C51/31(2006.01)C07C59/01(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图3页(54)发明名称一种3-羟基丙酸绿色高效的合成方法(57)摘要本发明涉及精细化学品领域，具体涉及一种3-羟基丙酸绿色高效的合成方法，按如下步骤：依次将四氢呋喃、溶剂、氧源以及所需气体加入到反应容器中升温至反应温度，达到反应时间后冷却到室温，加入适量水，然后减压分馏收集适当温度馏分即得3-羟基丙酸产品，产品收率可高达58％。本方法通过在温和条件下实现了3-羟基丙酸的绿色高效制备，使用原料可以较低成本从石油化工中获取，也可从生物质催化转化得到，此发明反应条件非常温和，工艺操作非常简单，产物非常容易分离，并且在工业生产中可实验溶剂的循环利用，实现了生物质平台化物3-羟基丙酸的绿色高效合成，同时也避免了工艺过程中带来的环境问题。CN111423321ACN111423321A权利要求书1/1页1.一种3-羟基丙酸绿色高效的合成方法，其特征在于，按如下步骤：依次将四氢呋喃、溶剂、氧源以及所需气体加入到反应容器中升温至反应温度，达到反应时间后冷却到室温，加入适量水，然后减压分馏收集适当温度馏分即得3-羟基丙酸产品。2.根据权利要求书1所述的一种3-羟基丙酸绿色高效的合成方法，其特征在于，氧源∶四氢呋喃摩尔比为25∶1-1∶5；四氢呋喃∶溶剂体积比为1∶1-1∶25；氧源∶溶剂摩尔比为5∶1-1∶20；反应温度为50-160℃，气体压力为10-30atm，反应时间为1-72h。3.根据权利要求2所述的一种3-羟基丙酸绿色高效的合成方法，其特征在于，氧源∶四氢呋喃摩尔比为3∶1-1∶1；四氢呋喃∶溶剂体积比为1∶1-1∶10。4.根据权利要求1或2所述的一种3-羟基丙酸绿色高效的合成方法，其特征在于，所述氧源为叔丁基过氧化氢、过氧乙酸、双氧水、氧气、空气、臭氧中的一种或多种。5.根据权利要求1或2所述的一种3-羟基丙酸绿色高效的合成方法，其特征在于，所述溶剂为水、甲醇、乙醇、1，3-丙二醇、乙腈、环己烷、1，2-二氯乙烷、氯仿、四氯甲烷、丙酮、丁酮、甲酸、乙酸、乙酸乙酯中的一种或多种。6.根据权利要求1或2所述的一种3-羟基丙酸绿色高效的合成方法，其特征在于，所述气体为氮气、空气、氧气、臭氧中的一种或多种。7.根据权利要求2所述的一种3-羟基丙酸绿色高效的合成方法，其特征在于，所述气体压力为30atm，反应温度为90-110℃，反应的时间为4-6h。2CN111423321A说明书1/4页一种3-羟基丙酸绿色高效的合成方法技术领域[0001]本发明属精细化学品领域，涉及一种3-羟基丙酸绿色高效的合成方法。背景技术[0002]随着石化资源的日渐枯竭，生物基产品的开发利用受到了越来越多的关注。2004年，美国能源部推出12种优先开发的生物基化学品，其中3-羟基丙酸(3-HP)排名第三。3-HP是由三个碳组成的无手性有机酸，与乳酸为同分异构体。3-HP中末端羟基和羧基的存在使其能够参与多种化学反应，可作为一种重要的化工原料广泛应用于材料、制药、农业等领域。如3-HP可氧化或还原制备新型聚酯单体丙二酸和1，3-丙二醇，也可脱水制备重要的聚合物原料丙烯酸。此外，3-HP本身在涂料和纺织工业中可用作表面涂料的交联剂，而聚3-HP具有优良的生物相容性和生物降解性，可用于外科手术和药物释放材料，与常规聚合物材料相较具有很强的优势。因此，绿色、高效、低成本的3-HP合成工艺研究具有广阔的应用前景以及重大的现实意义。[0003]目前，3-HP的合成方法主要分为两类：微生物转化法与化学合成法。微生物法主要以多羟基化合物(如葡萄糖，甘油等)为底物，通过构建基因工程菌实现3-HP的生产。尽管3-HP生物合成法可实现一定规模化生产，但此方法存在很多不足，如生产力低、产物分离困难、成本高等。与生物合成路线不同，化学合成法在工业化方面具有潜在优势。目前，化学合成法生产3-HP主要有丙烯酸水合法，1，3-丙二醇或3-羟基丙醛氧化法，3-羟基丙腈水解法及丙烯醇催化合成法等。[0004]1.丙烯酸水合法，是指一分子丙烯酸与一分子水发生化合作用生成3-HP。该过程中通常使用酸或碱催化。如Bhattacharyya和Das使用高氯酸作为