本發(fā)明涉及有機合成技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及一種非金屬催化雙氧水氧化制備低碳脂肪酸的方法。
背景技術(shù):
低碳脂肪醇如1-丙醇、1-丁醇、異丁醇、2-甲基丁醇、3-甲基丁醇等廣泛存在于谷類作物經(jīng)發(fā)酵制取乙醇及啤酒的主要副產(chǎn)物雜醇油中,是制備生物質(zhì)低碳脂肪酸的重要原料。脂肪醇制備脂肪酸是有機合成中重要的反應(yīng)之一,同時也具有挑戰(zhàn)性。傳統(tǒng)制備方法包括堿脫氫法和氧化法,其中堿脫氫法需高溫、高壓反應(yīng),能耗大,反應(yīng)產(chǎn)物以鈉鹽形式存在,必須用等摩爾酸中和,污染較大,而脂肪醇氧化法,國內(nèi)外則進(jìn)行了廣泛的研究:1.硝酸氧化脂肪醇法,該法主要缺點是:強酸性介質(zhì)、設(shè)備腐蝕嚴(yán)重、大量含酸廢水產(chǎn)生、氮氧化合物廢氣產(chǎn)生,且硝酸氧化,有副產(chǎn)物腈類化合物產(chǎn)生,難以分離;2.使用化學(xué)計量的高錳酸鉀、二氧化錳、三氧化鉻、次氯酸鈉等氧化劑氧化,產(chǎn)生大量無機氧化物或鹽,污染嚴(yán)重。近年來,隨著綠色化學(xué)的提出,以生態(tài)環(huán)境意識為指導(dǎo),研究對環(huán)境沒有(或盡可能小的)副作用,在技術(shù)上和經(jīng)濟上可行的化學(xué)品和化學(xué)過程,它是化學(xué)未來發(fā)展的方向。關(guān)于脂肪醇催化氧化制備酸的文獻(xiàn)大量涌出,如空氣或氧氣催化氧化脂肪醇制備脂肪酸,存在催化劑制備成本高、一次性投入成本高、氧化產(chǎn)物雜質(zhì)多、分離精餾設(shè)備要求高等缺點;而采用雙氧水氧化法,主要以鎢酸鈉、相轉(zhuǎn)移催化劑為催化載體進(jìn)行氧化脂肪醇制備脂肪酸,以價格相對比較便宜的烷基鹵化銨為載體相轉(zhuǎn)移催化劑易導(dǎo)致氧化過程中形成鹵代烷,影響產(chǎn)品質(zhì)量,而目前大量采用的硫酸氫鹽相轉(zhuǎn)移催化劑,催化劑制備復(fù)雜、污染嚴(yán)重、成本高。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的是提供一種低碳脂肪酸的制備方法,解決現(xiàn)有低碳脂肪酸制備成本高,產(chǎn)生的副產(chǎn)物多,污染嚴(yán)重等問題。本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種低碳脂肪酸的制備方法,該方法以水為溶劑,尿素為催化劑,雙氧水為氧化劑氧化低碳脂肪醇制備低碳脂肪酸的方法。該方法中所述尿素、低濃度雙氧水與低碳脂肪醇的摩爾比為0.1~1:2~5:1,并在0~50℃的環(huán)境下氧化反應(yīng)時間5~20h獲得。具體的,所述低碳脂肪醇為1-丙醇、1-丁醇、異丁醇、2-甲基丁醇或3-甲基丁醇。所述低碳脂肪醇用水做溶劑,水與低碳脂肪醇的重量比為0~5:1。所述雙氧水的濃度為5-30%。所述尿素、雙氧水與低碳脂肪醇最佳摩爾比0.5:3:1。所述反應(yīng)具體操作過程如下:稱...