一种由戊二酸二甲酯制备戊二酸的方法

在有关戊二酸二甲酯阳离子交换树脂法水解研究文献中，戊二酸二甲酯只是作为二元酸二甲酯的特例，以强酸性阳离子交换树脂为催化剂，对戊二酸二甲酯-水-有机溶剂混合体系的水解行为进行了相关动力学、催化剂结构对反应影响的研究，一方面未形成完整的工艺，二是工艺过程使用了毒性的有机溶剂，对环境的影响较大。

而关于利用无有机溶剂辅助反应的戊二酸二甲酯阳离子交换树脂催化水解工艺，目前还没有相关的公开技术。

发明内容

一种由戊二酸二甲酯制备戊二酸的方法，以强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂为催化剂，以戊二酸二甲酯和水为原料经过水解催化反应制得粗产物。其中的水优选去离子水。水解过程的反应过程如下：

所述的强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂催化剂，其含水量为46-52％，全交换容量为4.5mmol/g，粒度大于或等于95％(0.315-1.25mm)。其使用量为每升反应液中含树脂100~330g。优选的使用量为130~250g。

所述的反应液中，水和戊二酸二甲酯的比例为6∶1~20∶1；优选的比例为10∶1~18∶1；水解催化反应的加热温度为90~140℃，优选的加热温度为100~130℃。反应时间为1h~8h。

所述的水解催化反应系统中还设有分馏装置，以将甲醇分出，由此进一步提高了反应速率和戊二酸而二甲酯的转化率。

所述的粗产物和强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂催化剂通过过滤得以分离。此分离步骤简便，过滤回收的催化剂可循环使用，并且保持稳定的性能。

所述的强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂催化剂在使用前必须经过活化。所述的活化过程为，将苯乙烯系阳离子交换树脂在质量百分数4-5％盐酸溶液中浸泡若干次，再在水中浸泡若干次，再吸干表面水分。

活化过程为：将树脂浸泡在质量百分数4-5％盐酸溶液中，体积比为1∶1，浸泡时间为30min，重复三次。使用时将树脂浸泡在去离子水中，体积比为1∶1，搅拌1min，分去水分，重复此过程三次，用滤纸除去表面水份，备用。

反应所得的粗产物经过在乙醇中重结晶后，可以获得高纯度戊二酸。重结晶过程所得的母液经蒸馏分离，进而循环使用，进一步增加了原料的利用率。

优势

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

(1)利用戊二酸二甲酯为原料经催化反应制得戊二酸，无需其他有机溶剂的参与，制备系统循环封闭，制备工艺对环境友好。

(2)催化水解反应中，反应速率快，催化剂活性高，用量低，催化效率高，戊二酸二甲酯的转化率可达到85％以上。

(3)反应设备简单，在常压下进行即可，反应温度温和，在水解系统中通过简易的分馏装置将甲醇分出，进一步提高催化产率和反应速率。

(4)催化剂可以通过简单的过滤步骤回收再利用，且保持稳定的催化性能。

(5)原料的初始来源是混合二元酸酯，催化剂为市售原料，成本低廉，来源方便，规模化生产易实施，具有广阔的应用前景。