专利名称：一种高纯度羟基乙酸晶体的制备方法
技术领域：
本发明涉及低浓度羟基乙酸水溶液为原料制备高纯度羟基乙酸晶体的方法。
背景技术：
羟基乙酸是一种重要的有机合成中间体和化工产品，应用范围很广。作为新型精细化工中间体，主要用于化妆品、清洗剂、杀菌剂、生物降解新材料和日用化工等领域。在已公开的文献中提到制备羟基乙酸的方法有日本公开平9-21684号公报的氯乙酸碱水解、浓缩、除碱金属氯化物后再用水稀释的点渗析法，由该方法所获得的产品中氯离子很难除去，从而影响产品的质量和应用使用范围。美国专利US4054601和中国专利公开号为CN1066650A所公开的羟基乙腈在酸性条件下水解以后用水稀释，再用三烷基磷酸酯和二烷基醚等有机溶剂萃取和反萃取，得到羟基乙酸。中国专利CN101264394A和CN101265174A分别公开了采用三辛胺、磷酸正丁酯、正辛醇和磺化煤油组成的协同萃取剂分别含羟基乙腈水解液及其工业实施的方法。通常液液萃取处理的对象为被分离物质的稀溶液，对于高浓度羟基乙腈水解液需采用大量的纯水进行溶解与稀释，反萃取后得到的含羟基乙酸水相浓度低，由该方法所获得的产品残留有微量萃取剂，仍需进一步精制，否则影响产品的质量。中国专利公开号CN1724504A所公开的羟基乙腈在酸性条件下水解以后，加入甲醇酯化，并蒸出甲醇、水、羟基乙酸混合物，然后再加入水进行水解分离出羟基乙酸，采用该方法虽然恩呢该得到纯度很高的产品，缺陷是酯化反应时间长、酯化率不高，造成过程收率不高且能耗大、生产成本高。中国专利号CN1944379A所公开的羟基乙腈在磷酸中水解，然后浓缩结晶除盐，在减压浓缩丙酮、水、羟基乙酸混合物，采用该方法，反应时间长、丙酮易挥发损失大，污染环境、费用较高、蒸馏过程中容易形成过氧化物，大规模工业化生产安全性差。
现有的羟基乙酸制备、提纯方法中，很难得到高纯度的羟基乙酸晶体产品，少部分传统结晶即使能够得到羟基乙酸晶体，得率也非常低，大量母液只能作为低等级产品使用，大大降低了产品附加值。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术存在的上述不足，提供一种高纯度羟基乙酸晶体的制备方法，可以对现有各种羟基乙酸工艺的水溶液产品进行处理，羟基乙酸水溶液浓度要求不高，70%以下的溶液都可以通过浓缩达到70%以上，便于结晶，结晶经过处理后纯度高，收率较高，便于提高产品附加值，同时该工艺简单、无污染。为了实现上述目的，本发明采用下述技术方案
一种高纯度羟基乙酸晶体的制备方法，包括以下步骤
(I)以70%或70%以下的羟基乙酸水溶液为原料，先将原料羟基乙酸水溶液在低温高真空条件下浓缩至70%或70%以上；(2)将浓缩后的羟基乙酸水溶液缓慢降温结晶，确保低温下及时过滤得到晶体粗品；
(3)用适当的有机溶剂反复洗涤晶体粗品，除去晶体中少量羟基乙酸低聚合物，再将晶体低温干燥得到高纯度的晶体。羟基乙酸极性强，与水的亲和力很强，在浓缩过程中容易产生酯化反应形成交酯或者低聚物。羟基乙酸的交酯或低聚合物极性显著降低，因此利用相似相容原则，用弱极性有机溶剂对结晶进行处理可以有效除掉结晶时晶体附着或夹杂的羟基乙酸交酯或低聚物。步骤(I)浓缩过程中绝对压力为I IOkPa,温度为2(T80°C。优选地，步骤(I)浓缩过程中绝对压力为I飞kPa，温度为2(T50°C。步骤(2)结晶过程中降温速度在O. Γ5°0 /min之间，并且每降低5 10°C，使温度 回升O. 5 2°C后再继续降温。优选地，步骤(2)结晶过程中降温速度在O. 5^20C /min之间。步骤(I)浓缩过程采用真空低温蒸馏或分子精馏的方法；步骤(2)中过滤采用真空抽滤或压滤。步骤(3)中有机溶剂是毒性低，易于挥发的有机溶剂，包括低碳醇类、酮类、醚类、饱和烃类和酯类。优选地，步骤(3)中有机溶剂是丙酮或乙醚或乙酸乙酯或正己烷或环己烷。步骤(3)中低温干燥温度不超过50°C。可使用低温干燥机实现。与现有技术相比，本发明的有益效果是
本发明所述工艺可以对现有各种羟基乙酸工艺的水溶液产品进行处理，羟基乙酸水溶液浓度要求不高，70%以下的溶液都可以通过浓缩达到70%以上，便于结晶；结晶经过处理后纯度闻，收率较闻，便于提闻广品附加值；该工艺简单，无污染。
具体实施例方式下面结合具体实施方式
对本发明的上述发明内容作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于下述实施例。在不脱离本发明上述技术思想情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段，做出各种替换和变更，均应包括在本发明的范围内。实施例I
取509. 2g70%羟基乙酸溶液，实际含量65. 71%，含部分低聚物，含水31. 06%，在绝对压力10 kPa、50°C下分子精馏法浓缩2h，浓度达到75. 57%，含水13. 06%。按5°C /min速度缓慢降温结晶，每降低10°C，使温度回升1°C后再继续降温，降温至_5°C析出大量晶体，压滤得到晶体153g，晶体经低温干燥后分析纯度为97. 49%，含有GA低聚物3. 50%。晶体用丙酮洗涤I次后，得到晶体83. 9g，冲洗低温干燥后分析纯度为98. 64%，晶体用丙酮洗涤2次后，得到晶体37. 8g，低温干燥后分析纯度为98. 99%。实施例2
取506. 6g70%羟基乙酸溶液，实际含量65. 71%，含部分低聚物，含水31. 06%，在绝对压力5 kPa、40°C下分子精馏法浓缩2h，浓度达到81. 21%，含水9. 62%。按2V /min速度缓慢降温结晶，每降低5°C，使温度回升1°C后再继续降温，降温至_5°C析出大量晶体，真空抽滤得到晶体195g，晶体经低温干燥后分析纯度为96. 85%，含有GA低聚物3. 13%。乙醚洗涤2次后，得到晶体168. 2g,低温干燥后分析纯度为99. 12%。实施例3
取508. Ig70%羟基乙酸溶液，实际含量65. 71%，含部分低聚物，含水31. 06%，在绝对压力5 kPa、20°C下分子精馏法浓缩2h，浓度达到75%，含水18. 32%。按1°C /min速度缓慢降温结晶，每降低5°C，使温度回升O. 5°C后再继续降温，降温至_5°C析出大量晶体，真空抽滤得到晶体96g，晶体经低温干燥后分析纯度为98. 11%，含有GA低聚物I. 88%。丙酮洗涤2次后，得到晶体14. 28g,低温干燥后分析纯度为99. 34%ο实施例4
取507. 7g70%羟基乙酸溶液，实际含量65. 71%，含部分低聚物，含水31. 06%，在绝对压力3 kPa、50°C下减压蒸馏法浓缩2h，浓度达到83. 13%，含水8. 54%。按3°C /min速度缓慢降温结晶，每降低6°C，使温度回升O. 5°C后再继续降温，降温至_5°C析出大量晶体，压滤得 到晶体214g，晶体经低温干燥后分析纯度为92. 10%,含有GA低聚物8. 81%。乙酸乙酯洗涤2次后，得到晶体142. 2g,低温干燥后分析纯度为98. 84%ο实施例5
取509. 7g70%羟基乙酸溶液，实际含量65. 71%，含部分低聚物，含水31. 06%，在绝对压力8 kPa、80°C下减压蒸馏法浓缩2h，浓度达到70. 21%，含水15. 20%。按4°C /min速度缓慢降温结晶，每降低8°C，使温度回升2°C后再继续降温，降温至_5°C析出大量晶体，真空抽滤得到晶体173. 2g,晶体经低温干燥后分析纯度为96. 11%，含有GA低聚物3. 88。晶体用环己烷洗涤I次后，得到晶体167. 2g，冲洗低温干燥后分析纯度为97. 74%，晶体用环己烷洗涤2次后，得到晶体161. 8g,低温干燥后分析纯度为98. 68%ο实施例6
取512. Ig70%羟基乙酸溶液，实际含量65. 71%，含部分低聚物，含水31. 06%，在绝对压力I kPa、20°C下分子精馏法浓缩2h，浓度达到79. 01%，含水16. 12%。按O. 1°C /min速度缓慢降温结晶，每降低5°C，使温度回升2°C后再继续降温，降温至_5°C析出大量晶体，压滤得到晶体192. 8g，晶体经低温干燥后分析纯度为98. 04%,含有GA低聚物I. 95。乙醚洗涤2次后，得到晶体174g,低温干燥后分析纯度为99. 87%。实施例7
取504. 6g70%羟基乙酸溶液，实际含量65. 71%，含部分低聚物，含水31. 06%，在绝对压力10 kPa、30°C下分子精馏法浓缩2h，浓度达到77. 85%，含水15. 21%。按O. 5°C /min速度缓慢降温结晶，每降低10°C，使温度回升1°C后再继续降温，降温至_5°C析出大量晶体，压滤得到晶体92. 3g，晶体经低温干燥后分析纯度为98. 07%,含有GA低聚物I. 85%。晶体用正己烷洗涤I次后，得到晶体86. 4g，冲洗低温干燥后分析纯度为98. 64%，晶体用正己烷洗涤2次后，得到晶体79. 9g,低温干燥后分析纯度为99. 04%ο综上所述，表明本发明所述高纯度羟基乙酸晶体的制备方法可以对现有各种羟基乙酸工艺的水溶液产品进行处理，处理后纯度高，收率较高，整个工艺简单、无污染。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种高纯度羟基乙酸晶体的制备方法，其特征在于包括以下步骤 (1)以70%或70%以下的羟基乙酸水溶液为原料，先将原料羟基乙酸水溶液在低温高真空条件下浓缩至70%或70%以上； (2)将浓缩后的羟基乙酸水溶液缓慢降温结晶，确保低温下及时过滤得到晶体粗品； (3)用适当的有机溶剂反复洗涤晶体粗品，除去晶体中少量羟基乙酸低聚合物，再将晶体低温干燥得到高纯度的晶体。
2.如权利要求I所述的高纯度羟基乙酸晶体的制备方法，其特征在于步骤(I)浓缩过程中绝对压力为I IOkPa,温度为2(T80°C。
3.如权利要求2所述的高纯度羟基乙酸晶体的制备方法，其特征在于步骤(I)浓缩过程中绝对压力为I飞kPa，温度为2(T50°C。
4.如权利要求I所述的高纯度羟基乙酸晶体的制备方法，其特征在于步骤(2)结晶过程中降温速度在O. 1飞°0111之间，并且每降低5 101，使温度回升0. 5 2°C后再继续降温。
5.如权利要求4所述的高纯度羟基乙酸晶体的制备方法，其特征在于步骤(2)结晶过程中降温速度在O. 5^20C /min之间。
6.如权利要求I所述的高纯度羟基乙酸晶体的制备方法，其特征在于步骤(I)浓缩过程采用减压蒸馏或分子精馏的方法；步骤(2)中过滤采用真空抽滤或压滤。
7.如权利要求I所述的高纯度羟基乙酸晶体的制备方法，其特征在于步骤(3)中有机溶剂是毒性低，易于挥发的有机溶剂，包括低碳醇类、酮类、醚类、饱和烃类和酯类。
8.如权利要求7所述的高纯度羟基乙酸晶体的制备方法，其特征在于步骤(3)中有机溶剂是丙酮或乙醚或乙酸乙酯或正己烷或环己烷。
9.如权利要求I所述的高纯度羟基乙酸晶体的制备方法，其特征在于步骤(3)中低温干燥温度不超过50°C。
全文摘要
本发明公开了一种高纯度羟基乙酸晶体的制备方法，包括以下步骤(1)以70%或70%以下的羟基乙酸水溶液为原料，先将原料羟基乙酸水溶液在低温高真空条件下浓缩至70%或70%以上；(2)将浓缩后的羟基乙酸水溶液缓慢降温结晶，确保低温下及时过滤得到晶体粗品；(3)用适当的有机溶剂反复洗涤晶体粗品，除去晶体中少量羟基乙酸低聚合物，再将晶体低温干燥得到高纯度的晶体。本发明所述工艺可以对现有各种羟基乙酸工艺的水溶液产品进行处理，羟基乙酸水溶液浓度要求不高，70%以下的溶液都可以通过浓缩达到70%以上，便于结晶；结晶经过处理后纯度高，收率较高，便于提高产品附加值；该工艺简单，无污染。
文档编号C07C51/42GK102964240SQ201210526850
公开日2013年3月13日 申请日期2012年12月10日 优先权日2012年12月10日
发明者赖崇伟, 李 荣, 刘旋, 蒋贵仲 申请人:西南化工研究设计院有限公司