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乙醛酸是一种重要的有机化工中间体,可衍生出几十种精细化工产品。目前,其生产工艺大都以制备30%～50%的乙醛酸水溶液为主,乙醛酸水溶液由于大量水的存在,难以满足医药、食品等行业对高纯度晶体型乙醛酸产品的需要。本文以顺丁烯二酸为原料,水为溶剂,对臭氧氧化法制备晶体型乙醛酸的合成工艺进行了系统研究,并优化获得了较佳的工艺条件。确定的较佳工艺条件为:反应温度30℃,反应时间8h,顺丁烯二酸溶液质量分数30%,在1.6kPa下,减压蒸馏终温50～60℃。在上述条件下,晶体乙醛酸的收率达96%以上,产品纯度达97%以上。用离子色谱法对产品纯度进行了测定,通过FT-IR技术对所得产物的结构进行了表征。乙醛酸下游产品是市场紧俏并具有高附加值的精细化学品,本文采用晶体乙醛酸为原料,对尿囊素、对羟基苯海因和对羟基苯甘氨酸这三种市场需求量较大的乙醛酸衍生物的合成进行了研究。通过考察溶剂种类、溶剂摩尔比、催化剂种类、催化剂摩尔比、原料摩尔比、反应温度、反应时间、重结晶溶解温度、重结晶溶解时间等因素对产品收率的影响,确定了晶体乙醛酸法制备尿囊素的较佳工艺条件为:四氢呋喃/乙醇(摩尔比1∶1.5)作溶剂,H2SO4/H3PO(4摩尔比1∶1)作催化剂,n(乙醛酸)∶n(尿素)=1∶4,反应温度70℃,反应时间4h,重结晶溶解温度90℃,重结晶加热时间控制在40min以内,溶液的pH控制在3～6之间。在上述较佳反应和重结晶条件下合成的尿囊素产品收率为85.4%,产品纯度为98.9%,母液循环套用后产品收率可达87%以上。通过FT-IR、1HNMR和13CNMR等技术对所得产物的结构进行了表征。通过正交试验考察了原料摩尔比、反应温度、催化剂用量等因素对反应结果的影响,确定了晶体乙醛酸法制备对羟基苯海因的较佳反应条件为:n(乙醛酸)∶n(尿素)∶n(苯酚)=1∶2.5∶2.5,盐酸用量30ml,反应温度80℃,在上述较佳条件下,可得到白色固体状对羟基苯海因产品,其纯度达到98.5%,收率达到82.6%。另外,研究了乙醛酸溶液质量分数对反应结果的影响,结果表明其对产品收率影响不大。考察了溶剂对反应结果的影响,结果表明水作溶剂时,溶剂化作用较大,适合反应进行。产品结构经FT-IR、1HNMR、13CNMR等技术进行表征。通过考察催化剂种类、溶剂种类、原料摩尔比、反应温度、反应时间、催化剂用量等因素对反应结果的影响,确定了晶体乙醛酸法合成对羟基苯甘氨酸的较佳工艺条件为:三乙基苄基氯化铵作催化剂,水为溶剂,n(乙醛酸)∶n(苯酚)∶n(氨基磺酸)=1.0∶1.3∶1.3,反应温度70℃,催化剂用量0.002mol,反应时间8h,在上述最佳条件下,产品单程收率可达70.6%,纯度为98.7%,母液循环套用后收率可达76%以上。通过FT-IR技术对产品的结构进行表征。采用晶体乙醛酸法制备上述三种产品的研究未见文献报道,其产品收率和质量均优于文献报道的用30%～50%的乙醛酸水溶液法。