[發(fā)明專利]一種堿性離子液體催化合成羥基新戊醛的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810032758.8
• 申請日: 2008-01-17
• 公開（公告）號: CN101219939A
• 公開（公告）日: 2008-07-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 原宇航;王劍;張春雷;羅鴿;邵敬銘
• 申請（專利權(quán)）人: 上海華誼丙烯酸有限公司
• 主分類號: C07C47/19
• 分類號: C07C47/19;C07C45/72;B01J31/02
• 代理公司: 上海華工專利事務(wù)所
• 代理人: 應云平;陳忠安

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種以堿性離子液體為催化劑，異丁醛與甲醛發(fā)生縮合反應生成羥基新戊醛的方法。

背景技術(shù)

羥基新戊醛又名3-羥基-2，2-二甲基丙醛，常溫下為白色晶體，是一種重要的有機中間體，主要用于生產(chǎn)新戊二醇、螺二醇等產(chǎn)品。通常羥基新戊醛是在堿性催化劑存在下，由異丁醛和甲醛經(jīng)醇醛縮合而得，其反應式如下：

目前，工業(yè)生產(chǎn)羥基新戊醛所用的堿性催化劑分為兩類：一類是氫氧化鈉、碳酸鈉等無機堿催化劑，這類催化劑的優(yōu)點是價格低廉、反應溫度低，但存在選擇性差、設(shè)備腐蝕性強等缺點，國外企業(yè)已不再使用該類催化劑，目前國內(nèi)仍有部分廠家使用這類催化劑，但將逐漸被淘汰；另一類是有機胺催化劑，這是國外羥基新戊醛工業(yè)生產(chǎn)主要使用的催化劑。美國專利US3808280采用有機胺催化異丁醛和甲醛發(fā)生縮合生成羥基新戊醛，且優(yōu)選三乙胺、三甲胺等叔胺類催化劑。有機胺類催化劑的活性及選擇性較好，且對設(shè)備腐蝕性小，但在縮合反應過程中，有機胺會與甲醛發(fā)生坎尼扎羅反應生成的有機酸發(fā)生反應，形成的胺鹽將帶入到羥基新戊醛產(chǎn)品中，這對羥基新戊醛下游產(chǎn)品的生產(chǎn)可能會帶來不利影響。例如，采用加氫工藝合成新戊二醇時，原料羥基新戊醛中殘留的胺鹽會加快加氫催化劑失活，并且在高溫條件下還會導致羥基新戊醛分解，影響產(chǎn)品收率；此外，中國專利CN98813171提出以弱堿性陰離子交換樹脂作為醇醛縮合催化劑，其中樹脂的官能團為伯胺、叔胺、仲胺中的一種或幾種，但樹脂催化劑的活性低，且反應溫度受樹脂耐熱性能的限制，影響了反應性能。世界專利WO9735825采用MgO催化異丁醛和甲醛的縮合反應，但活性及選擇性均較低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的在于針對已有技術(shù)存在的不足，提供一種反應性能好、產(chǎn)品質(zhì)量高、腐蝕性小及環(huán)境友好的羥基新戊醛合成新方法。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

一種堿性離子液體催化合成羥基新戊醛的方法，其特征在于異丁醛與甲醛在堿性離子液體催化劑的催化作用下發(fā)生縮合反應生成羥基新戊醛。該離子液體催化劑在室溫或反應條件下呈液態(tài)，其陽離子為結(jié)構(gòu)式(I)所表示的1，3-二烷基咪唑陽離子，其中R₁或R₂分別為相同或不同的C₁～C₂₀烷基，R₁優(yōu)選甲基，R₂優(yōu)選乙基、丁基或己基中的一種，陰離子為氫氧根(OH^-)、碳酸根(CO₃^2-)、碳酸氫根(HCO₃^-)或醋酸根(CH₃COO^-)中的一種。

上述離子液體催化劑的1，3-二烷基咪唑陽離子結(jié)構(gòu)式(I)中，當R₂為乙基、丁基或己基時對應的咪唑陽離子分別表示為[Emim]⁺、[Bmim]⁺和[Hmim]⁺。

本發(fā)明所述異丁醛與甲醛的縮合反應可間隙操作也可連續(xù)操作，反應條件為溫度40～120℃、壓力0.1～3MPa、異丁醛與甲醛摩爾比為0.8～2、反應時間0.5～6小時、堿性離子液體催化劑用量為原料總重量的0.5～30％；優(yōu)選為溫度70～90℃、壓力1～2MPa、異丁醛與甲醛摩爾比1～1.2、反應時間3～5小時、堿性離子液體催化劑用量為原料總重量的1～10％。反應完畢對反應液進行減壓精餾分離未反應的原料、水及產(chǎn)物，精餾塔塔釜殘留的離子液體催化劑循環(huán)使用。

與已有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點：

1)離子液體作催化劑同時兼作溶劑，提高了反應速率；

2)反應副產(chǎn)物含量低，羥基新戊醛的選擇性高；

3)催化劑幾乎沒有腐蝕性，對反應及分離裝置無特殊要求；

4)催化劑可多次循環(huán)使用。

具體實施方式

下面將以具體的實施例來加以說明，但本發(fā)明保護范圍不局限于這些實施例。

實施例1

將72克異丁醛、81克37重量％甲醛水溶液及10克[Emim]OH離子液體催化劑加入300毫升不銹鋼高壓反應釜內(nèi)，密封，攪拌條件下通入氮氣置換15min，然后緩慢升溫至90℃，于該溫度下反應5小時。結(jié)果見表1。

實施例2