[發明專利]一種合成二噁烷的方法

無效

• 申請號: 200910079999.2
• 申請日: 2009-03-16
• 公開（公告）號: CN101497596A
• 公開（公告）日: 2009-08-05
• 發明（設計）人: 寇元;范小兵;顏寧;陶治源;肖超賢
• 申請（專利權）人: 北京大學
• 主分類號: C07D317/12
• 分類號: C07D317/12;C07D319/06;C07D321/00;B01J23/74;B01J23/40
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司
• 代理人: 關 暢

技術領域

本發明涉及一種合成二噁烷的方法，特別是一種直接由合成氣和二元醇合成二 噁烷的方法。

背景技術

二噁烷(或環縮醛)，即2-烷基-1，3二氧戊烷、2-烷基-1，3二氧己烷、2-烷基-1，3 二氧庚烷、2-烷基-1，3二氧辛烷、2-烷基-1，3二氧壬烷或在環上有其他支鏈的雜環化 合物(如2，3，4-烷基-1，3二氧戊烷、2，3，4，5-烷基-1，3二氧己烷、2，3，4，5，6-烷基-1，3二 氧庚烷或2，3，4，5，6，7-烷基-1，3二氧辛烷)。該類化合物毒性低，沸點較高，既是一 種優良的綠色溶劑，也可作為較理想的替代燃料或燃料添加劑。目前，二噁烷主要 由醛和二元醇脫水縮合制備。但是，醛和二元醇的市場價格高，利用此路線制備二 噁烷在經濟上不利，難以實現二噁烷的大規模生產和使用。

合成氣來源廣泛，可以從煤炭、天然氣和生物質中得到。通過合成氣制備燃料， 有望在將來解決石油枯竭帶來的燃料和化學品緊缺問題。在石油資源日益短缺的今 天，從CO和H₂(合成氣)出發經由費托合成，甲醇合成等反應制備燃料和化學品 的一系列過程，越來越被人們重視。

從生物質制備多元醇，是近年來的研究熱點。多元醇被認為是未來的化學品平 臺分子。結構最簡單的多元醇是乙二醇，作為一種重要的化工原料，乙二醇2007 年全世界的產量約為1780萬噸。最近的研究表明，由纖維素出發由非貴金屬催化 劑可以高選擇性(60％)得到乙二醇。在不久的將來，由生物質大規模制備乙二醇 將成為可能。

由此可以看出，從合成氣和二元醇出發合成二噁烷的方法不僅具有原料來源廣 泛易得的優勢，而且是以生物質為原料，符合當今社會可持續發展的要求，是一條 綠色、經濟的新合成路線。

發明內容

本發明的目的是提供一種合成二噁烷的方法。

本發明提供的合成二噁烷的方法，是在過渡金屬催化劑體系的催化作用下，將 多元醇、CO和H₂進行反應而得。

該方法中，多元醇為羥基數目不小于1的醇，優選二元醇，具體可為乙二醇、 1，3-丙二醇、1，4-丁二醇、1，2-丁二醇、1，3-丁二醇、2，4-丁二醇、1，2-丙二醇、1，5- 戊二醇、1，2戊二醇、1，3戊二醇、1，4戊二醇或1，6己二醇，最優選乙二醇。金屬催 化劑的用量為二元醇摩爾用量的0.1-20％。該反應溫度為80-220℃，優選130℃； CO和H₂的總壓力為0.1-10MPa，優選3MPa；H₂與CO的摩爾比為0.5-3，優選2.0。 該反應中的多元醇即為反應介質。

該反應方程式如下所示：

該方法中所用過渡金屬催化劑體系是由過渡金屬催化劑和液體介質形成的均 勻分散體系；

所述過渡金屬催化劑是以Fe、Co、Ru、Ni、Rh、Pd、Pt或Ir中的至少一種為 中心離子的過渡過渡金屬催化劑；所述液體介質為羥基數目不小于1的醇中的任意 一種或任意幾種以任意比例混合的混合液或水與羥基數目不小于1的醇中的任意一 種或任意幾種以任意比例混合的混合液；所述多元醇優選為乙醇、乙二醇、1，2-丙 二醇、1，3-丙二醇或1，4-丁二醇中的任意一種或任意幾種以任意比例混合的混合液。

其中，以Fe、Co、Ru、Ni、Rh、Pd、Pt或Ir中的至少一種為中心離子的過渡 過渡金屬催化劑是按照如下方法制備得到的：將以Fe、Co、Ru、Ni、Rh、Pd、Pt 或Ir中的至少一種為中心的過渡金屬鹽的溶液，用氫氣、NaBH₄或KBH₄進行還原， 得到以Fe、Co、Ru、Ni、Rh、Pd、Pt或Ir中的至少一種為中心離子的過渡金屬催 化劑.