[發明專利]一種用于合成3，3-二甲基丁醛的催化劑及其制備方法

有效

• 申請號: 201210086153.3
• 申請日: 2012-03-28
• 公開（公告）號: CN102631928A
• 公開（公告）日: 2012-08-15
• 發明（設計）人: 黎四芳
• 申請（專利權）人: 廈門大學
• 主分類號: B01J23/80
• 分類號: B01J23/80;C07C47/02;C07C45/29
• 代理公司: 廈門南強之路專利事務所 35200
• 代理人: 馬應森

技術領域

本發明涉及一種催化劑及其制備方法，具體涉及一種用于3，3-二甲基丁醇脫氫合成3，3-二甲基丁醛的催化劑及其制備方法。

背景技術

3，3-二甲基丁醛是一種重要的有機合成中間體，可用于合成強力甜味劑紐甜。3，3-二甲基丁醛可由3，3-二甲基丁醇在2，2，6，6-四甲基-1-哌啶基氧基自由基和一種氧化劑作用下合成(中國專利號02156386.1，98808059.1)。3，3-二甲基丁醛也可由1-氯-3，3-二甲基丁烷在溴化物或碘化物存在下用二甲基亞砜氧化而合成(中國專利號998062952)。3，3-二甲基丁醛還可由3，3-二甲基-1，2-環氧丁烷在有機鋰鹽作用下進行異構化反應而得到(中國專利申請號98808907.6，98803960.5)。但上述方法所采用的原材料價格較貴，且不易獲得，反應收率也不高，造成3，3-二甲基丁醛的制備成本很高。另外，制備過程中產生大量廢棄物，對環境影響也較大。3，3-二甲基丁醛還可以通過3，3-二甲基丁醇催化脫氫得到(中國專利申請號00809749.6)，但使用的商品銅基催化劑比表面積低、活性和選擇性不能令人滿意，而且催化劑性能不穩定，很快失活。

發明內容

本發明的目的在于提供一種具有活性高、選擇性好的用于合成3，3-二甲基丁醛的催化劑及其制備方法。

所述用于合成3，3-二甲基丁醛的催化劑的組成為氧化銅、氧化鋅、氧化鋇和二氧化硅，各組成的質量分數分別為：氧化銅0.01～02，氧化鋅0.01～02，氧化鋇0.005～0.1，二氧化硅0.5～0.975。

所述用于合成3，3-二甲基丁醛的催化劑的制備方法包括以下步驟：

1)將32～40份乙二醇和2～10份乙酰丙酮混合后加熱，再加入0.5～5.5份Cu(NO₃)₂·3H₂O、0.6～6.5份Zn(NO₃)₂·6H₂O和0.15～1.5份Ba(NO₃)₂，得混合物A；

2)在混合物A中加入19～55.25份的正硅酸四乙酯后，再加入4.5～8.5份的水和5～9份的乙醇，得粘稠溶液，再靜置后轉變為凝膠；

3)將凝膠干燥后煅燒，即得用于合成3，3-二甲基丁醛的催化劑。

在步驟1)中，所述加熱的溫度可為70～90℃；所述再加入0.5～5.5份Cu(NO₃)₂·3H₂O、0.6～6.5份Zn(NO₃)₂·6H₂O和0.15～1.5份Ba(NO₃)₂后最好保持溫度70～90℃攪拌1～10h。

在步驟2)中，所述在混合物A中加入19～55.25份的正硅酸四乙酯后最好攪拌1～5h，再加入4.5～8.5份的水和5～9份的乙醇；所述靜置的時間可為8～24h。

在步驟3)中，所述干燥的條件可為：將凝膠在80～120℃下干燥10～24h；所述煅燒的條件可為在300～600℃下煅燒2～5h。

本發明所述用于合成3，3-二甲基丁醛的催化劑是用于3，3-二甲基丁醇催化脫氫合成3，3-二甲基丁醛，催化劑裝填在固定床反應器中，3，3-二甲基丁醇經汽化后進入反應器，反應在溫度200～280℃、壓力0.1～0.5MPa、3，3-二甲基丁醇質量空速0.1～1.2h^-1的條件下進行。催化劑使用前需經氫氣還原活化。

本發明的催化劑的比表面積在500m²/g以上，孔容在0.62cm³/g以上，遠高于中國專利申請號00809749.6公開的催化劑的比表面積(26.6m²/g)和孔容(0.118cm³/g)。與現有技術相比，本發明的催化劑具有較高的活性和選擇性，3，3-二甲基丁醇的轉化率98％以上，3，3-二甲基丁醛的選擇性98.5％以上。催化劑穩定性也較好。應用本發明的催化劑催化3，3-二甲基丁醇脫氫制備3，3-二甲基丁醛，無需溶劑，無三廢排放，副產的氫氣還可用于下一步紐甜的合成，因而是低成本和環境友好的方法。

具體實施方式

以下實施例將對本發明作進一步說明：

實施例1