[發明專利]用于催化縮合或偶聯目的的方法

有效

• 申請號: 201280062158.0
• 申請日: 2012-12-13
• 公開（公告）號: CN104136400A
• 公開（公告）日: 2014-11-05
• 發明（設計）人: 阿克塞爾·克拉夫特;安德烈亞斯·梅內;克拉斯·布賴特克羅伊茨;托拉爾夫·格羅斯;霍爾格·齊爾
• 申請（專利權）人: 弗勞恩霍夫應用研究促進協會;SASOL德國股份有限公司
• 主分類號: C07C1/20
• 分類號: C07C1/20;C07C9/15;C07C9/16;C07C29/34;C07C31/125;C07C45/45;C07C49/04;C10L1/02;C10L1/04;C10G3/00
• 代理公司: 北京德崇智捷知識產權代理有限公司 11467
• 代理人: 王金雙

技術領域

本發明涉及醇類或羰基化合物與CH-酸性化合物的催化縮合或偶聯的技術領域，特別是用于制備高級醇、醛、酮、芳族和/或鏈烷，及其混合物。

特別地，本發明涉及包含氧基和/或羥基功能基的有機化合物與CH-酸性化合物的催化縮合或偶聯。

此外，本發明涉及可通過本發明方法獲得的產物和產物混合物，特別是醇、醛、酮、鏈烷和/或芳香族化合物，及其混合物。

此外，本發明涉及根據本發明的產物或產物混合物作為可燃物或運輸用燃料的應用，以及作為用于私人和工業目的的化學品的應用。

最后，本發明涉及活性炭基質的應用，其設置有至少一種金屬作為用于包含氧基和/或羥基功能基的有機化合物與CH-酸性化合物的催化縮合或偶聯的催化劑。

背景技術

化學工業生產的核心問題在于用于生產高附加值化學產物的目的的長鏈非聚合化合物的合成，其源自短鏈的、廉價的以及可工業化供應的原材料，例如像表面活性劑、添加劑或其它特定的可燃組成。在這方面，特別地，高分子量醇是重要的。

舉例來說，生產高分子量醇的一種可能為所謂的Guerbet反應，其中，伯醇或仲醇特別是在堿性環境中被偶聯，并且極有可能會獲得支鏈伯醇。

在以化學家Marcel Guerbet命名的反應中，其實際是指伯醇或仲醇催化反應消除一當量的水來形成β-烷基化的二聚醇的有機反應，其中通常會使用已知的氫化作用催化劑，其例如被稱為雷尼鎳、或者堿金屬氫氧化物或堿金屬醇鹽。

源自現有技術的這些所謂的Guerbet醇的制備通常為均相催化工藝，其中主要使用堿金屬和堿土金屬催化劑的氫氧化物形式，在合成之后其必須被分離出并由此產生廢物。在所述工藝中，合成在高壓下并且在通常低于原材料的沸點的情況下進行，這就極大地限制了用于低沸點醇的方法的適用性(參見DE 693 16 349 T2、EP 0 299 720 A2、US 766 677 A、US2010/0298613A1、WO 91/04242 A1和WO 2011/054483 A1)。

通過這些高級醇，在后續的反應步驟中，可以制備其它產物，例如鏈烷。特別地，其還能夠在復合工藝中獲得具有可與航空汽油、特別是煤油相應的特性的鏈烷混合物。

由于對航空煤油(所謂的JET-A1或航空燃料)的巨大需求，全世界在2010年消耗約2億噸、僅德國就消耗超過850萬噸，對于基于生物基礎的所需要的鏈烷的供應，廣泛使用的、優良的以及可再生的原材料的轉化就是必須的。而且，特別是面對CO₂執照交易增加的背景，可持續供應的生物煤油或其混合物相對于化石產生的煤油的生產來說，對于航空工業是極其感興趣的。

通常，用作航空燃料的煤油以所謂的原油精煉中間蒸餾物的形式而獲得，尤其地，由約35wt％支鏈或直鏈的C₈-C₁₅鏈烷構成。

基于可再生原料來制造煤油的已知工藝在原理上基于植物油的氫化作用或加氫處理。然而，主要形成直鏈飽和的鏈烷，其沸點和凝固點范圍顯著不同于化石基煤油。因此，額外的異構化作用和氫化裂解步驟就是必須的。

迄今為止，仍不存在一種通過醇的直接催化縮合來制備煤油的方法，特別是不基于可再生原料。

此外，噴氣機燃料沸點范圍內的高級醇，特別是支鏈醇(被稱為Guerbet醇)和直鏈醇，以及鏈烷和鏈烯尚無法通過特別是由生物基短鏈醇不利用氫氣的一步法非均相催化縮合來制備。因此，舉例來說，脫水作用來形成鏈烯以及鏈烯的低聚合必須被設置在上游，從而以這種方式構建所需要的碳鏈。為了產生煤油，必須隨后執行氫化作用，或者為了制備醇，必須被再次執行水合作用(特別是參見EP 0 099 690 A2)。

根據現有技術，高級醇可以等價地通過醇醛縮合來制備，其中會使用均相催化劑、例如無機氫氧化物或者相類似的強堿。然而，這種途徑對于煤油制備來說迄今為止還沒有被經濟地利用。

生物基煤油的多階段制備還能夠源自生物基糠醛或其衍生物和酮、例如丙酮。然而，這種目的所需要的糠醛必須首先以復雜的方式由木質纖維素獲得。

在根據現有技術制造煤油的其它方法中，部分包含氧的化合物以這樣的方式而被使用，即所獲得的產物也不符合煤油或航空燃料、特別是噴氣機燃料的法定標準。這樣的方法例如在EP 1 218 472 A1中描述的。