[發明專利]一種以氧化鋯-二氧化硅/石墨烯雜化材料為催化劑制備α-苯乙醇的方法

有效

• 申請號: 201410831864.8
• 申請日: 2014-12-29
• 公開（公告）號: CN104529708A
• 公開（公告）日: 2015-04-22
• 發明（設計）人: 鄧冰心;張波;姜劍鋒
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學
• 主分類號: C07C33/22
• 分類號: C07C33/22;C07C29/143;B01J21/18
• 代理公司: 杭州浙科專利事務所(普通合伙) 33213
• 代理人: 吳秉中

技術領域

本發明屬于化工合成技術領域，具體涉及一種以氧化鋯-二氧化硅/石墨烯雜化材料為催化劑制備α-苯乙醇的方法。

背景技術

α-苯乙醇是芳香化合物中應用較為廣泛的一種化合物，主要用于食用香料、各種玫瑰油、精油的合成及作為重要的藥物中間體。目前主要是從天然物中萃取、通過微生物發酵和有機合成獲得α-苯乙醇。

從天然精油中萃取，該方法原料來源有限，對精餾設備要求高。

而對于微生物發酵法生產天然級苯乙醇香料工藝研究，近年來國內外已成功研制出相關的工藝方法。華寶香化科技發展(上海)有限公司獲得了發明專利授權ZL?02137575.5,該工藝通過降解煙草中的木質素、果膠和多酚類化合物，生產苯乙醇。美國SUBBIAH?VEN公司授權專利US5919991，其以L-苯丙氨酸為原料通過微生物啤酒酵母菌Saccaromyces?cerevisiae和克魯維酵母Kluyveromyces?sinensis發酵培養和采用離子交換樹脂吸附分離法來制取天然級苯乙醇香料。專利EP1158042其以L-苯丙氨酸為原料，通過克魯維酵母Kluyveromyces?sinensis微生物發酵工藝生產天然級的苯乙醇香料。綜觀上述有關微生物發酵法生產天然苯乙醇香料工藝技術，可看出這種方法所采用的苯丙氨酸、氟苯丙氨酸等原料價格昂貴，生產成本高，不宜實現大規模工業化生產。

目前大規模的工業生產采用有機合成法以苯乙酮為原料，加氫還原制得α-苯乙醇。采用四氫化鋁鋰、硼氫化鈉或異丙醇鋁為催化劑，對苯乙酮加氫還原制備苯乙醇，但反應條件苛刻，需在無水環境進行，且反應體系為均相，產物與還原劑，催化劑之間分離困難，產品的后處理比較麻煩，并且容易造成環境污染。采用多相催化加氫的方法則可以實現產物的有效分離。常規做法以氫氣為氫源，使用負載型貴金屬（Pt、Ru、Pd）為催化劑合成，該反應的效率較高，但在反應的過程中存在苯環加氫還原、側鏈斷裂等副反應而導致C=O還原反應的選擇性低，并帶來大量的已苯副產物，而且反應條件較苛刻，催化劑昂貴，生產成本高。另外以醇作為氫源，對酮或者醛進行加氫還原反應制備相應的醇，反應條件溫和，反應溫度一般是相應醇的沸點，在常壓下就可以進行。在反應中使用的催化劑一般只對羰基進行加成反應，對其他不飽和基團沒有影響，具有高選擇性，反應后無副產物。例如公開專利CN?101792368A描述的一種活性炭堿土金屬氧化物制備α-苯乙醇的方法，該方法選擇性高及反應時間短，但堿土金屬對空氣中的水分及CO₂較為敏感，容易造成催化劑活性位失活而降低催化劑的活性，且催化劑需經高溫焙燒。CN?101530792A公布了一種負載型鋯氧化物?(ZrO₂-Mg/Al-LDO)催化劑，用于酮加氫還原制備相應的醇類化合物，活性較高，該類催化劑以焙燒鎂鋁水滑石得到的鎂鋁復合氧化物Mg/Al-LDO為載體，其制備過程需經兩次高溫焙燒，增加了催化劑制備過程的能量消耗，且氧化鋯晶粒分散均勻度受制備條件影響嚴重。CN?102190563A描述了以MCM-41負載型鋯氧化物為催化劑制備α-苯乙醇的方法，CN?102211041A公布了一種介孔分子篩負載氧化鋯-第三主族混合氧化物催化劑合成α-苯乙醇的方法，及CN?102211045A描述了苯乙酮在MCM-41介孔分子篩負載氧化鋯-稀土金屬混合氧化物催化劑上經氫轉移制備?α-?苯乙醇，以上三類方法反應條件溫和，催化劑具有高選擇性、高活性，但催化劑載體MCM-41介孔分子篩制備過程中使用大量表面活性劑，價格昂貴，載體還需高溫焙燒除去表面活性劑而排出大量有害氣體，對環境污染較大，催化劑成本較高，且制備條件復雜，不適合大規模工業化應用。

發明內容

針對現有技術中存在的上述問題，本發明的目的在于提供一種以氧化鋯-二氧化硅/石墨烯雜化材料為催化劑制備α-苯乙醇的方法，它經氫轉移使苯乙酮加氫制備α-苯乙醇，所用催化劑具有高活性和高選擇性，抗水性相對優異，制備過程簡單。

所述的一種以氧化鋯-二氧化硅/石墨烯雜化材料為催化劑制備α-苯乙醇的方法，其特征在于具體制備方法如下：常壓下以苯乙酮為原料，以醇為氫源和溶劑，以氧化鋯-二氧化硅/石墨烯雜化材料為催化劑，在45-90℃反應溫度下反應2-10h，反應結束后反應液精餾，取105-115℃的餾分，制得α-苯乙醇，所述氧化鋯-二氧化硅/石墨烯雜化材料由混合氧化物和雜化材料組成，所述混合氧化物為質量比1：0.5-20的氧化鋯與二氧化硅混合物,所述雜化材料內石墨烯摻雜量為0.2-2wt%。