[發明專利]一種鈦酸異丙酯的電化學合成方法

有效

• 申請號: 201610306267.2
• 申請日: 2016-05-10
• 公開（公告）號: CN105970248B
• 公開（公告）日: 2018-01-16
• 發明（設計）人: 馮錦文
• 申請（專利權）人: 馮錦文
• 主分類號: C25B3/12
• 分類號: C25B3/12;C07F7/28
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種鈦酸異丙酯的電化學合成方法，屬于鈦酸酯技術領域。

背景技術

鈦酸異丙酯（英文名：Titanium tetraisopropanolate）別稱為四異丙基鈦酸酯、四異丙氧基鈦、鈦酸四異丙酮、四異丙醇鈦。化學式為C₁₂H₂₈O₄Ti，是分子量為284.22的化合物。主要用于有機合成中的酯交換反應和縮合反應的催化劑。

傳統的化學合成方法是將TiCl4與異丙醇進行交換反應，此方法原材料成本高，產率低，一般在60%左右，而且純度不易達到要求，后續步驟分離提純麻煩。

電化學合成又稱電解合成，是利用電解手段在電極表面進行電極反應從而生成新物質的一種綠色合成技術與化學合成相比，電化學合成的主要優點如下：(1)電化學合成反應無需有毒或有危險的氧化劑和還原劑“電子”本身就是清潔的反應試劑。因此，在反應體系中除原料和生成物外，通常不含有其他反應試劑，故合成產物易分離，易精制，產品純度高，副產物少，可大幅度降低環境污染。(2) 電化學合成通常在常溫、常壓下進行，反應條件溫和，能耗低，設備造價低。(3)在反應體系中,電子轉移和化學反應這兩個過程可同時進行。因此，與化學法相比，能縮短合成工藝,減少設備投資,緩解環境污染。(4)在電化學合成過程中，可通過改變電極電位合成不同的有產品，同時也可通過控制電極電位，使反應按預定的目標進行，從而獲得高純度的產物，較高的收率及選擇性。

因此通過電化學方法合成鈦酸異丙酯有可能成為一種更可靠的合成路線。

發明內容

本發明的目的是：提供一種鈦酸異丙酯的電化學合成方法，選用鈦金屬做陰、陽兩極，通過特征陽極法，選用四丙基溴化銨作為導電鹽，通過使鈦金屬陽極溶解，陰極發生還原反應來制備酸異丙酯。

技術方案是：

一種鈦酸異丙酯的電化學合成方法，包括如下步驟：

第1步，鈦金屬作為材料，制備出陰極和陽極，安裝于電解池中；

第2步，以異丙醇作為溶劑，配制出四丙基溴化銨的異丙醇溶液，加入至電解池中，并在惰性氣體條件下，通入電流進行反應；

第3步，反應結束后，對反應液進行過濾，將濾液減壓蒸餾，蒸出異丙醇后得到鈦酸異丙酯。

所述的第1步中，陰極和陽極在使用前，需要經過表面打磨、除油和活化處理。

所述的活化處理是指通過雙氧水和氫氟酸的混合溶液對陰極和陽極的表面處理。

所述的第2步中，四丙基溴化銨的異丙醇溶液的濃度是0.50mol/L。

所述的第2步中，惰性氣體選自氮氣或者氦氣。

所述的第2步中，通電反應的電流強度范圍是100～500A/m²；反應溫度50～60℃；反應時間1～3h。

所述的第3步中，減壓蒸餾的溫度控制在40～70℃。

所述的第2步中，反應過程中，還需要在電解池中加入沸石；蒸餾結束后再濾出固體物。

所述的沸石是指紅輝沸石；所述的沸石是經過改性處理，改性方法是：將80～100目之間的紅輝沸石用10%的NH₄Cl溶液80℃下浸煮12h，用2mol/L的HCl溶液浸泡3天，水洗至無Cl^-，120℃烘干，再按照固液重量比1：5于濃磷酸浸泡7天，100℃下烘干，移至瓷坩堝在微波爐加熱10min，取出冷卻后用水洗滌，再在120℃烘干，得到改性沸石。

有益效果

本發明提供的電化學合成鈦酸異丙酯的方法，具有反應收率高、產物純度高的優點。

具體實施方式

實施例1

鈦酸異丙酯的電化學合成方法，包括如下步驟：

第1步，鈦金屬作為材料，制備出陰極和陽極，再經過表面打磨、除油和活化處理；安裝于電解池中；活化可以采用常規的使鈦金屬表面活化的方法，本實施例中是采用1%氫氟酸溶液和20%的過氧化氫溶液按照1：3混合后，將電極浸泡1小時；

第2步，以異丙醇作為溶劑，配制出0.50mol/L的四丙基溴化銨的異丙醇溶液，加入至電解池中，并在氮氣條件下，通入電流進行反應，通電反應的電流強度范圍是100A/m²；反應溫度50℃，反應時間1h；

第3步，反應結束后，對反應液進行過濾，將濾液55℃下減壓蒸餾，蒸出異丙醇后得到鈦酸異丙酯。

實施例2

鈦酸異丙酯的電化學合成方法，包括如下步驟：