[發(fā)明專利]一種固體堿催化劑[Smim]X/SBA?15催化合成丙二醇甲醚的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610344457.3
• 申請日: 2016-05-12
• 公開（公告）號: CN105967981B
• 公開（公告）日: 2018-03-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉躍進;李蒙;劉寧;李姍姍;吳志民;駱戰(zhàn)濤;徐文質(zhì);周健;李勇飛;潘浪勝
• 申請（專利權(quán)）人: 湘潭大學(xué)
• 主分類號: C07C41/03
• 分類號: C07C41/03;C07C43/13;B01J31/02
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1.一種固體堿催化劑[Smim]X/SBA-15催化合成丙二醇甲醚的方法，其特征在于：將固體堿催化劑[Smim]X/SBA-15、反應(yīng)原料甲醇和環(huán)氧丙烷依次加入到帶有攪拌裝置的高壓反應(yīng)釜中，所加催化劑與環(huán)氧丙烷的質(zhì)量比為0.02～0.15∶1、甲醇與環(huán)氧丙烷的摩爾質(zhì)量比為3～10∶1，控制反應(yīng)壓力為0.4～1.0MPa、溫度為115～145℃，反應(yīng)2～7h后，結(jié)束反應(yīng)，冷卻，將反應(yīng)混合物在真空度為0.03～0.06MPa、溫度為40～60℃減壓蒸餾，回收過量甲醇重復(fù)使用，將蒸餾出甲醇以后的反應(yīng)混合物過濾，所得濾液即為丙二醇甲醚，濾餅經(jīng)干燥回收作為催化劑重復(fù)使用；

所述固體堿催化劑[Smim]X/SBA-15中的Smim為1-丙基(三乙氧基硅基)-3-甲基咪唑，X為堿性物質(zhì)K₂CO₃、KOAc、CH₃ONa、KOH中的任一種堿性負(fù)離子，SBA-15為介孔材料；

所述固體堿催化劑[Smim]X/SBA-15中的1-丙基(三乙氧基硅基)-3-甲基咪唑Smim與堿性負(fù)離子X的摩爾質(zhì)量比為1∶1；

所述固體堿催化劑[Smim]X/SBA-15中的堿性1-丙基(三乙氧基硅基)-3-甲基咪唑[Smim]X與SBA-15的質(zhì)量比為0.9～5∶1；

所述固體堿催化劑[Smim]X/SBA-15是通過三步負(fù)載改性而成，即先將偶聯(lián)劑3-氯丙基三乙氧基硅烷通過硅氧鍵鍵合負(fù)載到SBA-15介孔材料，再將1-甲基咪唑與負(fù)載含氯硅烷的SBA-15介孔材料發(fā)生N-烷基化反應(yīng)，最后通過浸漬堿性物質(zhì)溶液改性、干燥所得；

所述將偶聯(lián)劑3-丙基三乙氧基硅烷通過硅氧鍵鍵合負(fù)載到SBA-15介孔材料，是在惰性氣體N₂保護、10～30℃下，按照質(zhì)量份數(shù)，將1份SBA-15介孔材料、15～25份溶劑I依次加入反應(yīng)器中，攪拌混合1～2h后，再加入0.45～0.75份偶聯(lián)劑3-氯丙基三乙氧基硅烷，在90～120℃下攪拌回流20～30h后，冷卻至20～30℃，過濾，洗滌，干燥濾餅，得到負(fù)載含氯硅烷的SBA-15介孔材料；

所述將1-甲基咪唑與負(fù)載含氯硅烷的SBA-15介孔材料發(fā)生N-烷基化反應(yīng)，是在惰性氣體N₂保護、15～40℃下，按照質(zhì)量份數(shù)，將1份上述所制備的負(fù)載含氯硅烷的SBA-15介孔材料、0.4～0.7份1-甲基咪唑、15～25份溶劑I依次加入反應(yīng)器中，攪拌混合1～2h，在90～120℃攪拌回流18～26h后，冷卻至20～30℃，過濾，洗滌，干燥濾餅，得到負(fù)載1-丙基(三乙氧基硅基)-3-甲基咪唑氯化物的SBA-15介孔材料[Smim]Cl/SBA-15；

所述通過浸漬堿性物質(zhì)溶液改性，是在20～30℃下，按照質(zhì)量份數(shù)，將1份上述所制備的負(fù)載1-丙基(三乙氧基硅基)-3-甲基咪唑氯化物的SBA-15介孔材料[Smim]Cl/SBA-15、0.5～0.7份堿性物質(zhì)、15～25份溶劑II依次加入反應(yīng)器中，攪拌混合12～24h，過濾，洗滌，干燥濾餅，得到固體堿催化劑[Smim]X/SBA-15；

以上所述溶劑I均為甲苯、乙醚、丙酮、乙腈、異丙醇中的至少一種；

以上所述溶劑II是甲醇與去離子水的混合物，其體積比為0～1∶1；

以上所述洗滌均是用二氯甲烷、氯仿、丙酮、乙醚、乙醇、甲醇、去離子水中的至少一種洗滌濾餅；

以上所述堿性物質(zhì)是K₂CO₃、KOAc、CH₃ONa、KOH中的任一種；

以上所述干燥均是在60～80℃真空干燥箱中干燥16～24h。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述，其特征是所述合成丙二醇甲醚所加催化劑與環(huán)氧丙烷的質(zhì)量比為0.064～0.15∶1。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述，其特征是所述合成丙二醇甲醚所加甲醇與環(huán)氧丙烷的摩爾質(zhì)量比為4～6∶1。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述，其特征是所述制備固體堿催化劑[Smim]X/SBA-15浸漬堿性物質(zhì)溶液改性的堿性物質(zhì)是CH₃ONa、KOH中的任一種。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述，其特征是所述合成丙二醇甲醚反應(yīng)混合物過濾后的濾餅的干燥是在80～100℃真空干燥箱中干燥20～28h后，作為催化劑重復(fù)使用。