[發(fā)明專利]一種由乙酰丙酸制備戊酸及戊酸酯的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201611131667.0
• 申請(qǐng)日: 2016-12-09
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106905137B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-10-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄧晉;周劍;朱瑞;徐海;張坤;謝中玉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 合肥利夫生物科技有限公司
• 主分類號(hào): C07C51/377
• 分類號(hào): C07C51/377;C07C53/126;C07C67/08;C07C69/24
• 代理公司: 合肥市長(zhǎng)遠(yuǎn)專利代理事務(wù)所(普通合伙) 34119
• 代理人: 崇鑫;劉?；?/td>

本發(fā)明提供一種由乙酰丙酸制備戊酸及戊酸酯的方法，以乙酰丙酸作為原料，加氫催化劑和三氟甲磺酸金屬鹽作為催化劑，在氫氣氛圍下進(jìn)行催化氫解反應(yīng)，得到戊酸，繼續(xù)以戊酸為原料，三氟甲磺酸金屬鹽為催化劑，加入醇類化合物進(jìn)行酯化反應(yīng)，得到戊酸酯。本發(fā)明所述由乙酰丙酸制備戊酸及戊酸酯的方法，其具有工藝簡(jiǎn)單，反應(yīng)條件溫和、產(chǎn)物收率高、易純化、環(huán)境友好等特點(diǎn)，適合大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及化工產(chǎn)品的技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種由乙酰丙酸制備戊酸及戊酸酯的方法。

背景技術(shù)

戊酸酯作為一類精細(xì)化學(xué)品具有廣泛的使用范圍，既可以作為食用香精、食品賦香劑，也可用于合成醫(yī)藥、溶劑等。同時(shí)，戊酸酯還是一類新型的生物質(zhì)燃料，具有良好的能量密度及更合適的極性，能與現(xiàn)有的運(yùn)輸燃料完全混溶，具有良好廣泛的應(yīng)用前景。目前，戊酸酯主要是由戊酸與醇發(fā)生酯化反應(yīng)制得，而戊酸則可以由生物質(zhì)平臺(tái)分子乙酰丙酸通過(guò)加氫制得。當(dāng)前的技術(shù)中，首先將乙酰丙酸加氫轉(zhuǎn)化為γ-戊內(nèi)酯，再將γ-戊內(nèi)酯轉(zhuǎn)化為戊酸，步驟比較繁雜，而且條件較為苛刻，反應(yīng)溫度和氫壓都比較大，不利于大規(guī)模工業(yè)化應(yīng)用。同時(shí)，我國(guó)當(dāng)前由戊酸制備戊酸酯的工藝中，工業(yè)合成戊酸酯主要采用濃硫酸為催化劑，催化戊酸和醇酯化而來(lái)。然而濃硫酸對(duì)設(shè)備腐蝕嚴(yán)重，后續(xù)處理工藝常產(chǎn)生廢酸廢堿等，污染環(huán)境。因此，現(xiàn)在我們需要一種安全高效、工藝簡(jiǎn)單、潔凈環(huán)保的方法來(lái)生產(chǎn)戊酸及戊酸酯。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種由乙酰丙酸制備戊酸及戊酸酯的方法，其具有工藝簡(jiǎn)單，反應(yīng)條件溫和、產(chǎn)物收率高、易純化、環(huán)境友好等特點(diǎn)，適合大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。

本發(fā)明提出了一種由乙酰丙酸制備戊酸的方法，以乙酰丙酸作為原料，加氫催化劑和三氟甲磺酸金屬鹽作為催化劑，在氫氣氛圍下進(jìn)行催化氫解反應(yīng)，得到戊酸。

其合成路線具體如下：

優(yōu)選地，所述加氫催化劑為金屬負(fù)載型催化劑，金屬優(yōu)選為Pd、Pt、Ru中的一種或者多種的組合，載體優(yōu)選為活性炭；優(yōu)選地，所述加氫催化劑為Pd/C或者Pt/C催化劑，且Pd/C或者Pt/C催化劑中的金屬負(fù)載量為0.5-10wt％；

優(yōu)選地，所述加氫催化劑的用量為乙酰丙酸的0.1-5mol％。

優(yōu)選地，三氟甲磺酸金屬鹽中的金屬價(jià)態(tài)為+1-+6價(jià)；優(yōu)選地，三氟甲磺酸金屬鹽為W(OTf)₆、Hf(OTf)₄、Al(OTf)₃、Ta(OTf)₅、Nb(OTf)₅、Zr(OTf)₄、Ce(OTf)₃、Sm(OTf)₃、Fe(OTf)₃、Ga(OTf)₃、La(OTf)₃、Er(OTf)₃中的一種或者多種的組合；

優(yōu)選地，三氟甲磺酸金屬鹽的用量為乙酰丙酸的0.1-10mol％。

優(yōu)選地，催化氫解反應(yīng)中，氫氣壓力為0.1-10MPa，優(yōu)選為3-5MPa；反應(yīng)溫度為80-250℃，優(yōu)選為100-150℃；反應(yīng)時(shí)間為1-24h，優(yōu)選為4-10h；反應(yīng)溶劑為烷烴、羧酸、醚類化合物中的一種或者多種的組合，優(yōu)選為正辛烷、二氧六環(huán)、四氫呋喃、乙酸中的一種或者多種的組合。

優(yōu)選地，還包括對(duì)戊酸進(jìn)行分離純化；優(yōu)選地，分離純化得到戊酸后還包括將催化劑回收，再進(jìn)行重復(fù)循環(huán)利用。

本發(fā)明所述由乙酰丙酸制備戊酸的方法中，在催化氫解反應(yīng)完全后，通過(guò)減壓蒸餾分離得到戊酸純品，并且分離后的催化劑可對(duì)乙酰丙酸繼續(xù)進(jìn)行催化氫解反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)催化劑的重復(fù)循環(huán)利用。