[發(fā)明專利]一種制備雙環(huán)芳香化合物的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611133355.3
• 申請日: 2016-12-10
• 公開（公告）號: CN108610227B
• 公開（公告）日: 2021-02-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李昌志;代弢;張濤;王愛琴;叢昱;張波
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所
• 主分類號: C07C1/20
• 分類號: C07C1/20;C07C15/16;C07D307/36
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 馬馳

本發(fā)明涉及由2?甲基呋喃，甲醛和甲醇制備雙環(huán)芳香化學(xué)品的方法。所述方法將2?甲基呋喃和甲醛在酸催化劑作用下，于50?150℃條件下發(fā)生羥烷基化反應(yīng)，生成中間產(chǎn)物雙(5?甲基呋喃基)甲烷，于350?600℃與甲醇一起發(fā)生，環(huán)加成反應(yīng)和脫水反應(yīng)，生成雙(4?甲基苯基)甲烷的方法。反應(yīng)原料直接注射進入反應(yīng)管，或在惰性氣體的吹掃到固定床反應(yīng)器，經(jīng)過催化劑床層而獲得雙環(huán)芳香化學(xué)品；催化劑為廉價的固體酸，反應(yīng)底物2?甲基呋喃，甲醛和甲醇可由生物質(zhì)資源獲得。該過程反應(yīng)工序簡單，目標產(chǎn)物選擇性高，提供了由生物質(zhì)資源制備雙環(huán)芳香化合物的新路線。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及由2-甲基呋喃(2-methylfuran)和甲醛經(jīng)雙(5-甲基呋喃基)甲烷(bis(5-methylfuran-2-yl)methane，縮寫為BMFM)制備雙(4-甲基苯基)甲烷(di-4-methylbenzenylmethane,縮寫為DMBM)的方法。具體地說就是2-甲基呋喃和甲醛在酸催化的作用下，發(fā)生羥烷基化反應(yīng)生成雙(5-甲基呋喃基)甲烷，該中間產(chǎn)物與甲醇混合后于350-600℃依次發(fā)生甲醇制烯烴反應(yīng)、環(huán)加成反應(yīng)和脫水反應(yīng)，生成雙(4-甲基苯基)甲烷。本發(fā)明2-甲基呋喃，甲醇和甲醛可從石油資源獲得，亦可由生物質(zhì)轉(zhuǎn)化獲得，因此原料具有可再生的特點；此外，該路線通過兩步反應(yīng)獲得雙環(huán)芳香族化合物，反應(yīng)路線短、操作方便、產(chǎn)物收率高，提供了直接由生物質(zhì)平臺化合物制備雙環(huán)芳香族化學(xué)品的新方法。本發(fā)明生成的副產(chǎn)物單環(huán)化的芳香化學(xué)品，可通過進一步環(huán)加成反應(yīng)和脫水反應(yīng)生成雙環(huán)芳烴，從而進一步增加雙環(huán)芳烴收率。

背景技術(shù)

芳烴是石化工業(yè)主要的基本有機原料之一，在化纖、合成樹脂、農(nóng)藥、醫(yī)藥、塑料等眾多化工生產(chǎn)領(lǐng)域有著廣泛的用途。隨著全球聚酯行業(yè)的迅猛發(fā)展，芳烴的需求量也逐年增加。典型的芳烴生產(chǎn)方法是從石腦油催化重整獲得。目前，很難從石油中大規(guī)模獲得具有特殊結(jié)構(gòu)的雙環(huán)芳烴，開發(fā)新的合成雙環(huán)芳烴的路線，具有重要的意義。我國石油資源更多依賴進口，從石油資源中獲取芳烴或雙環(huán)芳烴得量非常少，我國煤炭資源相比石油資源更加豐富，也開發(fā)了以煤炭為原料合成甲醇，通過煤制甲醇，甲醇制芳烴，芳烴分離提取芳烴的路線(非專利文獻1)。

另一方面，近年來，化石能源日益減少，而人類對其的消耗卻日益增加，同時也帶來了一系列的環(huán)境問題。以可再生生物質(zhì)資源為原料生產(chǎn)化工產(chǎn)品和燃料成為緩解能源和環(huán)境危機的可行出路之一。此外，芳烴聯(lián)合生產(chǎn)過程需要在催化劑和高溫高壓的條件下經(jīng)過加氫、重整、芳烴轉(zhuǎn)化、分離等步驟獲得單一芳烴，工藝路線長，能耗較高，開發(fā)簡短高效的轉(zhuǎn)化技術(shù)對工業(yè)生產(chǎn)具有重要意義。

基于以上背景，近年來，全球多家能源石化公司、研究機構(gòu)和高校均對生物質(zhì)制芳烴工藝產(chǎn)生濃厚興趣。2009年，美國Gevo公司開發(fā)了以生物基異丁醇 為原料，通過脫水反應(yīng)、二聚反應(yīng)、環(huán)化脫氫反應(yīng)合成芳烴。Gevo目前與東麗公司合作正在建設(shè)工業(yè)化裝置(非專利文獻2)。UOP在其專利中(專利文獻1,專利文獻2)采用生物質(zhì)原料(葡萄糖或多糖)合成2,5-二甲基呋喃(DMF)，并與乙烯通過催化環(huán)加成(Diels-Alder)反應(yīng)生成氧雜雙環(huán)庚烯衍生物，隨后經(jīng)過開環(huán)并脫水得到對二甲苯。在非專利文獻3中公開了下述方法，利用可以由生物質(zhì)資源獲得的乙醇為原料，在酸性分子篩催化下通過脫水反應(yīng)、二聚反應(yīng)、環(huán)化脫氫等步驟，也可制備對二甲苯(非專利文獻3)。

非專利文獻1：石油化工技術(shù)與經(jīng)濟，2013,29-3-14.

非專利文獻2：Petro Chemical News,2011-11-28.

專利文獻1：CN102482177,2012-05-30.

專利文獻2：US20100331568,2010-12-30

非專利文獻3：Chemical Engineering Journal,2009,154,396-400.