[發明專利]合成對甲基苯甲醛的催化劑

有效

• 申請號: 201710934647.5
• 申請日: 2017-10-10
• 公開（公告）號: CN109647508B
• 公開（公告）日: 2022-04-01
• 發明（設計）人: 王艷紅;肖忠斌;楊運信
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司上海石油化工研究院
• 主分類號: B01J31/02
• 分類號: B01J31/02;C07C45/50;C07C47/542
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及合成對甲基苯甲醛的催化劑。主要解決現有技術中存在的甲苯轉化率以及對甲基苯甲醛收率低的問題，本發明通過采用合成對甲基苯甲醛的催化劑，所述的催化劑包括離子液體和稀土鹽，所述離子液體選自具有下式所述結構式的離子液體，其中R₁和R₂獨立選自C1～C4烷基，X選自PF₆、SbF₆、AlCl₄、BF₄、PF₄、CF₃COO、CF₃SO₃和(CF₃SO₂)₂N中的至少一種的技術方案，較好的解決了該技術問題，可用于對甲基苯甲醛的工業生產中。

技術領域

本發明涉及合成對甲基苯甲醛的催化劑。

背景技術

對甲基苯甲醛是烷基芳香醛中的一種，即4-甲基苯甲醛(p-Tolualdehyde，簡稱PTAL)，是無色或淡黃色透明液體，有溫柔的花香和杏仁香氣，對眼睛和皮膚有一定的刺激性。對甲基苯甲醛可以高選擇性地氧化合成對苯二甲酸，同時也是一種重要的有機合成中間體，在精細化工和醫藥領域應用廣泛。

對甲基苯甲醛的合成方法主要有直接高溫氧化法、間接電合成法和羰基化法。

直接高溫氧化法是以對二甲苯為原料，經光溴化、堿性水解、雙氧水/氫溴酸混合液氧化制得PTAL。該工藝雖然原料易得、操作簡單，但是芳烴利用率低、工藝繁瑣、總轉化率較低(26.7％)(熊正常,金寧人,胡惟孝,等.對甲基苯甲醛的合成研究[J].浙江工業大學學報,1999,27(4)；334-337.)。

間接電合成法是在電解槽內催化氧化對二甲苯制備PTAL，該方法簡單、產率較高、副反應少、排污少、環保又節約資源，但是由于其所用催化劑價格昂貴、設備復雜，制約了其工業化發展(唐鐸,王彩紅,李彥威.槽外式在線超聲間接電合成苯甲醛/對甲基苯甲醛的工藝改進[J].太原理工大學學報,2015,46(1):6-10.)。

羰基化法是將甲苯與CO催化羰基化合成PTAL。該工藝以CO為羰基化試劑，B-L復合液體酸類催化劑、固體超強酸類催化劑和離子液體類催化劑中的一種為催化劑，其反應實質是酸催化下CO對甲苯的親電取代反應，稱之為伽特曼-科赫(Gattermann-Koch)合成反應。該方法原子利用率高、工藝簡單、原料CO成本低，具有良好的市場前景。美國杜邦公司、日本三菱瓦斯公司、美國埃克森美孚公司等先后對該工藝開展了研究。與B-L復合液體酸類、固體超強酸類催化劑相比，離子液體催化的甲苯和CO的選擇性羰基化反應的催化活性有了顯著提高。Saleh以[emim]Cl/AlCl₃(x_AlCl3＝0.75)為催化劑，IL/甲苯的質量比為8.5/1.8，室溫下，保持CO分壓8.2Mpa，反應1h，實現了66％的甲苯轉化率和89.1％的PTAL選擇率(Saleh RY,Rouge B.Process for making aromatic aldehydes using ionic liquids[P].US:6320083,2001-11-20.)。其進一步的應用在于將經分離得到的PTAL經氧化合成對苯二甲酸，在工業聚酯的生產中作為單體使用，需求量較大。但是，上述專利中存在催化劑用量大、甲苯轉化率低以及對甲基苯甲醛收率低的問題。

發明內容

本發明所要解決的技術問題之一是甲苯轉化率以及對甲基苯甲醛收率低的問題，提供一種新的合成對甲基苯甲醛的催化劑，該催化劑具有甲苯轉化率高和對甲基苯甲醛收率高的特點。

本發明所要解決的技術問題之二是上述催化劑的應用。

為了解決上述問題之一，本發明采用的技術方案如下：

合成對甲基苯甲醛的催化劑，所述的催化劑包括離子液體和稀土鹽，所述離子液體選自具有下式所述結構式的離子液體：