[發明專利]一種催化合成丙二醇單甲醚的方法、以及丙二醇單甲醚

在審

• 申請號: 201711159321.6
• 申請日: 2017-11-20
• 公開（公告）號: CN107879901A
• 公開（公告）日: 2018-04-06
• 發明（設計）人: 楊鵬飛;茍永霞;謝恒來;徐曉偉;侯紅霞;王建偉;王勝偉
• 申請（專利權）人: 山東玉皇化工有限公司
• 主分類號: C07C41/02
• 分類號: C07C41/02;C07C43/178
• 代理公司: 北京超凡志成知識產權代理事務所(普通合伙)11371
• 代理人: 錢學宇

技術領域

本發明涉及精細化工領域，具體而言，涉及一種催化合成丙二醇單甲醚的方法、以及丙二醇單甲醚。

背景技術

二元醇醚是環氧化合物的重要工業衍生物之一，有“萬能”溶劑之稱,主要分為丙二醇醚和乙二醇醚兩大系列。由于二元醇醚的結構中既含有醚鍵，也含有羥基或酯基，能溶解油性和水性化合物，是優良的工業溶劑。過去的幾十年里，二元醇醚中以乙二醇醚系列產品應用更廣泛，特別是乙二醇丁醚，但自1982年歐洲化學工業和毒理中心(ECET℃)發表了有關乙二醇醚產品的毒性研究報告之后，乙二醇醚類產品使用受到了限制。而丙二醇醚與乙二醇醚的物理性質、化學性質類似，如丙二醇醚和乙二醇醚都能完全溶解在水中，具有相似的吸濕性、比熱、表面張力、密度等，某些揮發性和溶解度也相似，但其毒性遠遠低于乙二醇醚，因此丙二醇醚正逐步取代乙二醇醚成為日益廣泛使用的溶劑，廣泛應用于涂料、電子化學品、燃料等行業。其中氣味溫和的丙二醇甲醚應用更為廣泛。

丙二醇甲醚(PM)的主要合成路線是環氧丙烷(PO)和甲醇在催化條件下制備。由于環氧丙烷分子結構的不對稱性，環氧丙烷與甲醇反應可以得到兩種同分異構體，即伯醚和仲醚。伯醚毒性較仲醚更低，且性能更優異，因此產品中伯醚含量越高越好。

傳統的均相酸堿催化劑存在易腐蝕設備、成本高、產物難分離、副產物多、催化劑難以再回收利用等缺點，因此需要開發新型高效環境友好型固體酸堿催化劑。CN1762578A公開了一種以負載型固體堿催化劑用于丙二醇醚合成的過程，以氟化鉀、硝酸鉀、碳酸鉀中的一種負載到金屬氧化物上制備而成，具有制備簡單，活性和選擇性較高等優點，但并未提及催化劑使用壽命問題。CN103012077B公布了一種以多金屬含氧酸/多金屬含氧酸鹽/鈦硅分子篩為催化劑合成丙二醇醚的過程，具有環氧丙烷轉化率高，丙二醇單甲醚選擇性好等優點，但伯醚/仲醚異構比例低。

發明內容

本發明的第一目的在于提供一種催化合成丙二醇單甲醚的方法，該方法將強堿性陰離子交換樹脂作為催化劑，得到高含量的丙二醇單甲醚，反應條件溫和，催化劑用料少，丙二醇單甲醚選擇性高，伯醚收率高。

本發明的第二目的在于提供一種由上述方法制備的丙二醇單甲醚，這種丙二醇單甲醚中伯醚/仲醚異構比例高，性能更加優異。

為了實現本發明的上述目的，特采用以下技術方案：

一種催化合成丙二醇單甲醚的方法，其包括：

將強堿性陰離子交換樹脂、甲醇和環氧丙烷混合成反應液，將反應液置于反應容器中于80～150℃下反應。

一種上述方法合成的丙二醇單甲醚。

與現有技術相比，本發明的有益效果例如包括：

本發明提供的這種催化合成丙二醇單甲醚的方法，其合成機理如下：

催化劑的酸堿性影響著環氧丙烷的開環方向，本發明采用強堿性陰離子交換樹脂作為催化劑，價廉易得，反應條件溫和；催化劑用料少、且穩定性較好，使用壽命長，催化劑失活后可再生。所合成得到的丙二醇單甲醚中伯醚選擇性高，伯醚收率高。由此解決了固體酸催化劑伯醚選擇性低的問題，也解決了常規固體堿催化劑壽命短易失活的問題。

具體實施方式

下面將結合實施例對本發明的實施方案進行詳細描述，但是本領域技術人員將會理解，下列實施例僅用于說明本發明，而不應視為限制本發明的范圍。實施例中未注明具體條件者，按照常規條件或制造商建議的條件進行。所用試劑或儀器未注明生產廠商者，均為可以通過市售購買獲得的常規產品。

本實施方式提供一種催化合成丙二醇單甲醚的方法，其包括：

將強堿性陰離子交換樹脂、甲醇和環氧丙烷混合成反應液，將反應液置于反應容器中于80～150℃下反應。

進一步的，該強堿性陰離子交換樹脂包括包括D201大孔強堿苯乙烯系陰離子交換樹脂、201*7強堿性苯乙烯系陰離子交換樹脂、D301大孔弱堿性苯乙烯系陰離子交換樹脂、D202大孔強堿Ⅱ型苯乙烯系陰離子交換樹脂、JK206均孔苯乙烯系陰離子交換樹脂。

進一步的，強堿性陰離子交換樹脂的質量是所述反應液質量的0.1～10wt％，或者為1～9wt％，或者為2～7wt％，或者為3～6wt％，或者為4～5wt％。

進一步的，甲醇與環氧丙烷的摩爾比為5～10:1，或者為6～9：1，或者為7～8：1。

進一步的，該反應容器為間歇釜式反應器，其較為具體的操作方式包括：將陰離子交換樹脂、甲醇和環氧丙烷的混合液加入到間歇釜式反應器內，攪拌速率300～2000rpm，反應溫度為80～150℃，反應時間為1～12h。