[發明專利]一種多金屬氧酸鹽催化氧化苯乙醇制備苯乙酮的方法

在審

• 申請號: 202010594572.2
• 申請日: 2020-06-28
• 公開（公告）號: CN111747833A
• 公開（公告）日: 2020-10-09
• 發明（設計）人: 魏哲宇;余焓
• 申請（專利權）人: 上海應用技術大學
• 主分類號: C07C45/39
• 分類號: C07C45/39;C07C49/78;B01J31/18
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 吳文濱

本發明涉及一種多金屬氧酸鹽催化氧化苯乙醇制備苯乙酮的方法，所述方法具體為：取苯乙醇和反應溶劑，以多金屬氧酸鹽為催化劑，將苯乙醇、反應溶劑和多金屬氧酸鹽混合后進行反應，經分離得到苯乙酮。與現有技術相比，本發明原料單一、制備過程簡單、產物收率高、無三廢，所用催化劑廉價易得且經簡單處理后還可以循環使用多次，這十分有利于工業化生產，因此該發明具有潛在的應用前景。

技術領域

本發明屬于化合物制備領域，具體涉及一種多金屬氧酸鹽催化氧化苯乙醇制備苯乙酮的方法。

背景技術

苯乙酮，為無色晶體或淺黃色油狀液體，有山楂的氣味，不溶于水，易溶于多數有機溶劑，不溶于甘油，與蒸氣一起揮發，氧化時可以生成苯甲酸，還原時可生成乙苯，完全加氫時生成乙基環己烷，用于制造香皂和紙煙，也用作有機化學合成的中間體，纖維樹脂等的溶劑和塑料的增塑劑，用作纖維素醚、纖維素酯、樹脂、防腐劑、橡膠、醫藥、染料等的溶劑。廣泛的應用使苯乙酮的合成和應用研究得到了人們的廣泛關注。

目前國內外制備苯乙酮的主要方法具體為：在250mL四口燒瓶上，分別裝備電動攪拌器、溫度計、滴液漏斗及冷凝管，在冷凝管的上端裝一個氯化鈣干燥管，后者再接一個氯化氫氣體吸收裝置，在四口燒瓶中加入39g(0.5mol)無水苯和40g(0.3mol)研碎的無水氯化鋁，在攪拌下滴加25g(0.25mol)乙酐。此時用冷水將四口燒瓶冷卻，乙酐加入時間約30min。為了使反應完全，乙酐滴加完后，在70～80℃下加熱45min，冷卻后將反應物倒入l00g冰水中。如有氫氧化鋁沉淀生成，可用濃鹽酸使沉淀溶解，然后分出苯層。水層用30mL×2的苯萃取，合并全部苯層溶液，依次用30mL水、30mL5mol％氫氧化鈉溶液和30mL水洗滌，分出苯層用無水硫酸鎂干燥。常壓蒸餾回收苯，收集199～203℃的餾分，即為產品苯乙酮。該方法步驟繁瑣且產率不高，反應條件嚴苛，所需氧化劑氧化性極強，反應體系的堿性極強，反應極具不安全因素，不僅對反應設備要求高，而且反應過程及副產物均對環境不友好。

多金屬氧酸鹽(多酸)催化劑是一種新型高效的綠色催化劑，不但具有優良的氧化還原催化性能，而且具有高穩定性和高活性，是一類很有前景的綠色環保型催化劑。自1927年，以多酸為催化劑催化丙烯水合制取異丙醇反應在日本實現工業化以后，越來越多的科研工作者投入到多酸催化領域的研究工作中，其中研究比較多的主要為Dawson結構(2:18系列)、Keggin結構(1:12A系列)等。而Anderson結構(1:6系列)是一種結構比較簡單的多酸，近些年，關于Anderson型多金屬氧酸鹽的報道多集中于多酸修飾以及其結構的優化。至今，關于Anderson型多酸應用于催化領域的研究還未有正式文獻報道。

發明內容

本發明的目的就是為了解決上述問題而提供一種多金屬氧酸鹽催化氧化苯乙醇制備苯乙酮的方法，原料單一、制備過程簡單、產物收率高、無三廢，所用催化劑廉價易得且經簡單處理后還可以循環使用多次，這十分有利于工業化生產，因此具有潛在的應用前景。

本發明的目的通過以下技術方案實現：

一種多金屬氧酸鹽催化氧化苯乙醇制備苯乙酮的方法，所述方法具體為：取苯乙醇和反應溶劑，以多金屬氧酸鹽為催化劑，將苯乙醇、反應溶劑和多金屬氧酸鹽混合后進行反應，經有機溶劑洗滌并旋蒸后得到苯乙酮。反應在潔凈的反應容器中進行，反應前在反應器上方套上氧氣的氣球(在純氧氣氛中催化效率更高)，該反應的方程式具體如下式(Ⅰ)所示：

優選地，所述反應溶劑為乙腈，所述有機溶劑為乙酸乙酯。

優選地，所述多金屬氧酸鹽選自Keggin型、Wells-Dawson型、Anderson型、Lindqvist型、Waugh型或Silverton型構型中的一種或多種。

優選地，所述多金屬氧酸鹽為Anderson型構型。

優選地，所述多金屬氧酸鹽為以非貴族金屬為中心的多金屬氧酸鹽。