[发明专利]3,3-二甲基丁酸甲酯氢化合成3,3-二甲基丁醇的催化剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种催化剂，尤其是涉及一种以3，3-二甲基丁酸甲酯为原料，通过催化氢化反应合成3，3-二甲基丁醇的催化剂及其制备方法。

背景技术

3，3-二甲基丁醇是一种重要的精细化工中间体，可用于制备3，3-二甲基丁醛，而后者是合成强力甜味剂纽甜的必需原料。文献已公开的3，3-二甲基丁醇的制备方法是以硫酸、异丁烯和乙烯反应得到3，3-二甲基丁基硫酸酯，然后再水解即得3，3-二甲基丁醇，收率以异丁烯计为30％～50％(参见美国专利US 7,348,459和中国专利200810005724.X)。上述方法反应条件苛刻，3，3-二甲基丁醇收率较低，造成3，3-二甲基丁醇的制备成本很高。而且原料异丁烯和乙烯都是气体，不便运输，这对许多远离石油化工厂的精细化工厂来说，不易得到。另外，制备过程中产生大量废酸，对环境影响也较大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种3，3-二甲基丁酸甲酯氢化合成3，3-二甲基丁醇的催化剂及其制备方法。

本发明的另一目的在于提供一种原料来源容易、生产成本低、收率较高和环境友好，采用所述3，3-二甲基丁酸甲酯氢化合成3，3-二甲基丁醇的催化剂制备3，3-二甲基丁醇的方法。

本发明所述3，3-二甲基丁酸甲酯氢化合成3，3-二甲基丁醇的催化剂，是负载型的钯和铜双金属催化剂，载体为SiO₂，催化剂中各组分的质量分数为钯0.01～0.1，铜0.01～0.05，二氧化硅0.85～0.98。

本发明所述3，3-二甲基丁酸甲酯氢化合成3，3-二甲基丁醇的催化剂的制备采用溶胶-凝胶法，具体步骤为：

1)将乙二醇和乙酰丙酮混合后加热，搅拌，再加入二硝基二氨钯[Pd(NH₃)₂(NO₂)₂]和Cu(NO₃)₂·3H₂O，继续搅拌；

2)在上述体系中加入正硅酸四乙酯，搅拌后加入水和乙醇，得粘稠溶液，静置后转变为凝胶；

3)将凝胶干燥；

4)将干燥后的凝胶悬浮于环己烷中，通入氢气鼓泡活化，然后抽滤，干燥，即得3，3-二甲基丁酸甲酯氢化合成3，3-二甲基丁醇的催化剂。

在步骤1)中，按质量比，乙二醇∶乙酰丙酮∶二硝基二氨钯[Pd(NH₃)₂(NO₂)₂]∶Cu(NO₃)₂·3H₂O最好为(32～40)∶(2～10)∶(0.2～2)∶(0.35～1.75)，所述加热的温度最好为70～90℃，所述继续搅拌的温度最好为70～90℃，继续搅拌的时间最好为1～10h。

在步骤2)中，按质量比，正硅酸四乙酯∶乙二醇∶水∶乙醇最好为(27.25～30.45)∶(32～40)∶(4.5～8.5)∶(5～9)，所述搅拌的时间最好为1～5h，所述静置的时间最好为8～24h。

在步骤3)中，所述干燥最好在90～150℃下真空干燥6～24h。

在步骤4)中，按质量比，环己烷∶乙二醇最好为(5～10)∶(32～40)，所述通入氢气鼓泡活化的温度最好为80℃，通入氢气鼓泡活化的时间最好为1～5h，所述干燥最好在室温下真空干燥12～24h。

采用本发明所述3，3-二甲基丁酸甲酯氢化合成3，3-二甲基丁醇的催化剂，3，3-二甲基丁酸甲酯氢化合成3，3-二甲基丁醇的方法如下：

氢化反应在带磁力搅拌的高压釜中，在有溶剂存在下进行，按质量百分比，催化剂用量为3，3-二甲基丁酸甲酯的2％～20％，反应温度为120～180℃，氢气压力为1.0～5.0MPa，反应时间为5～10h；合适的溶剂包括环己烷、正庚烷等烷烃，按质量比，溶剂与3，3-二甲基丁酸甲酯的配比为(5～20)∶1。

溶剂应能较好地溶解反应物，并且不能被氢化。

本发明的原料3，3-二甲基丁酸甲酯和氢气价廉易得，催化剂活性高，选择性好，3，3-二甲基丁醇收率高，成本低，对环境影响小，工艺简便，易于工业化。

具体实施方式

以下实施例将对本发明作进一步的说明。

实施例1