[发明专利]一种莰烯水合合成异龙脑的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种莰烯水合合成异龙脑的方法。

背景技术

异龙脑是合成樟脑过程中的一种重要中间体，异龙脑的制备方法主要有以下两种：第一种是莰烯和醋酸酯化反应合成乙酸异龙脑酯，然后水解得到异龙脑；第二种是在酸性催化剂存在的条件下莰烯直接水合制备异龙脑。第一种间接法较成熟，但反应步骤较多，过程复杂。第二种直接水合法简化了反应步骤，过程更简单，但选择合适的催化剂是水合反应具有高转化率和选择性的关键。

中国专利CN1013439B公开了一种以D001-CC树脂为催化剂合成异龙脑的方法，在反应温度55℃，搅拌条件下反应20h，得到莰烯转化率为33％，异龙脑含量为4.77％。该方法虽然操作方便，但反应时间长，莰烯转化率低，异龙脑收率低。

中国专利ZL90104209.9公开了一种以干氢型大孔强酸性阳离子交换树脂为催化剂合成异龙脑的方法，采用连续分离循环反应器，以二丙酮醇和丙酮为溶剂，在反应温度89℃，反应时间50h，莰烯的转化率95.2％，异龙脑产率73％，水合莰烯为16.9％；反应80h后莰烯的转化率98.1％，异龙脑产率85.1％，水合莰烯为8.8％。该方法虽然获得了较高的莰烯转化率和异龙脑收率，但反应时间过长，效率低，并且离子交换树脂催化剂寿命短，且失活后不能再生，增加了生产成本。

中国专利ZL89109500公开了一种以天然丝光沸石为催化剂合成异龙脑的方法，采用连续分离循环反应器，在反应温度65℃、反应时间50h后莰烯的转化率为52％，反应120h莰烯转化率为75％，反应200h后莰烯转化率为90％，异龙脑的的选择性为92.9％。该方法虽然得到较高的莰烯转化率和异龙脑的选择性，但是该方法的反应时间长，能耗大，而且天然丝光沸石的结构、组成受产地影响较大，其性能的不稳定和波动会导致生产难以稳定运行。另外，采用连续分离循环反应器需要加入大量的溶剂，且操作复杂，反应时间长，不适宜大规模生产应用。

合成分子筛是一种结构、性质稳定的物质，其独特的孔结构和表面酸性使其具有良好的反应性能和再生性能，已在酯化、异构化、水合等反应领域得到广泛应用。固定床反应器具有操作简单，反应系统密闭，生产连续化等优点，已在化工各领域广泛应用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种莰烯水合合成异龙脑的方法，采用合成分子筛为催化剂催化莰烯水合，反应方式为固定床连续反应。本发明所选用的催化剂活性高、选择性好，环境友好，为合成异龙脑提供了一种新的有效途径，有效地解决了现有技术存在的问题。

本发明是通过以下技术方案来实现上述目的。

所述的莰烯水合合成异龙脑的方法，采用氢型合成分子筛为催化剂催化莰烯水合，优选HZSM-5、HZSM-22、ZSM-35、HMCM-49、MCM-22、MCM-56、MCM-36、MCM-41、MCM-48、丝光沸石、Hβ沸石、HY沸石、SAPO-34或SAPO-11中的一种或它们的混合物；反应方式为固定床连续反应，其中反应温度为80～220℃，优选100～200℃；莰烯空速为0.1～3.0h^-1，优选为0.3～2.0h^-1；水与莰烯的摩尔比为0.5∶1～30∶1，优选为1∶1～20∶1；反应压力为常压～2.0MPa，优选为常压～1.0MPa。

本发明方法催化剂活性高，异龙脑选择性高，环境友好，为合成异龙脑提供了一种新的有效途径。

具体实施方式

以下结合具体实施例进一步详细描述本发明的技术方案，但所述实施例不限制本发明的保护范围。

实施例1～7

将合成分子筛催化剂100克装入固定床管式反应器，用计量泵按比例将莰烯和水原料打入反应器进行常压反应，反应产物经冷凝器冷凝后收集分析。表1为实施例1～7的具体反应条件和反应结果。

表1

从以上实施例1～7可以看出：本发明方法的催化剂活性较高，莰烯的转化率高达90.6％，异龙脑的选择性高达86.4％。并且该方法工艺简单，反应条件温和，操作方便，对环境友好，可适于大规模工业化生产异龙脑。