[发明专利]一种顺式间戊二烯异构化的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种顺式间戊二烯异构化的方法，特别涉及将顺式间戊二烯在络合物催化剂[Co(CN)_xEN]^-(X-2)和在氮气和氢气混合气体的存在下，经异构化反应转化为反式间戊二烯的方法。

背景技术

间戊二烯主要用于生产碳五脂肪族石油树脂和甲基四氢苯酐及其再加氢生产甲基六氢苯酐等环氧树脂固化剂。通常间戊二烯产品是顺式间戊二烯和反式间戊二烯的混合物，间戊二烯总质量含量一般在68～72%之间，其中反式间戊二烯的质量含量为42～46%，顺式间戊二烯的质量含量为25～27%，反式间戊二烯与顺式间戊二烯质量比值为1.67～1.74，其它主要成分是环戊烯和环戊烷，二者质量含量分别为17～19%及5～8%。用于生产碳五脂肪族石油树脂的间戊二烯，由于是酸催化聚合反应，故顺式和反式间戊二烯都可以得到充分利用，而在生产甲基四氢苯酐和甲基六氢苯酐时，由于只有反式间戊二烯可与顺酐发生Diels-Alder反应生成甲基四氢苯酐，顺式间戊二烯却因对称性不匹配无法参与反应，使得顺式间戊二烯没有得到有效利用。

从理论上来说，由于反式间戊二烯稳定性高于顺式，在合适的条件下，顺式间戊二烯可以转化为反式。如“间戊二烯顺反异构转化反应机理的理论研究”[《科技信息》，2011，1]一文介绍了采用DFT和MP2方法，计算了间戊二烯异构化反应的机理。反式的碳原子在一个平面上,但顺式的碳原子存在一个40°左右的二面角,双键的共轭程度小于反式,顺式的能量比反式的高10.74～14.94kJ/mol。顺式转化为反式的活化能为12.35～15.76kJ/mol。

顺/反式间戊二烯的异构化有光化学和催化异构化两种类型。如“Photochemicalcis-trans-Isomerization”[《J.Am.Chem.Soc》,1964,86]一文对间戊二烯的光化学异构化反应进行了研究。纯顺式间戊二烯在进行光化学反应后，可以得到顺、反式间戊二烯含量分别为21～45%和79～55%的产物。“Catalytic Properties of Cyanoaminocobaltate Complex in Hydrogenation Reaction and cis-trans Transformations of Pentadiene”[《Izv.Akad.Nauk SSSR,Ser.Khim》,1975,1342]一文对络合物[Co(CN)₃EN]^-1催化剂催化间戊二烯的加氢和顺、反式间戊二烯的异构化进行了研究。在使用[Co(CN)₃EN]^-1催化剂和临氢的条件下，顺式间戊二烯可以基本转化为反式间戊二烯。但如“Die Aktivierung von molekularem Wasserstoff durch homogene Katalyse in flüssiger Phase,2.Die Kinetik der Aktivierung in ”[《Zeitschrift für physikalische Chemie,1966,49》]一文进行的研究表明，由于[Co(CN)₃EN]^-1络合物自身固有的不稳定性，[Co(CN)₃EN]^-1络合物的二价钴离子极易氧化转化为三价钴离子，从而丧失催化活性。

发明内容

本发明提供了一种顺式间戊二烯异构化的方法，它要解决的技术问题是制备一种稳定的[Co(CN)_xEN]^-(X-2)络合物并作为催化剂在氮气和氢气混合气体的存在下催化顺式间戊二烯，经异构化反应转化为反式间戊二烯。

以下是本发明解决上述技术问题的技术方案：

一种顺式间戊二烯异构化的方法，该方法由[Co(CN)_xEN]^-(X-2)络合物的制备和该络合物催化顺式间戊二烯异构化反应两部分构成。