[发明专利]用于制备古尔伯特醇的催化剂及制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明属于一种催化剂及制备方法和应用，具体地说涉及一种用于制备古尔伯特醇的催化剂及制备方法和应用。

背景技术

古尔伯特醇是一种在?位上带有长支链的伯醇。支链醇与直链醇相比较，在碳数相同下，无色无味，对人体几乎无刺激性。支链醇具有低凝固点，支链醇及其衍生物由于分子具有T字型结构，在应用中有着特殊的功效。它独特的渗透性、铺展性和润湿性使其在化妆品、工业润滑、表面活性剂、印染印刷、石油化工等方面有着广泛的应用。

古尔伯特醇是两个直链一元醇在催化剂的催化作用下反应生成在羟基的第二个位置上（?位）带支链的伯醇，称为古尔伯特醇。制备古尔伯特醇采用的催化方法主要有硅酸铅、钛酸铅和锆酸铅类不溶盐在碱性物质存在下作为催化剂进行制备；Pd-C催化剂和碱性物质作为催化剂进行制备；在KOH和镍粉存在下充氮气加压反应等等。

使用不溶盐在碱性物质存在下作为催化剂，存在反应选择性低、催化剂再生等问题；Pd-C催化剂具有非常高的活性、较好的选择性等优点, 但因Pd的矿资源稀少,价格昂贵, 应用受到限制；加压反应对设备要求高，操作复杂。

发明内容

本发明的目的是提供一种成本低，操作简单，活性高，选择性好的用于制备古尔伯特醇的催化剂及制备方法和应用。

本发明催化剂由金属氧化物和载体组成，其中金属氧化物和载体的摩尔比例为氧化铜：氧化镁：氧化镍：氧化镧：载体=0.10～0.80:0.10～1.00：0.05～1.00:0.01～0.03:0.00～1.00。

如上所述的载体为硅藻土、碳酸钙或氧化铝。

本发明催化剂的制备过程如下：

（1）按催化剂组成，将硝酸铜、硝酸镁、硝酸镍、硝酸镧用去离子水配成5-20wt%的混合溶液，无水碳酸钠配成5-20wt%的溶液；

（2）将载体和去离子水按重量比0.05-0.20:1或去离子水加入容器后，搅拌升温至35-55℃，同时滴加硝酸盐混合溶液和碳酸钠溶液，形成沉淀物，期间保持pH6-8，硝酸盐混合溶液滴完后，用碳酸钠溶液调至pH8-10；

（3）沉淀物老化2-4小时后，经过滤洗涤、烘干，在300-500℃下焙烧2-6小时，经研磨后得到成品催化剂；

本发明的催化剂用于进行脂肪醇催化制备古尔伯特醇的反应。在反应器中，加入脂肪醇、0.04-0.08%催化剂（以脂肪醇重量计）、0.92-1.69%KOH（以脂肪醇重量计），在搅拌下，通入氮气0.1-0.5L/min,升温至190-250℃反应1-3小时。反应结束降温后，过滤分离催化剂，将滤液进行减压蒸馏，得到未反应物和产物古尔伯特醇。

如上所述的脂肪醇为C₇～C₁₈单长链脂肪醇。

本发明与现有技术相比具有如下优点：

（1）本发明的催化剂活性高、选择性好；

（2）催化剂用量少，无需进行催化剂的回用，简化了工艺流程；

（3）反应中未反应的脂肪醇，可以继续使用，不影响反应的正常进行，提高了产品的收率；

（4）由于催化剂用量少，降低了催化剂的成本；

（5）加压反应对设备要求高，操作复杂，本发明可以在常压下进行反应，对设备要求低，操作简单。

具体实施方式

实施例1:

将12.7g硝酸铜、15.3g硝酸镁、1.3g硝酸镍、0.7g硝酸镧用去离子水配成10wt%的混合溶液，无水碳酸钠配成5wt%的溶液；将9.4g碳酸钙和去离子水按重量比0.10:1加入容器后，搅拌升温至45℃，同时滴加硝酸盐混合溶液和碳酸钠溶液，期间保持pH6，硝酸盐混合溶液滴完后，用碳酸钠溶液调至pH9；沉淀物老化4小时后，经过滤洗涤、烘干，在400℃下焙烧4小时，经研磨后得到成品催化剂，其摩尔比组成为：氧化铜：氧化镁：氧化镍：氧化镧：载体=0.56:0.64:0.05:0.01:1.00。

在装有搅拌、温度计、进气管、分水器的四口烧瓶中，加入130g正辛醇、0.1g上述催化剂、2.2g KOH，在搅拌下，通入氮气0.2L/min,升温至210℃反应2小时。反应结束降温后，过滤分离催化剂，将滤液进行减压蒸馏，得到产物古尔伯特醇，收率为89.8%。

实施例2: