[发明专利]用于制备醛的催化剂和方法

说明书

发明背景

异丁醛衍生物是高性能聚酯中有用的溶剂和共聚单体；然而，对于这些材料日益增加的需求对于全球异丁醛生产已经产生了前所未有的挑战。其混合物被称作合成气的氢气(H₂)与一氧化碳(CO)加成到不饱和键上的加氢甲酰化作用被用于由丙烯生产异丁醛。此方法提供了线性产物正丁醛(N)和支化的异丁醛产物(I)的混合物，其中正：异(N:I)比率一般大于或等于2。但大多数加氢甲酰化研究，特别是在工业上，已集中在优化正醛选择性，但就在近期出现了对选择性地形成支化的醛的兴趣。尽管尚未开发出工业上用于异构选择性化学的有活力的方法，但是近来的学术结果已经证明了未取代的线性α烯烃的高度支化的加氢甲酰化。在这些烯烃基体的C2位碳上的选择性加氢甲酰化是相当具有挑战性的，条件是未取代的线性α烯烃不带有可识别电子特征或位阻特征。

为了避免线性和支化的醛从产物流中的昂贵的分离，优选的是以高浓度生成支化的醛。因此，由1-辛烯加氢甲酰化实现0.6以下的N:I比率将是所希望的。通过未取代的线性α-烯烃如丙烯的加氢甲酰化实现小于1.2的N:I将是更加希望的。

发明简述

根据一个实施方案，本发明涉及用于制备醛的方法，包括使烯烃与氢气和一氧化碳在催化剂组合物存在下接触以制备醛，其中所述催化剂组合物包含：三(3-吡啶基)膦、镁为中心的四苯基卟啉配位配合物和铑前体的混合物。

根据另一实施方案，本发明涉及用于制备醛的方法，包括使烯烃与氢气和一氧化碳在催化剂组合物存在下接触以制备醛，其中所述催化剂组合物包含下面的结构：

其中[Rh]是铑(I)、铑(II)或铑(III)金属中心；R₁是位于所述膦配体的每个吡啶环的2、4、5或6位碳上的氢、烷基、烷氧基、芳基、芳氧基、卤素、硝基或其它杂原子及其任意组合；R₂是位于卟啉配合物的每个吡咯环的2或3位碳上的氢、烷基、烷氧基、芳基、芳氧基、卤素、硝基或其它杂原子及其任意组合；R₃是氢或苯基，所述苯基可被位于所述苯环的2、3、4、5和6位碳上的烷基、烷氧基、芳基、芳氧基、卤素、硝基或其它杂原子及其任意组合取代。所述苯环也可以被其它芳烃如萘、蒽或部分氢化的环状芳族化合物如四氢萘或八氢蒽所置换，其中每一个都可以带有任何数目的取代基如烷基、烷氧基、芳基、芳氧基、卤素、硝基或其它杂原子基团。所述磷配体的吡啶基可以被其它杂环化合物如喹啉、氢喹啉、苯并喹啉、氢异喹啉、异喹啉、氢异喹啉、苯并异喹啉或氢苯并异喹啉置换，其中每一个都可以带有任何数目的取代基如烷基、烷氧基、芳基、芳氧基、卤素、硝基或其它杂原子基团。

根据又一个实施方案，本发明涉及一种催化剂组合物，其包含三(3-吡啶基)膦、镁为中心的四苯基卟啉配位配合物和铑前体的混合物。

根据另一个实施方案，本发明涉及一种催化剂组合物，其包含下面的结构：

其中[Rh]是铑(I)、铑(II)或铑(III)金属中心；R₁是位于所述膦配体的每个吡啶环的2、4、5或6位碳上的氢、烷基、烷氧基、芳基、芳氧基、卤素、硝基或其它杂原子及其任意组合；R₂是位于卟啉配合物的每个吡咯环的2或3位碳上的氢、烷基、烷氧基、芳基、芳氧基、卤素、硝基或其它杂原子及其任意组合；R₃是氢或苯基，所述苯基可被位于所述苯环的2、3、4、5和6位碳上的烷基、烷氧基、芳基、芳氧基、卤素、硝基或其它杂原子及其任意组合取代。所述苯环也可以被其它芳烃如萘、蒽或部分氢化的环状芳族化合物如四氢萘或八氢蒽所置换，其中每一个都可以带有任何数目的取代基如烷基、烷氧基、芳基、芳氧基、卤素、硝基或其它杂原子基团。所述磷配体的吡啶基可以被其它杂环化合物如喹啉、氢喹啉、苯并喹啉、氢异喹啉、异喹啉、氢异喹啉、苯并异喹啉或氢苯并异喹啉置换，其中每一个都可以带有任何数目的取代基如烷基、烷氧基、芳基、芳氧基、卤素、硝基或其它杂原子基团。

根据另一个实施方案，本发明涉及用于制备催化剂组合物的方法，其包括使铑前体与三(3-吡啶基)膦和镁为中心的四苯基卟啉配合物在溶剂中接触以形成所述催化剂组合物。

发明详述