[发明专利]一种利用氢转移反应制备糠醇的方法

说明书

技术领域

本发明属于糠醇制备生产领域，具体涉及一种利用氢转移反应制备糠醇的方法。

背景技术

随着经济的快速发展和对能源需求的日益增加，以及化石资源的不断减少，研究人员面临的一个挑战是寻找一条利用可再生的生物质或生物质衍生化学品的可持续发展的途径。

糠醛是一类重要的可再生生物质平台分子，可以用作起始原料生产各种高附加值的呋喃衍生物，以及生产液体烷烃和燃料的添加剂。其中糠醇是最具吸引力的产物之一。糠醇是一种重要的化工原料，被广泛地应用于精细化工和聚合物行业。糠醇主要用于生产恒温树脂、耐腐蚀聚合物混凝土等，也被广泛地用作溶剂和重要中间体，例如粘合剂和润湿剂等。

目前糠醛制备糠醇的方法主要有以下几种：

(1)糠醛气相加氢转化为糠醇，主要以铜系催化剂为主，但气相加氢需要额外的能量去气化糠醛，因此能耗较高；

(2)糠醛液相加氢转化为糠醇，工业广泛使用铜铬氧化物催化剂，但六价铬的毒性会引起严重的环境污染；

(3)一些无铬催化剂体系如贵金属催化剂(铂，钌，铱)，含助剂的合金化双金属催化剂如(Co-Mo-B，Ni-Ce-B，Ni-Fe-B)，以及不含助剂的双金属催化剂(RaneyNi-Cu，Pt-Sn/SiO2，Ni-Sn/TiO2，Cu-Fe氧化物)已经实现糠醛选择性加氢转化为糠醇，但是液相加氢通常需要使用高压氢气从而增加了设备投资的成本。

以上所述方法不可避免的使用了昂贵的贵金属催化剂，或者高温高压的苛刻反应条件。

发明内容

为解决上述问题，本发明的目的是提供一种利用氢转移反应制备糠醇的方法，该方法不需要贵金属催化剂、高温和高压等苛刻条件，反应条件温和。

为达到上述目的，本发明提供了一种利用氢转移反应制备糠醇的方法，该方法包括以下步骤：在非均相铁系催化剂催化下，糠醛与具有氢供体的化合物发生氢转移反应，获得还原产物糠醇；所述具有氢供体的化合物为醇类化合物；制备所述非均相铁系催化剂的组分包括：铁化合物、含氮化合物和载体；或者，制备所述非均相铁系催化剂的组分包括：铁氮络合物和载体。

本发明提供的制备糠醇的方法，利用氢转移反应将糠醛还原为糠醇，该方法中使用的非均相铁系催化剂是一种非贵金属催化剂，而且价格低廉，在很大程度上可以降低制备糠醇的工业成本。并且，使用该非均相铁系催化剂，在常压下即可反应，避免了高温高压等苛刻反应条件，有利于进行大规模工业制备。

在上述利用氢转移反应制备糠醇的方法中，优选地，所述醇类化合物包括一级醇和二级醇，优选为二级醇；

所述一级醇包括甲醇、乙醇或正丙醇，所述二级醇包括异丙醇、仲丁醇或环己醇；

进一步优选地，所述二级醇为仲丁醇。

在上述利用氢转移反应制备糠醇的方法中，优选地，氢转移反应中使用的溶剂为醇类化合物。

在上述利用氢转移反应制备糠醇的方法中，优选地，当具有氢供体的化合物(醇类化合物)作为反应溶剂时，整个反应中，具有氢供体的化合物(醇类化合物)的用量为糠醛摩尔量的20-300倍。进一步优选地，具有氢供体的化合物的用量为糠醛摩尔量的50-100倍；更优选地，具有氢供体的化合物的用量为糠醛摩尔量的65倍。

此时，醇类化合物可被方便的回收利用，降低了生产成本。

在上述利用氢转移反应制备糠醇的方法中，优选地，所述非均相铁系催化剂的用量以铁计，非均相铁系催化剂与糠醛用量的摩尔比为1-15:100。进一步优选地，非均相铁系催化剂与糠醛用量的摩尔比为5:100。

在上述利用氢转移反应制备糠醇的方法中，优选地，所述氢转移反应的反应条件为：温度为80℃至200℃，压力为1至10个大气压；

进一步优选地，温度为120℃至200℃，压力为1个大气压；

更优选地，温度为160℃，压力为1个大气压。

在上述利用氢转移反应制备糠醇的方法中，优选地，该方法还包括对非均相铁系催化剂的回收及重复利用的步骤；进一步优选地，所述催化剂的回收方法包括过滤、离心操作。

在上述利用氢转移反应制备糠醇的方法中，优选地，所述非均相铁系催化剂中，铁的质量百分含量为0.5-10％，氮的质量百分含量为1-5％；进一步优选地，铁的质量百分含量为2-5％，氮的质量百分含量为1-3％；更优选地，铁的质量百分含量为2％，氮的质量百分含量为2％。