[发明专利]一种利用钼基催化剂催化转化酚类化合物制备烃基酚的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种酚类化合物高效转化制备烃基酚的方法，更具体地说，涉及一种利用钼基催化剂催化酚类化合物选择性脱氧、烃基化获取烃基酚的方法。

背景技术

生物质资源是现存世界上最广泛的可再生资源，对生物质转化技术的开发已经成为当前刻不容缓的任务。木质素作为自然界中唯一能够提供可再生芳香化合物的非石油资源被认为是目前最好的石油和天然气替代品之一。它是木质纤维素类生物质的主要组成部分，也是木制纤维素类生物质水解发酵制乙醇工业和造纸工业的主要副产品，由于其含氧量高、衍生产品稳定性差，尚未得到充分利用，随之严重污染环境。采用酚类化合物作为木质素模型化合物，研究其催化脱氧精制制备高附加值化学品的途径，对木质素的转化利用、减少环境污染具有双重意义。

传统的硫化镍钼、硫化钴钼催化体系能够有效地实现酚类化合物的加氢脱氧转化，但催化剂需不断通入硫化氢气体以保证活性、酚类化合物苯环被完全饱和等不足限制了其应用。中国专利201510032509.9以沸石分子筛负载的Ru为催化剂将木质素酚类衍生物加氢脱氧制备环烷烃，解决了生物油精炼过程中能量效率低的缺陷，但反应需高压条件，且贵金属价格昂贵，抑制了该方法的推广。因此，将酚类化合物高效高选择性地转化为高附加值产品具有相当的挑战性。目前尚未有报道以钼基催化剂高效催化酚类化合物制取烃基酚。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种利用反应溶剂与催化剂的耦合作用来催化酚类化合物的工艺，一步反应将其转化为高附加值的烃基酚，以期实现生物质资源化利用。

本发明的技术目的通过下述技术方案予以实现：

一种利用钼基催化剂催化转化酚类化合物制备烃基酚的方法，按照下述步骤进行：将酚类化合物、催化剂和反应溶剂混合后，加入密闭反应釜中，通入惰性气体排除空气，升温至150–350℃，搅拌反应0.5h-12h，反应结束后，过滤出固体催化剂，旋转蒸发，得到液体产物。

在上述方案中，所用酚类化合物为愈创木酚、对甲氧基酚、邻乙氧基酚、邻苯二酚、苯酚、对乙基酚或者邻异丙基酚，其中愈创木酚、对甲氧基酚、邻乙氧基酚属于与苯环有醚键相连的酚，邻苯二酚属于含有羟基的酚，苯酚属于无取代基的酚，对乙基酚和邻异丙基酚属于含烷基作为苯环上取代基的酚。

在上述方案中，所得烃基酚产品为乙基酚、丙基酚、丁基酚、戊基酚，包括通式(I)型所有化合物：

其中，X₁、X₂、X₃、X₄和X₅相同或不同，表示氢原子和烃基取代基。在任何情况下，X₁、X₂、X₃、X₄和X₅中至少有一个为氢原子且至少有一个为烃基取代基。

在上述方案中，酚类化合物催化转化制备烃基酚主要发生通式(II)基本反应：

其中，A、A₁和A₂表示烃基取代基。

具体来说：

在上述方案中，密闭容器后需要将其中的氧气予以排除，通入气体选为惰性气体，如氮气、氩气、氦气。

在上述方案中，也可采用连续固体、液体两股进料或料浆进料反应器协同连续蒸馏(或反应蒸馏)的操作，使得过程连续进行。

在上述方案中，反应溶剂选用烃基醇、水和烃基醇以任意比例混合的溶液。

在上述方案中，所涉及的烃基均包括饱和、不饱和的烷基，直链、支链、环状的烷基。

在上述方案中，反应原料酚类化合物与溶剂的质量比为(1：200)-(1：10)，酚类化合物与催化剂的质量比为(1：1)-(200：1)，室温20-25℃下反应釜中气体初始 压力为0-6MPa，搅拌速度为100r/min-1500r/min。

在上述方案中，各个工艺参数优选如下：反应原料酚类化合物与溶剂的质量比为(1：50)-(1：20)，酚类化合物与催化剂的质量比为(10：1)-(100：1)，室温20-25℃下反应釜中气体初始压力为0-4MPa，搅拌速度为300r/min-1000r/min，升温至260-300℃，搅拌反应1h-5h。