[发明专利]一种丁缩醛的绿色合成方法

说明书

技术领域：

本发明涉及有机合成领域，具体的涉及一种丁缩醛的绿色合成方法。

背景技术：

丁缩醛是一种重要的化工原料，为无色透明液体，气味温和，类似水果味，沸点180℃，密度0.84g/cm³，闪点60℃。微溶于水，性质稳定，需避免接触氧化剂，热分解温度300℃，其主要应用于溶剂或反应原料。

作为溶剂时，丁缩醛可作为一种用于铸芯骨料和粘合剂的很好的溶剂。作为燃料添加剂，可以有效减少柴油燃料燃烧过程中颗粒的排放，能有效提高柴油的十六烷值，作为反应原料，可以有效减少被用作制备柴油添加剂聚甲醛二烷基醚的原料。因此，丁缩醛的合成研究很重要的意义。目前常用的合成方法主要有二氯甲烷法、二甲亚砜法、醇醛缩合法等，但是各方法都各有优缺点，且制备过程中耗酸量较大，不仅增大成本，且不利于环保。

发明内容：

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供了一种丁缩醛的绿色合成方法，该方法制得的产品收率高，酸耗酸量小。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种丁缩醛的绿色合成方法，包括以下步骤：

(1)将烧杯内的浓硫酸中加入有机酸，500rpm下搅拌10-30min，制得混合催化剂；

(2)将活性白土用去离子水清洗干净，烘干，然后烘干后的活性白土浸泡在上述制得的混合催化剂中，1000-3000rpm下搅拌15-20min后，然后升温至100-120℃下回流搅拌1-3h，回流搅拌结束后，冷却至室温，过滤，沉淀用去离子水洗涤至中性，干燥，得到活性白土负载混合酸；

(3)以二甲氧基甲烷和正丁醇为原料，以上述制得的活性白土负载混合酸作为催化剂，反应制得丁缩醛。

作为上述技术方案的优选，步骤(1)中，所述有机酸为三氟乙酸、三氯乙酸中的一种或两种混合。

作为上述技术方案的优选，步骤(1)混合酸催化剂中有机酸的加入量为3-28wt％。

作为上述技术方案的优选，步骤(2)中，活性白土负载混合酸中混合酸的负载量为20-35wt％。

作为上述技术方案的优选，步骤(2)中，采用浸泡法制备活性白土负载混合酸的过程中，活性白土与混合酸催化剂的重量比为1：(20-40)。

作为上述技术方案的优选，步骤(3)中，二甲氧基甲烷和正丁醇的摩尔比为(0.5-1.5)：1。

作为上述技术方案的优选，步骤(3)中，所述活性白土负载混合酸的用量为二甲氧基甲烷质量的0.05-0.3％。

作为上述技术方案的优选，步骤(3)中，所述反应的条件为：温度80-150℃，压力2-6MPa，反应时间2-7h。

作为上述技术方案的优选，步骤(3)中，反应过程中通入的气体为氩气、氦气、氮气中的一种或者多种混合。

本发明具有以下有益效果：

本发明以价格低廉的二甲氧基甲烷、正丁醇为原料，以自制的活性白土负载混合酸作为催化剂，催化剂催化活性高，用量少，产品收率高，有效降低了丁缩醛的制备成本；

另一方面，本发明采用三氟乙酸或三氯乙酸作为有机酸，其与浓硫酸混合制备成混合酸，并采用活性白土作为载体，制得的催化剂回收再用性好，活性高，用于反应时酸耗小。

具体实施方式：

为了更好的理解本发明，下面通过实施例对本发明进一步说明，实施例只用于解释本发明，不会对本发明构成任何的限定。

实施例1

一种丁缩醛的绿色合成方法，包括以下步骤：

(1)将烧杯内的浓硫酸中加入三氟乙酸，500rpm下搅拌15min，制得混合催化剂；其中，混合酸催化剂中三氟乙酸的加入量为5wt％；

(2)将活性白土用去离子水清洗干净，烘干，然后烘干后的活性白土浸泡在上述制得的混合催化剂中，活性白土与混合酸催化剂的重量比为1：20，1000rpm下搅拌15-20min后，然后升温至100℃下回流搅拌1h，回流搅拌结束后，冷却至室温，过滤，沉淀用去离子水洗涤至中性，干燥，得到活性白土负载混合酸；其中，活性白土负载混合酸中混合酸的负载量为20wt％；

(3)以二甲氧基甲烷和正丁醇为原料，以上述制得的活性白土负载混合酸作为催化剂，在温度80℃，压力6MPa的条件下反应7h，制得丁缩醛；其中，二甲氧基甲烷和正丁醇的摩尔比为1.5：1，活性白土负载混合酸的用量为二甲氧基甲烷质量的0.05％。

其中，丁缩醛的收率为99.2％。

实施例2

一种丁缩醛的绿色合成方法，包括以下步骤：