[发明专利]丙二醇单甲醚的调控合成方法

说明书

技术领域

本发明属于有机化学合成领域，具体涉及一种丙二醇单甲醚的调控合成方法。

背景技术

丙二醇甲醚(PM)是一种性能优良、毒性较低的溶剂，具有溶解能力强，挥发度低，闪点高，气味温和等特点。是丙二醇醚系列化合物中重要的产品之一，被广泛地应用于涂料、印染和农药等行业，同时它也可以作为燃料抗冻剂、洗涤剂、萃取剂和有机合成中间体。丙二醇单甲醚的分子结构、物理化学性质与乙二醇醚相近，所以被认为是毒性较大的乙二醇醚类的理想替代产品。

用甲醇与环氧丙烷反应合成丙二醇单甲醚是一条便利的、工业上可行的路线。此方法中应用酸、碱，如：NaOH、醇钠和H₂SO₄等均相催化和固体酸、碱，如：酸性沸石、CaO、MgO和胺修饰的多孔硅石等多相催化合成丙二醇醚。虽然固体酸碱催化剂能够避免均相催化中所遇到的催化剂的分离、液体废弃物的处理和设备腐蚀等问题，但仍然存在着反应温度与压力高、催化剂活性和选择性低等问题。CN 201210492260.6公开了一种应用硅藻土镶嵌氯化铁催化丙二醇单甲醚的合成技术，获得了很好的效果，镶嵌或负载于硅藻土表面的氯化铁由于其在水及甲醇中的溶解度大，活性组分氯化铁容易流失使催化剂难于循环利用。并且，其合成产物中两种异构体1-甲氧基-2-丙醇(PM-2)和2-甲氧基-1-丙醇(PM-1)的选择性产别不大；同时，CN 201410421096.9公开的一种应用钛硅分子筛催化丙二醇单甲醚的合成技术。钛硅分子筛TS-1是将过渡金属钛引入到具有ZSM-5结构的分子筛骨架结构内所形成的杂原子分子筛。其制备过程相当复杂、步骤繁琐，并且此公开技术的合成反应在乙腈、丙酮和乙酸等有机溶剂中进行，增加了反应后的后处理工艺，有机溶剂的挥发又会对环境造成不利的影响。因此，开发活性高、制备工艺简单、重复利用率高、1-甲氧基-2-丙醇(PM-2)的选择性高，并且在无有机溶剂条件下合成丙二醇单甲醚技术是发展的方向。

发明内容

本发明目的是提供丙二醇单甲醚的调控合成方法。

本发明通过以下技术方案实现：

一种丙二醇单甲醚的调控合成方法，在100mL不锈钢高压反应釜中，加入纳米金属氧化物催化剂0.05～0.3g、0.5～1mL环氧丙烷、21～50mL甲醇，密闭反应釜后，加热反应釜到110～160℃，反应时间为4～8h，制得丙二醇单甲醚。

本发明所述的丙二醇单甲醚的调控合成方法，在100mL不锈钢高压反应釜中，加入纳米金属氧化物催化剂0.05g、0.5mL环氧丙烷、21mL甲醇，密闭反应釜后，加热反应釜到160℃，反应时间为8h，制得丙二醇单甲醚。

本发明所述的丙二醇单甲醚的调控合成方法，所述的纳米金属氧化物催化剂包括纳米Fe₂O₃，纳米CuO，纳米NiO，纳米ZnO，纳米SnO₂，纳米Fe₃O₄。

本发明所述的丙二醇单甲醚的调控合成方法，所述的纳米Fe₂O₃的制备方法包括：

将30mL浓度为1mol/L氯化铁溶液、2mL聚乙二醇、2.0g尿素放入三颈烧瓶中，搅拌均匀，向其中缓慢滴加浓度为28％的氨水，调节溶液pH至3.7，在80℃水浴中陈化8h；冷却至室温后置于超声清洗器中超声、振荡20min，混合液进行抽滤，滤出的固体先用去离子水清洗三次，再用乙醇清洗三次；将得到的固体放入100℃烘箱烘干12h，然后放入马弗炉中600℃烘烧2h，冷却后得到所述的纳米Fe₂O₃。

本发明所述的丙二醇单甲醚的调控合成方法，所述的纳米纳米CuO的制备方法包括：

将30mL浓度为1mol/L硫酸铜溶液、2mL聚乙二醇、2.0g尿素放入三颈烧瓶中，搅拌均匀，向其中缓慢滴加浓度为28％的氨水，调节溶液pH至4.7，在80℃水浴中搅拌8h；冷却至室温后置于超声清洗器中超声、振荡20min，混合液进行抽滤，滤出的固体先用去离子水清洗三次，再用乙醇清洗三次；将得到的固体放入100℃烘箱烘干12h，然后放入马弗炉中600℃烘烧2h，冷却后得到所述的纳米CuO。

本发明所述的丙二醇单甲醚的调控合成方法，所述的纳米纳米NiO的制备方法包括：