[发明专利]一种2;3-二氢呋喃合成铜基催化剂及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种2,3‑二氢呋喃合成铜基催化剂及其制备方法与应用。催化1,4‑丁二醇制备2,3‑二氢呋喃的铜基催化剂CuO/SiO₂‑Al₂O₃由下述组分组成：CuO、SiO₂和Al₂O₃；各组分的质量百分配比：CuO 40～60％；SiO₂ 10～40％；Al₂O₃ 10～40％。本发明铜基催化剂CuO/SiO₂‑Al₂O₃在催化1,4‑丁二醇制备2,3‑二氢呋喃的反应中具有脱氢‑脱水双功能：脱氢功能组分为CuO，脱水功能组分为SiO₂‑Al₂O₃。该催化剂脱氢能力与脱水能力匹配合理，2,3‑二氢呋喃选择性高。催化反应的原料转化率可高达100％，目标产物选择性高于85％。本发明脱氢‑脱水双功能CuO/SiO₂‑Al₂O₃催化剂可直接与原料混合使用，无需离线预还原，简化了工艺流程。与现有方法相比，本发明脱氢‑脱水双功能CuO/SiO₂‑Al₂O₃催化剂价格低廉。而且该催化剂脱氢和脱水能力高，并且匹配合理可实现高选择性制备2,3‑二氢呋喃。

技术领域

本发明涉及一种2,3-二氢呋喃合成铜基催化剂及其制备方法与应用，属于催化剂制备技术领域。

背景技术

2,3-二氢呋喃(2,3-Dihydrofuran，简称：2,3-DHF)，分子式：C₄H₆O，分子量：70.1，沸点：54.5℃，密度：0.91g/cm³，微溶于水。2,3-二氢呋喃是一种十分重要的医药中间体，性质活泼，其衍生物可制备多种医药化学品，例如：7-乙基色醇、异托多酸、替加氟、环丙甲醛、2-羟基四氢呋喃等。

人们研究发现1,4-丁二醇经脱氢-脱水反应可生成2,3-二氢呋喃。但目前国内外对于1,4-丁二醇脱氢-脱水合成2,3-二氢呋喃的公开研究报道相对较少。Ludmila Leite等开发了系列钴基催化剂，进行液相脱氢-脱水反应制备2,3-二氢呋喃，该系列催化剂钴含量为50％左右，而且还需要加入贵金属钯等助还原剂，致使催化剂成本较高(AppliedCtalyst A:General 362(2009)147-154；Applied Ctalyst A:General 311(2006)86-93)；此外，钴系催化剂难以还原，一般需要在氢气气氛下，且需要较高的还原温度(250～400℃)才能还原。由于钴系催化剂还原温度过高，无法实现在反应釜中原位还原，需要建设配套离线还原装置，而且还原后的催化剂在转移至反应釜过程中，需要加入保护剂以防止其氧化。钴系催化剂难还原的特点，致使2,3-二氢呋喃生产工艺路线长，操作复杂，生产成本较高。

发明内容

本发明的目的是提供一种无需预还原并且价格低廉的2,3-二氢呋喃合成用铜基催化剂及其制备方法，所述铜基催化剂的成本低，能够简化催化还原过程，从而降低1,4-丁二醇经脱氢-脱水反应生产2,3-二氢呋喃的生产成本。

本发明所提供的催化1,4-丁二醇制备2,3-二氢呋喃的铜基催化剂CuO/SiO₂-Al₂O₃，其由下述组分组成：

CuO、SiO₂和Al₂O₃。

所述的铜基催化剂CuO/SiO₂-Al₂O₃中，各组分的质量百分配比如下：

CuO 40～60％；