[发明专利]选择性电化学氢化炔烃生成烯烃

说明书

本发明涉及将化学式(I)的炔烃部分地电化学氢化成烯烃的方法，其中R和R'选自无机和/或有机基团，其中化学式(I)的化合物在含铜电极上氢化，本发明还涉及使用含铜电极进行这种部分电化学氢化的用途以及用于实施该方法的设备。

本发明涉及将化学式(I)的炔烃部分地电化学氢化成烯烃的方法，

其中R和R'选自无机和/或有机基团，

其中化学式(I)的化合物在含铜电极上氢化。本发明还涉及使用含铜电极进行这种部分电化学氢化的用途以及用于实施该方法的设备。

目前烯烃如乙烯或丙烯的制备主要通过原油(石脑油)的催化裂化来完成。一种备选方法是炔烃(例如乙炔)的部分氢化。这些也可例如由煤或碳化物制备，因此不依赖于原油。然而，在经典的氢化中出现选择性问题。通常发生被过量还原为烷烃。氢化所需的氢气目前也是从煤气化或蒸汽重整中获得的，因此同样与石油生产密切相关。

迄今为止，炔烃的催化氢化是通过特定(特异性)中毒的贵金属催化剂来实现的。这方面的一个实例是林德乐(Lindlar)催化剂，它是用铅和喹啉中毒的钯催化剂。另一种可能性是“伯奇模拟还原(Birch-analoge Reduktion)”，其中用碱金属在液氨中的溶液进行。后一种方法非常昂贵，但对E-烯烃具有选择性。

在化学工业的电气化的背景下，产生了由例如二氧化碳或一氧化碳制备烃的新方法。

在此，化学工业的电气化意味着以电化学的方式实施迄今通过传统的热学方法进行或者到目前为止是不可能的过程。

例如，乙炔向乙烯的电化学氢化也可从X.Song，H.Du，Z.Liang，Z.Zhu，D.Duan，S.Liu，Int.J.Electrochem.Sci.，2013,8,6566-6573已知。然而，作者在此仅使用由贵金属钯构成的电极，并且基质选择也仅限于乙炔。

因此，需要简单且易于获得的由炔烃制备烯烃的方法，该方法优选在没有昂贵的贵金属的情况下进行。

发明人已经发现，可通过在基于水的电解质中使用Cu电极的电化学方法进行炔烃的部分还原。在此，电极可被构造成固体实心电极或气体扩散电极。由于对炔烃的基质可用性(Substratverfügbarkeit)更好，因而气体扩散电极是特别适合的。根据本发明的方法在此具有高的选择性和活性，甚至在未活化的炔烃和具有给电子基团和/或空间位阻的具有挑战性的基质的情况下也是如此。

在第一方面，本发明涉及将化学式(I)的炔烃部分地电化学氢化(加氢)成烯烃的方法，

其中R和R'选自无机和/或有机基团，

其中化学式(I)的化合物在含铜电极上氢化。

此外，在另一方面公开了使用含铜电极将化学式(I)的炔烃部分地电化氢化成烯烃的用途，

其中R和R'选自无机和/或有机基团。

本发明的又一方面公开了用于将化学式(I)的炔烃部分地电化学氢化成烯烃的设备，

其中R和R'选自无机和/或有机基团，

包括：

包括含铜电极的电解池(1)，其被构造用于将化学式(I)的炔烃还原成烯烃；

用于化学式(I)的炔烃的源(3)，其被构造用于提供化学式(I)的炔烃；和

用于化学式(I)的炔烃的第一进料装置(2)，其被构造用于将化学式(I)的炔烃从用于化学式(I)的炔烃的源进料至电解池。

在从属权利要求和详细描述中可获得本发明的其他方面。