[发明专利]一种合成1;1-二乙氧基乙烷的催化剂、制备方法及合成方法

说明书

本发明公开了一种合成1,1‑二乙氧基乙烷的催化剂，包括金属卤化物和含氮配合物，所述金属卤化物和含氮配合物的摩尔比为1:0.5‑8。将上述催化剂加入到无水乙醇中，将所述无水乙醇置于氧气氛围下，向所述无水乙醇中通入纯氧气或含氧气的混合气体，于100℃‑140℃，搅拌转速300‑800r/min下反应，制得1,1‑二乙氧基乙烷。本发明的催化剂包括含氮配合物与金属卤化物，具有催化活性高，反应速度快，选择性高等优点；并且催化体系毒性小，满足了现有生产趋势对绿色生产的需求。该催化剂中的金属卤化物加快氧化加成反应的进行，并同时能适当调节反应体系的酸碱性，使反应向生成1,1‑二乙氧基乙烷的方向进行，温和的反应过程也可缓解反应料液对不锈钢反应设备的腐蚀。

技术领域

本发明属于化工合成技术领域，具体涉及一种1,1-二乙氧基乙烷的合成方法、该合成方法中涉及到的催化剂以及该催化剂的制备方法。

背景技术

1,1-二乙氧基乙烷(1,1-diethoxyethane)是乙醇主要下游产品中的一种，具有毒性小、溶解性好、沸点低等优点；是合成羰基化合物如酮、醛化合物重要的中间体。同时1,1-二乙氧基乙烷与柴油互溶性好，并且具有优良的燃烧性能，可替代乙醇作为柴油的生物质含氧添加成分，可大幅降低微粒和NO_x的排放，提高十六烷值，是潜在的优质燃料和燃料添加剂。除此之外，1,1-二乙氧基乙烷还是一种新型高档香料和重要合成中间体，广泛应用于化妆品、食物等添加剂工业与有机合成。

1,1-二乙氧基乙烷的主要合成方法有乙醇与乙醛缩合反应法、乙烯直接氧化法、乙醇直接氧化法等。目前，工业上比较成熟的生产方法为乙醇与乙醛缩合反应法，但该工艺存在流程复杂，设备腐蚀严重，直接使用有毒且难以长久保存的乙醛等问题。因此，为了避免直接使用乙醛作为原料并提高1,1-二乙氧基乙烷合成的效率，开发将乙醇部分氧化生成1,1-二乙氧基乙烷的选择性催化剂已成为近年来的一个热门研究课题。

以二氧化硅分别负载的TaO₅和Nb₂O₅光催化剂催化乙醇直接氧化合成1,1-二乙氧基乙烷，反应在有氧条件下生成大量的副产物，例如乙醛，乙酸和乙烯，对乙醇转化率仅为6.9％。

负载于二氧化硅和氧化锡上的RuO₂，在300-400K下催化甲醇和乙醇气相选择性氧化成缩醛，其中RuO₂/SnO₂催化剂在393K下，获得81％的1,1-二乙氧基乙烷选择性以及15％低乙醇转化率。在497K下使用Mo₁₂V₃W₁.2Cu₁.2Sb_0.5O_x催化乙醇气相选择性氧化反应，1,1-二乙氧基乙烷的产率为14％。

而以醇为原料，通过选择性氧化的方法一步制备1,1-二乙氧基乙烷(缩醛)，但除甲缩醛外，其他缩醛由于热力学限制难以得到高的收率，且该过程需要使用大量酸催化剂，对环境造成严重污染。

发明内容

本发明的目的之一在于：解决上述现有技术中的不足，提供一种一步氧化合成1,1-二乙氧基乙烷的催化剂，该催化剂有效活性高，易回收，环境友好等优点，该催化剂催化乙醇液相，一步合成1,1-二乙氧基乙烷。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种合成1,1-二乙氧基乙烷的催化剂，包括金属卤化物和含氮配合物，所述金属卤化物和含氮配合物的摩尔比为1:0.5-8。

所述含氮配合物为1,2-环己二酮二肟、丁二酮肟、乙二肟、α-糖偶酰二肟、苯偶酰二肟、2,6-二氯苯甲醛肟、1,4-苯醌二肟、5,7-二氯-8-羟基喹啉、10-羟基苯并[h]喹啉、2,5-二苯基-1,3,4-二唑、1-甲基-1-H吡唑、二甲基咪唑、苯并咪唑、2-羟基吡啶、4,4'-二甲基-2,2'-联吡啶、2-氨基吡啶中的一种或多种。