[发明专利]用于合成3-甲氧基丙烯酸甲酯的催化剂及固载、使用方法

说明书

本发明涉及催化剂技术领域，提供了一种用于合成3‑甲氧基丙烯酸甲酯的催化剂，催化剂包括醋酸钯和醋酸铜，催化剂可固载到催化剂载体上使用。本发明中的催化体系没有氯离子，且催化剂可固载化，实现了产物易分离，催化剂易回收的绿色工艺；在催化剂的作用下，合成3‑甲氧基丙烯酸甲酯的反应条件温和，产物收率高，适合工业化应用；采用该方法制备3‑甲氧基丙烯酸甲酯时，丙烯酸甲酯的转化率最高可达到100％，3‑甲氧基丙烯酸甲酯及3,3‑二甲氧基丙酸甲酯的总收率可达到95％以上；本发明中的催化体系在循环使用10次后，制备3‑甲氧基丙烯酸甲酯时产品总收率为84.5％，可减少资源的浪费，保护环境、节约成本，适合工业化应用。

技术领域

本发明属于催化剂技术领域，涉及一种催化剂，特别涉及用于合成3-甲氧基丙烯酸甲酯的催化剂及固载、使用方法。

背景技术

3-甲氧基丙烯酸甲酯为无色透明液体，具有很好的反应活性，是一种重要的化工中间体，广泛应用于农药、医药、高分子材料等领域，可以用于合成多种有机化合物，如除草剂苯吡唑草酮、杀虫剂氟啶虫酰胺和医药头孢布烯等。但目前国内依然无法工业化，导致完全依赖国外进口，价格昂贵，每吨不低于30万。

合成3-甲氧基丙烯酸甲酯的方法有很多，目前文献已报道的合成方法主要有以下几种：

1)以炔丙酸甲酯和甲醇为原料，在催化剂的作用下，通过加成反应得到3-甲氧基丙烯酸甲酯，总收率可达71％。该方法路线简短，原子利用率高，但是所用原料炔丙酸甲酯价格昂贵，不适用于工业化。(Journal of Organic Chemistry,2010,75(22):7809-7821)。

2)以乙烯酮和原甲酯三甲酯为原料，在蒙脱土催化下制备3，3-二甲氧基丙酸甲酯，然后在对甲苯磺酸或类似物质的催化下裂解制备3-甲氧基丙烯酸甲酯，该反应收率为52％，由于收率不高，且反应过程剧烈放热，所以该反应不适合工业化生产。(WO2009056293)

3)以四氯化碳和乙烯基乙醚为原料，在引发剂作用下，合成1,1,1,3-四氯-3-乙氧基丙烷，然后和甲醇回流酯化制备3,3-二甲氧基丙酸甲酯，最后经裂解合成3-甲氧基丙烯酸甲酯，总收率67.7％。该方法路线较长，乙烯基甲醚来源少，闪点低而运输困难，四氯化碳有毒，对臭氧层有严重破坏力。(精细化工中间体，2017，47(2)：25-28).

4)以丙烯酸甲酯和甲醇为原料，在氯化钯和氯化铜催化下，得到3-甲氧基丙烯酸甲酯及3,3-二甲氧基丙酸甲酯，3,3-二甲氧基丙酸甲酯可进一步裂解制备3-甲氧基丙烯酸甲酯。该方法简单高效，原子利用率高，具有工业化应用前景，但所用催化剂价格昂贵，不易回收，导致成本过高，并且氯离子会腐蚀设备，需要进行改进。(Tetrahedron,2006,62(42):9846-9854)

发明内容

为了解决丙烯酸甲酯和甲醇合成3-甲氧基丙烯酸甲酯工艺中存在的催化剂回收难和氯离子腐蚀设备的问题，提供了用于合成3-甲氧基丙烯酸甲酯的催化剂及固载、使用方法。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种用于合成3-甲氧基丙烯酸甲酯的催化剂，所述催化剂包括醋酸钯和醋酸铜，所述催化剂可固载到催化剂载体上使用。

作为优选，所述醋酸钯和醋酸铜的摩尔比为1:3～8。

作为优选，所述醋酸钯和醋酸铜的摩尔比为1:5。

作为优选，所述醋酸钯和载体的质量比为0.1～1：100。

作为优选，所述催化剂载体为活性炭、分子筛或氧化铝。

一种催化剂的固载方法，包括以下步骤：

P1、将醋酸钯和醋酸铜溶解在水中配成溶液状态的催化剂；

P2、将溶液状态的催化剂缓慢倒入经充分干燥的催化剂载体中，连续搅拌，浸渍；