[发明专利]用于两相催化氢甲酰化制备醛的组合物及方法

说明书

本发明涉及一种用于两相催化氢甲酰化制备醛的组合物，包括：铑催化剂和表面活性剂复配体系，所述表面活性剂包含至少一种阴离子表面活性剂和至少一种阳离子表面活性剂。本发明还涉及一种用于两相催化氢甲酰化制备醛的方法。本发明提供的组合物用于两相催化氢甲酰化制备醛时能够显著提高烯烃的转换率，同时还降低了生产成本。

技术领域

本发明涉及一种用于两相催化氢甲酰化制备醛的组合物，以及一种两相催化氢甲酰化制备醛的方法。

背景技术

C6以上高碳醇是合成增塑剂、表面活性剂以及洗涤剂等一系列精细化学品的重要原料，具有广泛的应用领域。

烯烃氢甲酰化是获得醛醇的重要手段，目前工业上加氢甲酰化使用的催化剂体系主要分为铑系催化剂和钴系催化剂，其中铑系催化剂以其高活性、高选择性、反应条件相对温和逐渐成为主流催化体系。对于高碳烯烃，氢甲酰化反应产物高碳醛的沸点增加，在均相催化工艺中，反应完成后需要较高的温度才能将产物分离。而具有高活性的铑系催化剂在高温下易失活，造成贵金属催化剂的流失，增加生产成本。

为了克服均相反应制备醛的上述缺点，两相催化工艺得到发展(尤其是油水两相催化)，但是，由于C6以上的高碳烯烃在水中的溶解性较差(有些甚至完全不溶)，导致传质速率慢，影响反应活性，限制了油水两相催化工艺在高碳烯烃氢甲酰化工业生产中的应用，因此解决高碳烯烃在油水两相催化过程中传质速率慢的问题尤为重要。

中国专利CN105418394公开了一种含醇羟基片段的水溶性配体，该配体在水中有很好的溶解性，能够保障反应结束后通过简单的油水分离即实现催化剂的回收再用，但是配体溶解性的增加并没有解决高碳烯烃在水中传质的问题。

为解决高碳烯烃传质问题，中国专利CN1562932公开了一种使用离子液体进行氢甲酰化反应制备醛的方法，该方法虽然容易实现催化剂和产物的分离，且具有收率和选择性高等优点，但是离子液体本身的合成步骤繁琐，容易引起环境污染，成本极为高昂；此外，美国专利US6452055公开了一种在微乳液中进行氢甲酰化反应的方法，该方法虽然增加了不溶于水的高碳烯烃在水中的传质速度，但是该方法需使用大量乳化剂，会带来后处理困难、成本高等问题。《分子催化》(1999年，149卷，1-6页)发表了使用阳离子表面活性剂促进1-十二烯氢甲酰化水/油两相反应的研究，该表面活性剂的加入明显加快了反应速度，但其使用量较高，容易引起溶液乳化，带来后期两相分离的困难。

以上各种技术虽通过改变溶剂或者加入增溶剂等方式解决高碳烯烃在水中的传质问题，但存在增溶剂使用量大，成本高等不足，因此急需改进增溶剂的种类，以解除油水两相催化工艺在高碳烯烃氢甲酰化工业生产中的限制。

发明内容

在油水两相反应工艺中，由于高碳烯烃在水中溶解度低导致反应速率慢甚至不反应。为了解决上述技术问题，本发明提供了一种用于两相催化氢甲酰化制备醛的组合物，包括铑催化剂和表面活性剂复配体系。

根据本发明的组合物的优选实施方式，所述表面活性剂复配体系包含至少一种阴离子表面活性剂和至少一种阳离子表面活性剂。

根据本发明的组合物的优选实施方式，所述表面活性剂复配体系中，阴离子表面活性剂和阳离子表面活性剂的摩尔比为1：(0.05-20)，优选为1：(1-20)，更优选为1：(2-15)。根据一些实施例，所述阴离子表面活性剂和阳离子表面活性剂的摩尔比为1：(2.5-15)。在一些优选实施例中，所述阴离子表面活性剂和阳离子表面活性剂的摩尔比为1：(5-15)。

根据本发明的组合物的优选实施方式，所述阴离子表面活性剂的阴离子的结构如式(I)所示，

优选地，所述阴离子表面活性剂的阴离子的结构如式(IA)所示，