[发明专利]二异丁烯制备异壬醛的氢甲酰化反应方法和催化剂

说明书

本发明公开了一种2,4,4‑三甲基‑1‑戊烯和2,4,4‑三甲基‑2‑戊烯的混合物(别名：二异丁烯)制备3,5,5‑三甲基己醛(别名：异壬醛)的氢甲酰化均相催化反应方法和催化剂。其特征是采用铑的化合物做为催化剂金属前体，以有机膦配体作为催化剂配体，组成铑/有机膦配体催化体系，合成气比例CO:H₂＝1:1，反应温度介于80至140℃，压力介于1至8MPa的条件下，反应时间4至20个小时，从二异丁烯制备异壬醛。本发明所提供的从二异丁烯制备异壬醛的方法工艺简单，反应条件温和，产物正异比高，成本低，属于精细石油化工领域的高端产品，适用于工业化生产。

技术领域

本发明涉及一种从炼厂碳四馏分所分离出的二异丁烯制备异壬醛的氢甲酰化均相催化反应方法和催化剂。

背景技术

制冷剂俗称“冷媒”，对全球环境的影响指标主要有臭氧消耗潜能(ODP)和全球变暖潜能(GWP)。目前在家用空调和热泵中广泛应用的制冷剂是R22，它属于臭氧消耗物质HCFC(氢氯氟烃)，是CFC 类(氟利昂–氟氯烃类)物质最重要的过渡性替代品。根据蒙特利尔议定书，我国到2030年将淘汰所有制造业HCFC的生产与消费。R22的替代制冷剂大体可分为三类：第一类为HFC(氢氟烃)制冷剂，如R410a(已广泛应用)、R32(潜力制冷剂)；第二类为HC碳氢制冷剂，如R290(潜力制冷剂)；第三类为天然工质二氧化碳CO₂–由于其工作压力高，一般不用于家用空调。

低温冷藏设备前景广阔(农、渔、牧等行业)。工业冷冻冷藏设备2016年平均增长率约为15％～ 20％。中央空调行业：需求持续旺盛，未来5年的年均增长率约仍会维持在10％左右增长率。家用空调行业：2014年中国家用空调的保有量为5亿台。全球家用空调的94％生产集中于亚洲区域，亚洲有 95％的生产集中于中国。家用冰箱：2014年保有量为2亿台(中国)。冷冻机油的市场容量：约9～10 万吨。矿物冷冻机油约占85％，合成冷冻机油约占15％。

冷冻机油是制冷式压缩装置的专用润滑油。是决定和影响制冷系统的制冷功能和效果的重要组成部分。制冷压缩机在工作过程中，依靠制冷剂的减压蒸发获得低温，冷冻机油则对制冷装置的工作部件进行润滑。

根据氟利昂和油互溶程度可分为四种类型：高互溶性、中互溶性、低互溶性和与矿物油不互溶。 R22，R113等HCFC类制冷剂的替代品，如：R134a，R407c，R410a和R32等HFC类冷冻剂与矿物油不互溶。这些制冷剂与聚酯或聚醚等合成型冷冻机油有较好的的互溶性，其中R134a，R407c和R410a 等制冷剂建议使用多元醇酯POE(Polyol ester)。

多元醇如：乙二醇、丙三醇、季戊四醇等，与羧酸反应脱水得到多元醇酯POE。这类羧酸一般是由各种直链烯烃，或者支链烯烃如：2,3-二甲基-1-丁烯(DMB-1)和2,3-二甲基-2-丁烯(DMB-2)，2, 4,4-三甲基-1-戊烯(TMP-1)和2,4,4-三甲基-2-戊烯(TMP-2)等经过氢甲酰化反应等到对应的醛类化合物，在经过氧化得到羧酸。此外，DMB-1，DMB-2，TMP-1和TMP-2也可与甲醇进行醚化反应生成用于替代MTBE的重要中间体原料。

氢甲酰化反应自1938年被Otto Roelen教授发现以来(Chem Abstr,1994，38-550)，在工业当中得到了非常巨大的应用。由于醛类物质可以非常容易地转化为相应的醇、羧酸、酯、亚胺等等在有机合成中具有重要用途的化合物，通过氢甲酰化反应合成的醛类物质在工业生产中被大规模合成。每年工业生产中通过氢甲酰化反应生产的醛类物质现已达到1000万吨(Adv.Synth.Catal.2009,351,537– 540)。