[发明专利]一种氢氧化锆磁性材料催化糠醛到糠醇的方法

说明书

本发明属于有机合成技术领域，公开了一种氢氧化锆磁性材料催化糠醛到糠醇的方法，本发明使用氢氧化锆磁性材料作为催化剂，在异丙醇中将糠醛催化转化为糠醇，具体方法包括：将糠醛、异丙醇和氢氧化锆磁性材料装入高压反应釜中，混合均匀，密封后在120℃至200℃下反应1至6小时，冷却后得到糠醇溶液。本发明合成得到的氢氧化锆磁性催化材料，具有分离简便、高催化活性和高重复利用性等特点，且在催化反应过程中操作简便、无需外加气体、安全性高，具有较好的发展前景。

技术领域

本发明属于有机合成技术领域，尤其涉及一种氢氧化锆磁性材料催化糠醛到糠醇的方法。

背景技术

目前，最接近的现有技术：随着世界人口的增长和社会的不断发展，人类对能源的需求越来越大，因此，开发可再生利用的能源受到广泛关注。生物质资源因其储量大、可再生、利用率高、成本低等特点，被认为是解决能源问题的一个重要途径。目前生物质资源的研究方向主要是从多聚糖类出发，合成生物质基平台化合物，其中，糠醛是最有潜力的平台化合物之一。糠醛的加氢还原产物糠醇，是一种重要的化工原料，广泛应用于合成橡胶、树脂、香料、医药中间体等领域，尤其是糠醇树脂，可以制备性能优异的增塑剂。

在工业生产中，糠醛主要是通过Cu-Cr类催化剂进行催化还原，得到糠醇。一方面，该催化剂的毒性和污染性较高，不符合绿色化学可持续发展的理念；另外一方面，该催化剂的分离成本较高。另外，还有一些不含Cr的催化剂，包括贵金属(Pt，Pd，Ru等)，及部分双金属催化剂(Ni-Cu，Cu-Fe等)，此类催化剂均需要一些诸如：氢气或高压等苛刻条件。因此，安全低毒或无毒，且易于分离的催化剂变得尤为重要。

CN109603852A公开了一种以钌钴磁性材料作为催化剂，在120℃，1bar氢气下反应4小时制备糠醇的方法，该方法获得了较高的转化效率和糠醇的收率。虽然该方法以易于方便分离的磁性材料做催化剂，但采用外源氢作为还原剂，成本较高。

CN106543115A公开了一种利用氢转移反应催化糠醛转化为糠醇的方法。该方法使用磁性羟基磷灰石作为催化剂，在180℃，10bar的氮气压力条件下反应12小时，糠醇的收率96.2％。但该发明的反应时间较长，而且需要较高压力，反应成本较高。

CN109694364A公开了一种同样使用氢转移反应进行催化糠醛转化为糠醇的方法，在80℃条件下，使用碱式碳酸锆反应5小时，得到糠醇的收率为98.81％，反应条件较优，但是异相催化剂的分离操作仍较为繁琐。

综上所述，现有技术存在的问题是：

(1)传统Cu-Cr类催化剂毒性和污染性较高、分离成本较高，不符合绿色化学可持续发展的理念。

(2)已有技术中以钌钴磁性材料作为催化剂，采用外源氢作为还原剂，成本较高。

(3)已有技术中使用磁性羟基磷灰石作为催化剂，反应时间较长，而且需要较高压力，反应成本较高。

(4)已有技术中使用氢转移反应进行催化糠醛转化为糠醇的方法，异相催化剂的分离操作仍较为繁琐。

解决上述技术问题的难度：

(1)使用醇类作为氢源，以及非贵金属作为催化剂，通过氢转移进行催化糠醛转化为糠醇的活性较低，需要合适的材料。

(2)固体催化剂和反应液的分离需要一定技术手段，越复杂的分离方法，成本就越高。

解决上述技术问题的意义：

意义在于通过价格低廉的催化剂和氢源，并且通过简单的技术手段分离，从而减少成本。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种氢氧化锆磁性材料催化糠醛到糠醇的方法。