[发明专利]一种电催化氢化羰基化合物合成相应醇的方法

说明书

本发明涉及一种电催化氢化羰基化合物合成相应醇的方法，采用流动式电解池或分体式H型电解池，在阴极电解液中加入羰基化合物，在反应输出端收集液相醇类产物。所述羰基化合物包括甲醛、乙醛、丙酮、正丙醛、正丁醛、正戊醛、4‑羟基‑2‑丁酮、二丙酮醇、2‑戊酮、环丁酮、糠醛等含羰基化合物。采用不同类型的电解池，所构筑的铁基电催化剂具有廉价、高活性和高选择性等特点。与传统热催化技术相比，该电催化氢化羰基化合物合成相应醇技术在室温常压下进行，以水为氢源，不仅降低了能耗和生产成本而且绿色、安全、高效，符合绿色化工的要求。

技术领域

本发明属于电化学氢化化学式(I)的羰基化合物合成相应醇的方法，涉及一种电催化氢化羰基化合物合成相应醇的方法。

背景技术

目前，醇类化合物在医药及日常生活中的用途十分广泛。相比乙醇，异丙醇具有更高的沸点，挥发性小，更易保存，使用更安全可靠。因此，异丙醇已广泛应用于制药、化妆品、塑料、香料、涂料、电子清洗剂等产品中。其中，工业清洗剂是全球异丙醇消费增长最快的领域之一，需求量预计以年均10％的速度增长。

迄今为止，羰基化合物加氢生成相应醇的方法包括：化学还原法和热催化加氢法。化学还原法是采用NaBH₄、LiAlH₄,Al[OCH(CH₃)₂]₃等还原剂进行还原；热催化加氢法是采用催化剂，以H₂为氢源，在高温高压下进行还原。热催化丙酮加氢制备异丙醇通常使用Pd、Pt、Ru等贵金属催化剂或镍基、铜基等非贵金属催化剂。

日本专利平2-279643提供了采用Ru/Al₂O₃催化剂进行热催化丙酮加氢制备异丙醇的方法，丙酮经异丙醇稀释后进行加氢，在9.0MPa压力下，丙酮转化率和异丙醇选择性均达到99.9％。但是，该方法需要价格昂贵的贵金属Ru基催化剂和高压氢气，工艺条件苛刻，设备要求高。

中国专利CN1255482A提供了利用压片型CuO-SiO复合氧化物催化剂进行丙酮加氢制备异丙醇的方法，在140℃时，丙酮转化率和异丙醇选择性均可达99.9％。但是，该方法存在催化剂易烧结失活，工艺条件苛刻等关键问题。

综上所述，目前热催化羰基化合物加氢工艺存在以爆炸性高压氢气为氢源，反应条件苛刻，设备要求高，催化剂昂贵等问题。因此，开发一种在常温常压下以水为氢源的电催化氢化羰基化合物制备相应醇的方法具有重要意义。

发明内容

要解决的技术问题

为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种电催化氢化羰基化合物合成相应醇的方法，对电催化氢化羰基化合物所用催化剂及器件系统进行了广泛深入的研究，以达到抑制副反应，提高相应醇产率的目的，且兼具室温、常压、绿色、安全、低成本等优势。

技术方案

一种电催化氢化羰基化合物合成相应醇的方法，其特征在于：在电解池中，以含水电解质中的水为氢源，在阴极电解液中加入羰基化合物，在通电进行电解反应时，输出端收集液相为醇类产物。

所述羰基化合物的结构式为：

其中R和R’选自无机/或有机基团；

所述无机和/或有机基团选自-H、-D、取代或未取代的烷基、烯基、炔基和/或芳基、-OH、-OR*、-SH、-SR*、-NH₂、-NR*R^#、-COOH、-CHO、-COOR*、-COR*、-PH₂、-PR*R^#、-F、-Cl、-Br、-I、-NO和-NO₂,其中R*和R^#为有机和/或无机基团。