[发明专利]一种固体碱催化剂[Smim]X/SBA‑15催化合成丙二醇甲醚的方法

摘要

本发明公开了一种固体碱催化剂[Smim]X/SBA‑15催化合成丙二醇甲醚的方法。催化剂是通过三步负载改性而成，即先将偶联剂3‑丙基三乙氧基硅烷通过硅氧键键合负载到SBA‑15介孔材料，得到负载含氯硅烷的SBA‑15介孔材料，再将1‑甲基咪唑与上述所制备的负载含氯硅烷的SBA‑15介孔材料发生N‑烷基化反应，最后通过浸渍碱性物质溶液改性、干燥所得。所负载的碱性物质对SBA‑15介孔材料结构破坏小，同时还提高了催化剂的碱强度，催化活性高，用量少，易于与反应体系分离，催化剂经干燥回收即可重复使用，催化环氧丙烷、甲醇合成丙二醇甲醚收率与其异构体1‑甲氧基‑2‑丙醇(伯醚)含量高。

主权项

一种固体碱催化剂[Smim]X/SBA‑15催化合成丙二醇甲醚的方法，其特征在于：将固体碱催化剂[Smim]X/SBA‑15、反应原料甲醇和环氧丙烷依次加入到带有搅拌装置的高压反应釜中，所加催化剂与环氧丙烷的质量比为0.02～0.15∶1、甲醇与环氧丙烷的摩尔质量比为3～10∶1，控制反应压力为0.4～1.0MPa、温度为115～145℃，反应2～7h后，结束反应，冷却，将反应混合物在真空度为0.03～0.06MPa、温度为40～60℃减压蒸馏，回收过量甲醇重复使用，将蒸馏出甲醇以后的反应混合物过滤，所得滤液即为丙二醇甲醚，滤饼经干燥回收作为催化剂重复使用；所述固体碱催化剂[Smim]X/SBA‑15中的Smim为1‑丙基(三乙氧基硅基)‑3‑甲基咪唑，X为碱性物质K2CO3、KOAc、CH3ONa、KOH中的任一种碱性负离子，SBA‑15为介孔材料；所述固体碱催化剂[Smim]X/SBA‑15中的1‑丙基(三乙氧基硅基)‑3‑甲基咪唑Smim与碱性负离子X的摩尔质量比为1∶1；所述固体碱催化剂[Smim]X/SBA‑15中的碱性1‑丙基(三乙氧基硅基)‑3‑甲基咪唑[Smim]X与SBA‑15的质量比为0.9～5∶1；所述固体碱催化剂[Smim]X/SBA‑15是通过三步负载改性而成，即先将偶联剂3‑氯丙基三乙氧基硅烷通过硅氧键键合负载到SBA‑15介孔材料，再将1‑甲基咪唑与负载含氯硅烷的SBA‑15介孔材料发生N‑烷基化反应，最后通过浸渍碱性物质溶液改性、干燥所得；所述将偶联剂3‑丙基三乙氧基硅烷通过硅氧键键合负载到SBA‑15介孔材料，是在惰性气体N2保护、10～30℃下，按照质量份数，将1份SBA‑15介孔材料、15～25份溶剂I依次加入反应器中，搅拌混合1～2h后，再加入0.45～0.75份偶联剂3‑氯丙基三乙氧基硅烷，在90～120℃下搅拌回流20～30h后，冷却至20～30℃，过滤，洗涤，干燥滤饼，得到负载含氯硅烷的SBA‑15介孔材料；所述将1‑甲基咪唑与负载含氯硅烷的SBA‑15介孔材料发生N‑烷基化反应，是在惰性气体N2保护、15～40℃下，按照质量份数，将1份上述所制备的负载含氯硅烷的SBA‑15介孔材料、0.4～0.7份1‑甲基咪唑、15～25份溶剂I依次加入反应器中，搅拌混合1～2h，在90～120℃搅拌回流18～26h后，冷却至20～30℃，过滤，洗涤，干燥滤饼，得到负载1‑丙基(三乙氧基硅基)‑3‑甲基咪唑氯化物的SBA‑15介孔材料[Smim]Cl/SBA‑15；所述通过浸渍碱性物质溶液改性，是在20～30℃下，按照质量份数，将1份上述所制备的负载1‑丙基(三乙氧基硅基)‑3‑甲基咪唑氯化物的SBA‑15介孔材料[Smim]Cl/SBA‑15、0.5～0.7份碱性物质、15～25份溶剂II依次加入反应器中，搅拌混合12～24h，过滤，洗涤，干燥滤饼，得到固体碱催化剂[Smim]X/SBA‑15；以上所述溶剂I均为甲苯、乙醚、丙酮、乙腈、异丙醇中的至少一种；以上所述溶剂II是甲醇与去离子水的混合物，其体积比为0～1∶1；以上所述洗涤均是用二氯甲烷、氯仿、丙酮、乙醚、乙醇、甲醇、去离子水中的至少一种洗涤滤饼；以上所述碱性物质是K2CO3、KOAc、CH3ONa、KOH中的任一种；以上所述干燥均是在60～80℃真空干燥箱中干燥16～24h。