一种金催化剂催化氧化异戊烯醇制异戊烯醛的方法技术

本发明专利技术提供了一种负载型金催化剂催化异戊烯醇氧化制备异戊烯醛的方法。其催化剂为Al2O3负载的金催化剂。该催化剂的氧化铝载体经过Na,Mg,K,Cs等碱金属改性后，负载金作为活性组分。其中金为主要的活性组分，其负载百分含量在0.1％‑5％，碱金属和碱土金属氧化物作为助剂，其含量在0.01％‑2％。催化剂用于3‑甲基‑2‑丁烯‑醇(异戊烯醇)氧化脱氢制备3‑甲基‑2‑丁烯‑1‑醛(异戊烯醛)的反应，在较低温度下可以实现3‑甲基‑2‑丁烯‑醇的氧化脱氢，其产物异戊烯醛的选择性高达99％。

A Method of Catalytic Oxidation of Isopentenol to Isopentenaldehyde over Gold Catalyst

The invention provides a method for preparing isoprenal aldehyde by catalyzing the oxidation of isoprenol with supported gold catalyst. The catalyst is Al2O3 supported gold catalyst. The alumina support of the catalyst was modified by Na, Mg, K, Cs and other alkali metals. The supported gold was used as the active component. Among them, gold is the main active component. The loading percentage of gold is 0.1%-5%. Alkali metal and alkaline earth metal oxides are used as additives. The content of gold is 0.01%-2%. The catalysts were used for the oxidative dehydrogenation of 3 methyl 2 butene alcohol (isoprenol) to 3 methyl 2 butene 1 aldehyde (isoprenol). The oxidative dehydrogenation of 3 methyl 2 butene 1 aldehyde (isoprenol) could be achieved at lower temperature. The selectivity of isoprenol was 99%.

【技术实现步骤摘要】
一种金催化剂催化氧化异戊烯醇制异戊烯醛的方法
本专利技术涉及一种金催化剂催化氧化异戊烯醇制异戊烯醛的方法。
技术介绍
异戊烯醛是一种重要的医药和香料中间体。可以用作生产柠檬醛，异植物醇(VE主要中间体)，维生素A，类胡萝卜素中间体，橡胶单体等。同时，可以用于生产大马酮等香料。目前，工业上生产异戊烯醛的方法主要有以下几种方法：以异戊烯醇为原料经过催化氧化制备异戊烯醛。JP-60/246340报道了以担载型银和铜复合催化剂在高温下将异戊烯醇氧化为异戊烯醛，选择型高达96％。而DE-2517859以铜作为催化剂进行反应也可以得到异戊烯醛，但是选择性较差。铂黑同样可以用作异戊烯醇氧化的催化剂，以铂黑作为催化剂，以双氧水作为氧化剂，可以得到91％的异戊烯醛收率，但是此催化剂价格较为昂贵(ChemicalCommunication(2007),42；4399-4400)。氯铬酸吡啶盐同样可以用于氧化异戊烯醇制备异戊烯醛，但是此催化过程异戊烯醛收率较低，且均相的含铬催化剂分离困难，且对环境污染严重。本专利拟提供一种高效，稳定的异戊烯醇氧化制备异戊烯醛的反应工艺。该工艺以负载型金催化剂作为催化剂，具有极高的催化反应活性以及极高的产物选择性。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种高效，稳定的异戊烯醇氧化生产异戊烯醛的方法。为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案为：以异戊烯醇作为反应原料，负载型金催化剂为催化剂，固定床作为反应器，在180-350℃的温度范围内，通入空气或者氧气进行氧化反应。反应产物通过气相色谱在线进行产物的定性和定量分析。下面通过具体实施例对本专利技术进行详细说明，但这些实施例并不对本专利技术的内容构成限制。具体实施方式实施例1催化剂载体制备：通过等体积浸渍法对氧化铝载体进行改性，得到一系列碱金属或者碱土金属氧化物改性的氧化铝载体：Na/Al2O3，Mg/Al2O3，K/Al2O3，Ca/Al2O3,La/Al2O3,Zn/Al2O3,等，催化剂中助剂的负载量为0.01％～5％。催化剂制备：通过胶体法制备粒径为2.0nm左右的纳米金粒子，然后在搅拌的条件下将金胶体负载在改性的氧化铝载体上，过滤洗涤后，真空干燥。在350度空气条件下焙烧4小时，除去配体。得到一系列负载量不同的纳米金催化剂。金的负载量为0.1％-5％。实施例2催化转化实验：异戊烯醇氧化实验在内径为6mm的不锈钢管反应器中进行，催化剂为钠改性的氧化铝负载的金催化剂，其装填量为1ml,烯醇流量为0.05ml/min,空气流速为24ml/min,反应温度为250℃。反应前异戊烯醇经过180度的预热炉进行预热后经过反应器。反应后利用气相色谱进行产物定性与定量分析(表一)，从表中可以看到钠的添加可以提高产物的选择性，当钠含量为1.5％时，产物的选择性最高为99.4％。实施例3催化转化实验：异戊烯醇氧化实验在内径为6mm的不锈钢管反应器中进行，催化剂为镁改性的氧化铝负载的金催化剂，其装填量为1ml,烯醇流量为0.05ml/min,空气流速为24ml/min,反应温度为250℃。反应前异戊烯醇经过180度的预热炉进行预热后经过反应器。反应后利用气相色谱进行产物定性与定量分析(表二)，可以看到镁的改性同样可以提高异戊烯醛的选择性，其产物选择性最高可达99.2％。实施例4催化转化实验：异戊烯醇氧化实验在内径为6mm的不锈钢管反应器中进行，催化剂为钙改性的氧化铝负载的金催化剂，其装填量为1ml,烯醇流量为0.05ml/min,空气流速为24ml/min,反应温度为250℃。反应前异戊烯醇经过180度的预热炉进行预热后经过反应器。反应后利用气相色谱进行产物定性与定量分析(表三)，从表三可以看到，钙的添加同样可以改善产物的选择性，但效果较镁和钠差，产物选择性最高为93％。实施例5催化转化实验：异戊烯醇氧化实验在内径为6mm的不锈钢管反应器中进行，催化剂为镧改性的氧化铝负载的金催化剂，其装填量为1ml,烯醇流量为0.05ml/min,空气流速为24ml/min,反应温度为250℃。反应前异戊烯醇经过180度的预热炉进行预热后经过反应器。反应后利用气相色谱进行产物定性与定量分析(表四)，同钙一样，镧的添加对产物的选择性改善效果较差，但是仍然有一定的改善效果，产物选择性最高为93％。表一Au/Na/Al2O3催化氧化异戊烯醇制异戊烯醛表二Au/Mg/Al2O3催化氧化异戊烯醇制异戊烯醛催化剂异戊烯醇转化率％异戊烯醛选择性％其他％1％Au/0.1％Mg/Al2O310093.76.31％Au/0.5％Mg/Al2O39794.15.91％Au/1％Mg/Al2O39199.20.81％Au/1.5％Mg/Al2O38398.91.1表三Au/Ca/Al2O3催化氧化异戊烯醇制异戊烯醛催化剂异戊烯醇转化率％异戊烯醛选择性％其他％1％Au/0.1％Ca/Al2O39990101％Au/0.5％Ca/Al2O39591.18.91％Au/1％Ca/Al2O3879371％Au/1.5％Ca/Al2O380928表四Au/La/Al2O3催化氧化异戊烯醇制异戊烯醛催化剂异戊烯醇转化率％异戊烯醛选择性％其他％1％Au/0.1％La/Al2O39187131％Au/0.5％La/Al2O38591.18.91％Au/1％La/Al2O3789191％Au/1.5％La/Al2O370937催化剂用于3-甲基-2-丁烯-醇(异戊烯醇)氧化脱氢制备3-甲基-2-丁烯-1-醛(异戊烯醛)的反应，在较低温度下可以实现3-甲基-2-丁烯-醇的氧化脱氢，其产物异戊烯醛的选择性高达99％。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种金催化剂催化氧化异戊烯醇制异戊烯醛的方法，其特征在于：异戊烯醇在负载型金催化剂的作用下以空气为氧化剂，催化氧化异戊烯醇制异戊烯醛。

【技术特征摘要】
1.一种金催化剂催化氧化异戊烯醇制异戊烯醛的方法，其特征在于：异戊烯醇在负载型金催化剂的作用下以空气为氧化剂，催化氧化异戊烯醇制异戊烯醛。2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：反应温度160-300oC。3.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：催化剂载体优选氧化铝载体，活性组分金的含量0.1-5％，优选1％-3％。4.按照权利要求1或3所述的方法，其特征在于：负载型金催化剂...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄家辉，张军营，洪峰，
申请(专利权)人：中国科学院大连化学物理研究所，
类型：发明
国别省市：辽宁,21