本发明专利技术公开了镍铁水滑石催化剂在制备苯甲醇中的应用，属于苯甲醇合成技术领域。本发明专利技术用醇类化合物作为溶剂和供氢体，以Ni‑Fe(2/1)LDH、Ni‑Fe(3/1)LDH或Ni‑Fe(4/1)LDH作为催化剂，在水热反应釜中自身压力条件下利用催化转移氢化反应催化苯甲醛制备苯甲醇，反应温度为110～160℃，反应时间为6～11h。本发明专利技术方法工艺简单、操作方便且安全环保。镍铁水滑石催化剂是由常见的非贵金属所制备，低廉易得，且可以多次重复使用，还可以还原其它的含C＝O键的化合物，有利于商业化应用。
Application of Nickel-Iron Hydrotalcite Catalyst in the Preparation of Benzyl Alcohol
The invention discloses the application of nickel iron hydrotalcite catalyst in the preparation of benzyl alcohol, belonging to the technical field of benzyl alcohol synthesis. The invention uses alcohols as solvents and hydrogen donors, Ni Fe (2/1) LDH, Ni Fe (3/1) LDH or Ni Fe (4/1) LDH as catalysts, and uses catalytic transfer hydrogenation reaction to catalyze benzaldehyde to prepare benzyl alcohol under self-pressure in hydrothermal reactor. The reaction temperature is 110-160 C, and the reaction time is 6-11h. The method has the advantages of simple process, convenient operation, safety and environmental protection. Nickel-iron hydrotalcite catalyst is prepared by common non-precious metals, which is cheap and easy to obtain, and can be reused for many times. It can also reduce other compounds containing C=O bond, which is conducive to commercial application.
【技术实现步骤摘要】
镍铁水滑石催化剂在制备苯甲醇中的应用
本专利技术涉及苯甲醇合成
，尤其是涉及镍铁水滑石催化剂在制备苯甲醇中的应用。
技术介绍
苯甲醇是一种重要的有机中间体，可以作为定香剂，是香精调配中不可缺少的香料，可用于制造香皂、日用化香精；还可以作为涂料溶剂，照相显影剂、聚氯乙烯稳定剂等。此外苯甲醇在医药领域还可以用做局部麻药、药物镇定剂和药物合成等。随着有关行业的发展及国际市场的开放，国内外对苯甲醇的需求量将日趋增加。目前苯甲醛制备苯甲醇主要有以下三种方法:(1)利用卡尼查洛反应，苯甲醛在强碱条件下歧化反应生成相应的醇与酸，此工艺对生产设备要求高，需要耐强酸强碱性，反应过后还需要大量溶剂对反应溶液进行萃取，此外，相应的副产物需要用硼氢化钾催化剂对其进行还原，工艺复杂且成本高。(2)利用改进的硼氢化钾催化剂催化还原苯甲醛，相比用硼氢化钾还原具有一定的优势，但是催化剂存在制备成本高、反应产率低、选择性低、有酸腐蚀性等缺点，不利于大规模生产。(3)以苯甲醛为反应底物，以氢气作为氢供体，采用贵金属纳米催化剂(例如铂、钯和钌等)进行催化转移氢化来制备苯甲醇，此方法对生产设备要求很高且氢气的存储和运输存在很大的不安全因素。以上所述的制备苯甲醇的方法不可避免的使用了昂贵的耐强酸强碱腐蚀性的设备，或者用易爆的氢气作为供氢体的苛刻反应条件，因此，需要寻找一种更简便的制备苯甲醇的方法。镍铁水滑石是以地球上含量丰富的镍元素和铁元素的镍盐和铁盐为前驱体，然后水热法制备得到的，镍铁水滑石是一种阴离子型的层状化合物，可用于污水处理中，对重金属离子进行吸附，也可以用做离子交换剂等。专利技术内容[技术问题]本专利技术要解决的问题是简化苯甲醇的生产工艺、提高工艺安全性、降低成本。[技术方案]本专利技术提供的技术方案是以苯甲醛为底物，以醇类化合物为溶剂和供氢体，采用镍铁水滑石催化剂对苯甲醛进行催化转移氢化反应，本专利技术方法的反应条件温和，反应体系绿色，催化剂易于制备，避免了氢气和耐强腐蚀性设备的使用。本专利技术提供的一种苯甲醇中的制备方法，具体包括以下步骤：将镍铁水滑石催化剂、醇类化合物与苯甲醛按照0.05～0.25g:2～12mL:1mmol的配比加入到水热反应釜中，在110～160℃反应6～11h，反应结束冷却即可。在本专利技术的一种实施方式中，所述反应过程中需要在搅拌作用下进行，优选磁力搅拌，搅拌速率为400-1600r/min。在本专利技术的一种实施方式中，所述镍铁水滑石催化剂为Ni-Fe(2/1)LDH、Ni-Fe(3/1)LDH或Ni-Fe(4/1)LDH中一种或几种，其中，2/1、3/1、4/1分别表示催化剂中Ni和Fe的摩尔比为2:1、3:1和4:1。在本专利技术的一种实施方式中，所述镍铁水滑石催化剂的制备方式不限。在本专利技术的一种实施方式中，所述醇类化合物为一级醇、二级醇或三级醇，其中，所述一级醇为甲醇或乙醇，所述二级醇为异丙醇或仲丁醇，所述三级醇为叔丁醇。在本专利技术的一种实施方式中，所述镍铁水滑石催化剂优选为Ni-Fe(3/1)LDH。在本专利技术的一种实施方式中，所述醇类化合物优选为异丙醇。在本专利技术的一种实施方式中，所述异丙醇与苯甲醛用量的配比为3～7mL:1mmol。在本专利技术的一种实施方式中，所述镍铁水滑石催化剂与苯甲醛用量的配比为0.2g:1mmol。在本专利技术的一种实施方式中，优选地，所述反应温度为150℃，反应时间为10h。在本专利技术的一种实施方式中，所述方法还包括对非均相镍铁水滑石催化剂的回收及重复利用：即催化剂经水洗、醇洗、干燥后待用。此外，本专利技术还提供了一种催化羰基化合物转移氢化反应的方法，所述方法以镍铁水滑石催化剂为催化剂，催化羰基化合物发生转移氢化反应。在本专利技术的一种实施方式中，所述羰基化合物为含有羰基官能团的化合物，优选为含有羰基基团的环状化合物。在本专利技术的一种实施方式中，所述羰基化合物为苯乙酮、5-羟甲基糠醛、5-甲基糠醛或乙酰丙酸乙酯等。在本专利技术的一种实施方式中，所述方法为：将镍铁水滑石催化剂、醇类化合物与羰基化合物按照0.05～0.25g:2～12mL:1mmol的配比加入到水热反应釜中，在110～160℃反应6～12h。在本专利技术的一种实施方式中，所述水热反应釜为不锈钢水热反应釜。在本专利技术的一种实施方式中，所述水优选为去离子水。在本专利技术的一种实施方式中，所述镍铁水滑石催化剂的制备方法不限。本专利技术取得的有益技术效果：(1)本专利技术的工艺简单，操作方便，在制备苯甲醇的过程中不需高压条件，且制备过程中无需使用或者产生强酸强碱物质，在中性的环境下即可进行反应，反应体系对设备要求不高，避免了氢气和耐强腐蚀性设备的使用，操作简单，耗能低。(2)本专利技术所使用催化剂镍铁水滑石催化剂为常见易得的非贵金属催化剂，成本低廉，可方便回收利用，大大降低了生产成本。(3)本专利技术采用镍铁水滑石催化剂催化苯甲醛制备苯甲醇，转化率可达95.1％，且苯甲醇的产率可高达89.3％；此外，还可以催化羰基基团的环状化合物加氢反应，拓宽了镍铁水滑石的应用范围。附图说明图1为实施例1产物的气相色谱检测结果图。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术作进一步的描述。气相色谱仪(GC,Agilent9790)检测反应溶液的参数条件是：气相色谱仪的柱子温度为180℃、检测器温度为270℃和辅助Ⅰ温度为270℃：本专利技术所使用的非均相镍铁水滑石催化剂的制备方法，步骤如下：①称取镍铁摩尔比为3/1的Ni(NO3)2·6H2O和Fe(NO3)3·9H2O以及一定量的尿素加入到聚四氟乙烯内衬的水热反应釜中，其中尿素的摩尔量为金属摩尔量总和的3.3倍；②再向里面加入去离子水溶解并在室温下磁力搅拌一个小时；③待固体物质完全溶解后，封装好不锈钢高压反应釜，然后升温至140℃，水热反应20h后停止加热、自然冷却到室温；④冷却后的物质进行抽滤，并分别用去离子水和乙醇洗涤2～5次，60℃下真空干燥，研磨后可得到浅黄色粉末即为非均相的镍铁水滑石催化剂(简写为：Ni-Fe(3/1)LDH)。此外，Ni-Fe(2/1)LDH和Ni-Fe(4/1)LDH催化剂材料也采用相似的方法合成，其中，Ni(NO3)2·6H2O和Fe(NO3)3·9H2O的摩尔比分别为2/1和4/1。实施例1一种应用镍铁水滑石催化剂制备苯甲醇的方法，包括以下步骤：将0.2g的Ni-Fe(3/1)LDH加入到干净的高压反应釜的内衬中，再加入1mmol苯甲醛、5mL异丙醇和适当大小的磁子，封装好不锈钢高压反应釜后，在磁力搅拌作用下150℃反应10h，反应结束待冷却后通过气相色谱仪对上清液进行检测分析(如图1)，可见，制备得到了苯甲醇。实施例2-3本实施例2-3对比了不同催化剂对制备苯甲醇的影响。将0.2g不同镍铁摩尔比的水滑石(Ni-Fe(2/1)LDH和Ni-Fe(4/1)LDH)加入到干净的高压反应釜的内衬中，再加入1mmol苯甲醛、5mL异丙醇和适当大小的磁子，封装好不锈钢的高压反应釜后，磁力搅拌作用下150℃反应10h，反应结束待冷却后取上清液进行检测分析。具体实验结果见表1，从表1内容可知：当以Ni-Fe(3/1)LDH为催化剂时，相同的条件下，苯甲醇的产率和选择性最好。表1不同催化剂下的催化反应结果实施例催化剂转化率(％)产率(本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种苯甲醇的制备方法，其特征在于，所述方法为：以镍铁水滑石催化剂为催化剂，催化苯甲醛与醇类化合物发生转移氢化反应，制备得到苯甲醇。
【技术特征摘要】
1.一种苯甲醇的制备方法，其特征在于，所述方法为：以镍铁水滑石催化剂为催化剂，催化苯甲醛与醇类化合物发生转移氢化反应，制备得到苯甲醇。2.根据权利要求1所述的一种苯甲醇的制备方法，其特征在于，所述方法具体包括以下步骤：将镍铁水滑石催化剂、醇类化合物与苯甲醛按照0.05～0.25g:2～12mL:1mmol的配比加入到水热反应釜中，在110～160℃反应6～11h，反应结束冷却即可。3.根据权利要求1或2所述的一种苯甲醇的制备方法，其特征在于，所述镍铁水滑石催化剂为Ni-Fe(2/1)LDH、Ni-Fe(3/1)LDH或Ni-Fe(4/1)LDH中一种或几种。4.根据权利要求1～3任一所述的一种苯甲醇的制备方法，其特征在于，所述醇类化合物为一级醇、二级醇或三级醇，其中，所述一级醇为甲醇或乙醇，所述二级醇为异丙醇或仲丁醇，所述三级醇为叔丁醇。5.根据权利要求1～4任一所述的一种苯甲醇...
【专利技术属性】
技术研发人员：王海军，汪涛，胡爱云，刘晨，徐广志，夏咏梅，刘湘，
申请(专利权)人：江南大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32
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