一种水相催化衣康酸加氢制备甲基丁内酯的方法技术

本发明专利技术涉及一种水相催化衣康酸加氢制备甲基丁内酯的方法，特别涉及由衣康酸水相加氢制备甲基丁内酯(α‑甲基‑γ‑丁内酯和β‑甲基‑γ‑丁内酯)的合成过程以及相应加氢金属催化剂的制备及其在该反应中的应用研究。甲基丁内酯是一种分子结构简单但合成路线复杂的重要有机化合物，广泛应用于树脂溶剂、润滑剂、增塑剂、非离子型表面活性剂的胶凝剂、加铅汽油的内酯类添加剂，纤维素酯和合成纤维的染色等及合成各种有关化合物如吡咯烷酮的中间体。本发明专利技术制备的Ru基催化剂，在温和的水相反应条件下，对衣康酸进行催化加氢反应制取甲基丁内酯，转化率可以达到99％，甲基丁内酯收率可达50％，催化剂可多次循环使用。

Hydrogenation of itaconic acid to methyl butyrolactone in aqueous phase

The invention relates to a method for preparing methyl butyrolactone by hydrogenation of itaconic acid in aqueous phase, in particular to the synthesis process of methyl butyrolactone (alpha methyl gamma butyrolactone and beta methyl gamma butyrolactone) by hydrogenation of itaconic acid in aqueous phase and the preparation of corresponding hydrogen metal catalysts and their application in the reaction. Methyl butyrolactone is an important organic compound with simple molecular structure but complex synthetic route. It is widely used in resin solvent, lubricant, plasticizer, gelling agent of non-ionic surfactant, lactone additive of leaded gasoline, dyeing of cellulose ester and synthetic fiber, and intermediate of synthesis of various related compounds such as pyrrolidone. The Ru-based catalyst prepared by the invention can produce methyl butyrolactone by catalytic hydrogenation of itaconic acid under mild water phase reaction conditions. The conversion rate can reach 99%, the yield of methyl butyrolactone can reach 50%, and the catalyst can be recycled for many times.

【技术实现步骤摘要】
一种水相催化衣康酸加氢制备甲基丁内酯的方法
本专利技术涉及化学化工领域，具体是一种水相催化衣康酸加氢制备甲基丁内酯的方法。
技术介绍
衣康酸(Itaconicacid，IA)是一种重要的不饱和有机二元酸，是一种来源丰富且可再生的生物质基平台化合物，可以通过糖类化合物等生物质原料发酵得到，也可以采用柠檬酸或者顺酐为原料进行催化转化制取。其可应用于制造合成树脂，合成纤维、合成橡胶、塑料、表面活性剂胶乳、离子交换树脂及高强度碳素纤维等高聚材料。衣康酸含有不饱和双键及二元羧酸含氧基团，通过加氢氧化酯化等化学反应可进一步转化成其他具有高附加值的化学品。因而利用催化转化技术开发衣康酸下游产品，提高衣康酸的转化途径和高附加值产品的利用，具有重要的研究意义和应用前景。甲基丁内酯(Methyl-gamma-butyrolactone，MGBL)是一种具有广泛用途的可再生化学品，可由衣康酸加氢转化得到。其可用作树脂溶剂及合成各种有关化合物如吡咯烷酮的中间体，可用于润滑剂、增塑剂、非离子型表面活性剂的胶凝剂、加铅汽油的内酯类添加剂，以及纤维素酯和合成纤维的染色等。甲基丁内酯还是一类具有手性的化合物，廉价易本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水相催化衣康酸加氢制备甲基丁内酯的方法，其特征在于，采用衣康酸水溶液为反应液，在Ru基催化剂作用下，在间歇式反应釜中通过液相加氢合成甲基丁内酯，具体反应条件是：(1)衣康酸水溶液浓度为1‑15wt.％；(2)Ru基催化剂/衣康酸的投料质量比为2‑20wt.％；(3)反应温度100‑250℃，反应压力1‑10MPa，反应时间2‑12h。

【技术特征摘要】
1.一种水相催化衣康酸加氢制备甲基丁内酯的方法，其特征在于，采用衣康酸水溶液为反应液，在Ru基催化剂作用下，在间歇式反应釜中通过液相加氢合成甲基丁内酯，具体反应条件是：(1)衣康酸水溶液浓度为1-15wt.％；(2)Ru基催化剂/衣康酸的投料质量比为2-20wt.％；(3)反应温度100-250℃，反应压力1-10MPa，反应时间2-12h。2.按照权利要求1所述的一种水相催化衣康酸加氢制备甲基丁内酯的方法，其特征在于：Ru基催化剂是一锅法合成的Ru纳米颗粒均匀分散嵌入在酚醛树脂壳层中包覆在二氧化硅上的Ru-SiRF球壳型金属纳米催化剂，其制备方法为：在乙醇水反应体系中，以正硅酸乙酯及间苯二酚和甲醛为原料，以金属盐RuCl3为金属前驱体,以氨水催化水解聚合，然后水热合成，离心洗涤干燥得到催化剂前驱体，在氮气气氛中一定温度下进行碳热还原得到相应的催化剂(Ru-SiRF)。3.根据权利要求2所述一种水相催化衣康酸加氢制备甲基丁内酯的方法，其特征在于：所述乙醇水反应体系中，醇水体积为30～400mL，乙醇与水体积比为2～7，金属盐前驱体中Ru含量为0.5～2mmol；所述乙醇...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐杰，黄倩倩，于维强，路芳，苗虹，高进，
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