用于合成叔烷基酯的催化剂、其制备方法及叔烷基酯合成方法技术

本发明专利技术提供一种用于合成叔烷基酯的催化剂、其制备方法及叔烷基酯合成方法，属于精细化工技术领域。所述用于合成叔烷基酯的催化剂，包括载体及负载于载体上的主催化剂，其中，所述主催化剂选自碱金属或碱土金属的氧化物，所述载体选自γ

【技术实现步骤摘要】
用于合成叔烷基酯的催化剂、其制备方法及叔烷基酯合成方法


[0001]本专利技术属于精细化工
，特别涉及一种用于合成叔烷基酯的催化剂、其制备方法及叔烷基酯合成方法。

技术介绍

[0002]叔烷基酯是一类重要的有机化工原料，由于不像伯烷基酯或仲烷基酯通常可以直接通过伯醇或仲醇直接反应直接制备，叔烷基醇因为反应时的空间位阻以及其他副反应的发生，导致产物的收率较低甚至反应不能发生。
[0003]酯交换方法是合成叔烷基酯的一个重要的路线，通常合成叔烷基酯的酯交换方法可以采用酸性催化剂或者碱性催化剂，但碱性催化剂的效率要明显快于酸性催化剂。而碱性催化剂通常是能够溶于反应体系的均相催化剂，如碱金属的醇盐，氢氧化物，氧化物，碳酸盐等。比如专利CN103804190A公开了采用氢氧化锂和碳酸铯组成的混合物作为催化剂，丁二酸二甲酯或丁二酸二乙酯与烷基叔醇反应；又如专利US4904814采用金属锂、金属钠、氨基锂、甲醇钠或乙醇钠等作为催化剂，其中金属钠和金属锂的做为催化剂的本质也是通过与作为反应溶剂的烷基醇反应生成醇锂或者醇钠起到催化作用的。再如，专利CN112295600A公开了采用醇锂作为催化剂，合成叔烷基酯。
[0004]然而，使用均相催化剂合成叔烷基酯时，需采用蒸馏或减压精馏的方式分离产物和催化剂，设备流程较长，能耗较高，且叔烷基酯的生产效率及收率较低。

技术实现思路

[0005]基于此，本专利技术提供一种用于合成叔烷基酯的催化剂及其制备方法，以解决现有技术中存在的叔烷基酯合成过程中，产物和催化剂难以分离、设备流程长，能耗高，且叔烷基酯生产效率及收率较低的技术问题。
[0006]本专利技术还提供一种叔烷基酯合成方法。
[0007]本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：
[0008]一种用于合成叔烷基酯的催化剂，包括载体及负载于所述载体上的主催化剂；其中，所述主催化剂选自碱金属或碱土金属的氧化物中的至少一种；所述载体选自γ
‑
Al2O3、活性炭、分子筛、离子交换树脂树脂中的一种。
[0009]优选地，用于合成叔烷基酯的催化剂还包括负载于所述载体上的助催化剂，所述助催化剂选自过渡金属氧化物中的至少一种。
[0010]一种用于合成叔烷基酯的催化剂，所述用于合成叔烷基酯的催化剂选自：
[0011]主催化剂为Li2O，载体为γ
‑
Al2O3或活性炭的催化剂；或
[0012]主催化剂为Li2O和CaO，载体为γ
‑
Al2O3或活性炭的催化剂；或
[0013]主催化剂为Li2O和MgO，载体为γ
‑
Al2O3或活性炭的催化剂；或
[0014]主催化剂为Li2O，助催化剂为CuO，载体为γ
‑
Al2O3或活性炭的催化剂；或
[0015]主催化剂为Li2O和CaO，助催化剂为CuO，载体为γ
‑
Al2O3或活性炭的催化剂。
[0016]优选地，所述主催化剂与所述助催化剂的质量之和为所述载体质量的0.1％
‑
50％。
[0017]优选地，所述主催化剂中，Li2O的含量为50％
‑
100％。
[0018]优选地，所述助催化剂的含量为所述主催化剂含量的0.1％
‑
10％。
[0019]一种如上所述的用于合成叔烷基酯的催化剂的制备方法，包括以下步骤：
[0020]使载体与前驱体接触，制备第一产物；所述前驱体为碱金属或碱土金属的硝酸盐、硫酸盐、卤酸盐、磷酸盐、碳酸盐、碳酸氢盐、有机酸盐中的至少一种，或者为碱金属或碱土金属的氢氧化物、氧化物、氨化物、叠氮化物中的至少一种；
[0021]使所述第一产物中的前驱体转化为碱金属或碱土金属的氧化物。
[0022]一种叔烷基酯合成方法，以分子式为通式Ⅰ所示的化合物A为原料，在固体催化剂的作用下，与通式为ROH的醇发生酯交换反应，制备如通式Ⅱ所示的叔烷基酯；
[0023][0024]其中，R1独立地代表C1
‑
C10的直链或者部分直链烷基；R独立地代表C4
‑
C12叔烷基；m代表1或2；如果m＝1，X是未取代或卤素取代的烷基、环烷基、未取代或取代的芳基或芳烷基，或芳香族族杂环基团；如果m＝2，则为直链(
‑
CH2
‑
)n，其中n为1至8的整数；
[0025]其中，所述固体催化剂为如上所述的用于合成叔烷基酯的催化剂。
[0026]优选地，所述化合物A与通式为ROH的醇的摩尔比为1:0.5
‑
1:50。
[0027]优选地，当所述酯交换反应为间歇式反应时，所述固体催化剂的投加量为所述化合物A的质量的0.2％～20％；当所述酯交换反应为连续式反应时，反应空速为1.0h
‑1‑
0.02h
‑1。
[0028]优选地，当所述酯交换反应为连续式反应时，所述固体催化剂被分离后，反复使用。
[0029]与现有技术相比，本专利技术至少具有以下优点：
[0030]本专利技术提供一种用于合成叔烷基酯的催化剂，包括载体及负载于载体上的主催化剂，其中，所述主催化剂选自碱金属或碱土金属的氧化物，所述载体选自γ
‑
Al2O3、活性炭、分子筛、离子交换树脂树脂中的一种。将所述催化剂应用于采用酯交换工艺合成叔烷基酯的工艺，一方面，当所合成的叔烷基酯的纯度≥99.0％时，叔烷基酯的收率≥85％，有效地提高了催化选择性，降低了副反应的发生，提高了叔烷基酯得收率；另一方面，缩短了反应时间，提高了反应效率，有利于提高产能产量；同时，催化剂与反应产物易于分离，便于实现叔烷基酯的连续生产，方法简单，环境友好，经济节能。
附图说明
[0031]图1为一实施例中连续法合成叔烷基酯的工艺流程图。
具体实施方式
[0032]需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。以下将结合本专利技术实施例，对本专利技术的技术方案做进一步描述，本专利技术不仅限于以下具体实施方式。
[0033]在本专利技术的一个实施方式中，一种用于合成叔烷基酯的催化剂，包括载体及负载于所述载体上的主催化剂；其中，所述主催化剂选自碱金属或碱土金属的氧化物中的至少一种；所述载体选自γ
‑
Al2O3、活性炭、分子筛、离子交换树脂树脂中的一种。
[0034]本领域技术人员可以理解的是，本专利技术所提供的用于合成叔烷基酯的催化剂为固体催化剂，所述载体是催化剂的组成之一，是催化剂活性组分的骨架，支撑活性组分(即主催化剂)，使活性组分得到分散，同时还可以增加催化剂的强度。在本专利技术中，所述载体本身可以全部或部分具有催化活性，也可以不具有催化活性。在一些情况下，所述载体可以选自SiO2、γ
‑
Al2O3、玻璃纤维网(布)、空心陶瓷球、海砂、层状石墨、空心玻璃珠、石本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于合成叔烷基酯的催化剂，其特征在于，包括载体及负载于所述载体上的主催化剂；其中，所述主催化剂选自碱金属或碱土金属的氧化物中的至少一种；所述载体选自γ
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Al2O3、活性炭、分子筛、离子交换树脂树脂中的一种。2.如权利要求1所述的用于合成叔烷基酯的催化剂，其特征在于，还包括负载于所述载体上的助催化剂，所述助催化剂选自过渡金属氧化物中的至少一种。3.一种用于合成叔烷基酯的催化剂，其特征在于，所述用于合成叔烷基酯的催化剂选自：主催化剂为Li2O，载体为γ
‑
Al2O3或活性炭的催化剂；或主催化剂为Li2O和CaO，载体为γ
‑
Al2O3或活性炭的催化剂；或主催化剂为Li2O和MgO，载体为γ
‑
Al2O3或活性炭的催化剂；或主催化剂为Li2O，助催化剂为CuO，载体为γ
‑
Al2O3或活性炭的催化剂；或主催化剂为Li2O和CaO，助催化剂为CuO，载体为γ
‑
Al2O3或活性炭的催化剂。4.如权利要求2或3所述的用于合成叔烷基酯的催化剂，其特征在于，所述主催化剂与所述助催化剂的质量之和为所述载体质量的0.1％
‑
50％。5.如权利要求3所述的用于合成叔烷基酯的催化剂，其特征在于，所述主催化剂中，Li2O的含量为50％
‑
100％。6.如权利要求3所述的用于合成叔烷基酯的催化剂，其特征在于，所述助催化剂的含量为所述主催化剂含量的0.1％
‑
10％。7.一种如权利要求1
‑
6中任意一项中所述的用于合成叔烷基...

【专利技术属性】
技术研发人员：申井会，吴建良，刘丽民，庞新龙，
申请(专利权)人：宁夏彩妍科技有限公司，
类型：发明
国别省市：