一种生物质基小分子醇催化转化合成乙烯基醚的方法技术

发明专利技术涉及化工领域，尤其涉及一种生物质基小分子醇催化转化合成乙烯基醚的方法。本发明专利技术生物质基小分子醇催化转化合成乙烯基醚的方法，通过如下过程：将反应物糠醇、电石和含氟催化剂加入到有机溶剂中，加入水，均匀分散后，借助气体交换法除去体系中的氧气，充入惰性气体，加热并搅拌，待反应结束即可生成乙烯基醚化合物。所述的含氟催化剂为：四甲基氟化铵、氟化钾、氟化铯、四乙基氟化铵，或四丁基氟化铵，或其它含氟离子型季铵盐中的一种或几种。本发明专利技术开发了一条生物质制备高价值产品和高分子材料的崭新的路线。该方法具有安全高效，转化率高，选择性高，可循环，绿色经济等优点。绿色经济等优点。绿色经济等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种生物质基小分子醇催化转化合成乙烯基醚的方法


[0001]专利技术涉及化工领域，尤其涉及一种生物质基小分子醇催化转化合成乙烯基醚的方法。

技术介绍

[0002]目前，生物质是目前唯一可持续和可再生的有机碳来源，常用的植物生物质通常包含大量的葡萄糖基，经过催化脱聚、脱水、环合等过程可生成不同结构的碳水化合物和呋喃基化学品。使用乙炔与羟基发生亲核加成反应，生成乙烯基醚单体，它是一种非常重要的有机合成中间体及高聚物的单体。特别地，乙烯基醚的均聚物和共聚物被广泛应用于生物医药、生物高分子材料、润滑剂和涂料等领域。
[0003]传统地，羟基乙烯基化需要在高压下，加入强碱和气体乙炔，但是这种方法需要苛刻的反应条件、昂贵的设备和特殊的安全要求，这使得这种方法难以在研究实验室和工业中应用。
[0004]由于生物质和电石都是可再生的，羟基与乙炔的加成是原子经济反应，不会产生副产物，开发生物基小分子醇平台物质的转化合成新材料，对解决能源危机和环境污染具有重要价值。
[0005]因此我们开发了一条生物质制备高价值产品和高分子材料的崭新的路线。该方法具有安全高效，转化率高，选择性高，可循环，绿色经济等优点。

技术实现思路
：
[0006]本专利技术的主要目的在于解决上述问题，提供一种生物质基小分子醇催化转化合成乙烯基醚的方法，采用含氟化合物催化剂，可使生物质基小分子醇催化转化合成乙烯基醚，反应方程式如图1。
[0007]为达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0008]本专利技术生物质基小分子醇催化转化合成乙烯基醚的方法，通过如下过程：将反应物糠醇、电石和含氟催化剂加入到有机溶剂中，加入水，均匀分散后，借助气体交换法除去体系中的氧气，充入惰性气体，加热并搅拌，待反应结束即可生成乙烯基醚化合物。
[0009]所述的含氟催化剂为：四甲基氟化铵、氟化钾、氟化铯、四乙基氟化铵，或四丁基氟化铵，或其它含氟离子型季铵盐中的一种或几种。
[0010]所述的过程中加入的水为蒸馏水、去离子水、矿泉水、自来水或井水。
[0011]所述的加热温度为0
‑
240℃，反应时间为0
‑
60h，搅拌速率为0
‑
9000r/min。
[0012]所述催化剂和反应物糠醇摩尔质量比为0.1％
‑
70.0％。
[0013]所述的有机溶剂是二甲基亚砜、N
‑
N二甲基甲酰胺、乙腈、1,4
‑
二氧六环、四氢呋喃、N
‑
N二甲基乙酰胺或甲苯中的一种。
[0014]所述的惰性气体是氮气、氦气、二氧化碳或氩气中的一种。
[0015]本专利技术的有益效果为：由于生物质和电石都是可再生的，羟基与乙炔的加成是原
子经济反应，不会产生副产物，开发生物基小分子醇平台物质的转化合成新材料，对解决能源危机和环境污染具有重要价值。因此本专利技术开发了一条生物质制备高价值产品和高分子材料的崭新的路线。该方法具有安全高效，转化率高，选择性高，可循环，绿色经济等优点。
附图说明：
[0016]图1是生物质基小分子醇催化转化合成乙烯基醚的反应方程式。
具体实施方式：
[0017]为了使本专利技术所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚、明白，以下以实例对本专利技术做进一步详细说明。
[0018]本专利技术具体操作方式如下：
[0019]将糠醇、电石(碳化钙)和含氟催化剂加入到有机溶剂中，均匀分散若干时间后，借助气体交换法除去体系中的氧气，充入惰性气体，加热并搅拌，待反应结束即可生成乙烯基醚化合物。反应结束后，再经气相色谱对产物进行分析。
[0020]实施例1：
[0021]TMAF
·
4H2O为催化剂，在糠醇与电石乙烯基化反应中的应用：
[0022]将糠醇1.0mmol，CaC24.0mmol，TMAF
·
4H2O1.1mmol，加入盛有5.0mL DMSO溶剂的高压反应釜中，剧烈搅拌5min后，再加入8.0mmol去离子水，密封高压釜并用高纯氮气置换釜内空气，且釜内压力为0MPa，将高压釜加热到110℃并保持3h。使用气相色谱分析反应结果：糠醇转化率为99％，2
‑
((乙烯醚)甲基)呋喃选择性为95.96％。
[0023]实施例2：
[0024]TMAF
·
4H2O为催化剂，在3
‑
呋喃甲醇与电石乙烯基化反应中的应用：
[0025]将3
‑
呋喃甲醇1.0mmol，CaC24.0mmol，TMAF
·
4H2O1.1mmol，加入盛有5.0mLDMSO溶剂的高压反应釜中，剧烈搅拌5min后，再加入8.0mmol去离子水，密封高压釜并用高纯氮气置换釜内空气，且釜内压力为0MPa，将高压釜加热到110℃并保持3h。使用气相色谱分析反应结果：3
‑
呋喃甲醇转化率为95.51％，3
‑
((乙烯氧基)甲基)呋喃选择性为94.97％。
[0026]实施例3：
[0027]TMAF
·
4H2O为催化剂，在香草醇与电石乙烯基化反应中的应用：
[0028]将香草醇1.0mmol，CaC24.0mmol，TMAF
·
4H2O1.1mmol，加入盛有5.0mL DMSO溶剂的高压反应釜中，剧烈搅拌5min后，再加入8.0mmol去离子水，密封高压釜并用高纯氮气置换釜内空气，且釜内压力为0MPa，将高压釜加热到110℃并保持3h。使用气相色谱分析反应结果：香草醇转化率为85.35％，2
‑
甲氧基
‑4‑
((乙烯醚)甲基)苯酚选择性为93.89％。
[0029]实施例4：
[0030]TMAF
·
4H2O为催化剂，在对甲氧基苯甲醇与电石乙烯基化反应中的应用：
[0031]将对甲氧基苯甲醇1.0mmol，CaC24.0mmol，TMAF
·
4H2O1.1mmol，加入盛有5.0mLDMSO溶剂的高压反应釜中，剧烈搅拌5min后，再加入8.0mmol去离子水，密封高压釜并用高纯氮气置换釜内空气，且釜内压力为0MPa，将高压釜加热到110℃并保持3h。使用气相色谱分析反应结果：对甲氧基苯甲醇转化率为92.25％，1
‑
甲氧基
‑4‑
(乙烯氧基)苯选择性为90.37％。
[0032]实施例5：
[0033]TMAF
·
4H2O为催化剂，在水杨醇与电石乙烯基化反应中的应用：
[0034]将水杨醇1.0mmol，CaC24.0mmol，TMAF
·
4H2O1.1mmol，加入盛有5.0mL DMSO溶剂的高压反应釜中，剧烈搅拌5min后，再加入8.0mmol去离子本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种生物质基小分子醇催化转化合成乙烯基醚的方法，其特征在于，通过如下过程：将反应物糠醇、电石和含氟催化剂加入到有机溶剂中，加入水，均匀分散后，借助气体交换法除去体系中的氧气，充入惰性气体，加热并搅拌，待反应结束即可生成乙烯基醚化合物。2.根据权利要求1中所述的生物质基小分子醇催化转化合成乙烯基醚的方法，其特征在于：含氟催化剂为：四甲基氟化铵、氟化钾、氟化铯、四乙基氟化铵，或四丁基氟化铵，或其它含氟离子型季铵盐中的一种或几种。3.根据权利要求1中所述的生物质基小分子醇催化转化合成乙烯基醚的方法，其特征在于：所述的加入的水为蒸馏水、去离子水、矿泉水、自来水或井水。4.根据权利要求1中所述的生物质基小分子醇催化转化合成乙烯基醚的方法，其特征在于：所述的加热温度为0
‑
240℃...

【专利技术属性】
技术研发人员：仝新利，魏亚辉，张毅，
申请(专利权)人：天津理工大学，
类型：发明
国别省市：