本发明专利技术公布了一种以糠醛为原料制备环戊醇和环戊酮的合成方法，在水-脂肪醇体系中，在150-230℃、反应前冷压为0-4Mpa，由雷尼镍等镍系催化剂催化反应4小时，一步反应合成环戊醇和环戊酮；所述糠醛：脂肪醇：水的物质的量比为1：2.5-40∶20-140；所述催化剂的用量为糠醛、脂肪醇和水三者组成的反应原液的质量的1.2-1.5%；所述反应是在高压反应釜、浆态床或固定床反应器内进行，工艺简化、反应条件温和，绿色环保，实现两种产物的同时合成，生产成本降低，整体产率较高，加氢产物附加值高，具有较高的经济效益和环境效益，是一条制备环戊醇和环戊酮的新途径，具有较高的工业化前景。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及化学领域，具体涉及一种催化糠醛制备环戊醇与环戊酮的方法。
技术介绍
环戊醇是一种重要的有机合成中间体，用于医药、染料和香料的生产，也是药物和香料的溶剂。环戊酮也是一种重要的精细化工中间体，是香料及医药工业的原料，可用于制备新型香料二氢茉莉酮酸甲酯、白兰酮、2-正己基环戊酮及多种抗炎、抗癌药物，也用于生化研究、杀虫剂和除草剂的合成。环戊醇的常见制法是由己二酸在氢氧化钠作用下，经干馏得环戊酮，将得到的环戊酮与四氢锂铝在乙醚中室温加氢而得。或由环戊酮在150°C、150大气压下经铬铜催化剂催化加氢或于O. 2-0. 3MPa下经钼催化剂催化加氢，得到粗品后，再蒸馏得到环戊醇。 环戊酮的常见制法是由己二酸在氢氧化钡存在下加热而得。将己二酸与氢氧化钡均匀混合，加热到285-295 ，在此温度下蒸馏出生成的环戊酮。馏出物用氯化钙盐析分离出环戊酮，加入少量碱液洗除己二酸，再用水洗涤，经无水氯化钙干燥后，分馏，收集128-131 °C馏分得成品，产率75-80%。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种制备环戊酮和环戊醇的新方法以生物质降解产物糠醛为原料，一步法制备环戊酮和环戊醇。本专利技术是通过以下技术方案予以实现的一种环戊醇和环戊酮的合成方法，以糠醛为原料，在水-脂肪醇体系中，在镍系催化剂的作用下，于150-230°C的反应温度、反应前冷压为0-4. OMpa，一步反应合成环戊醇和环戊酮。本合成方法的反应式如下C5H402+4H2->C5H100+H20C5H402+3H2->C5H80+H20所述糠醛脂肪醇水的物质的量比为I :2. 5-40 20-140。本专利技术采用的催化剂优选为=Raney Ni催化剂。该固体催化剂为现有文献已报道的技术。所述Raney Ni催化剂等镍系催化剂的用量为糠醛、脂肪醇和水三者组成的反应原液的质量的I. 2-1. 5%。所述反应是在高压反应釜、浆态床或固定床反应器内进行。所述脂肪醇为甲醇或乙醇。所述的反应温度优选为16(T220°C，反应前冷压优选为(T3MPa (氮气供压)。与现有技术相比，本专利技术的有益效果表现为第一、糠醛加氢不需要外部提供氢气，消除了氢气制备、存储和输送等环节的安全问题；第二、使用非贵金属镍系催化剂，显著降低催化剂的成本和消耗。第三、以糠醛为原料采用一锅法制备环戊酮和环戊醇，工艺简化、反应条件温和，实现两种产物的同时合成，生产成本降低，整体产率较高，加氢产物附加值高。总之，整个生产过程绿色环 保，具有较高的经济效益和环境效益，是一条制备环戊醇和环戊酮的新途径，具有较高的工业化前景。附图说明图I是本专利技术实施例I得到的产物的GC图谱；图2为本专利技术实施例I得到的产物中的环戊醇的MS图谱，其中a为产物中环戊醇的MS图，b为环戍醇标准品MS图；图3为本专利技术实施例I得到的产物中的环戊酮的MS图谱，其中c为产物中环戊酮的MS图，d为环戊酮标准品MS图。具体实施例方式下面通过实施例对本专利技术做进一步说明。本专利技术Raney Ni催化剂的制备采用NaOH溶液溶解镍铝合金粉法制得，具体步骤如下在配有磁力搅拌的500ml三口瓶中加入200g用去离子水配成的质量分数为20%的NaOH溶液，然后将30g镍铝合金粉缓慢加入到上述溶液中，保持溶液温度为50±2°C，继续搅拌I. 5h，静置后除去上清液，用蒸馏水洗涤至洗涤液pH值为8-9，再用无水乙醇洗涤5-6次，即得RaneyNi催化剂，制备好的催化剂保存在无水乙醇中待用。使用前用蒸馏水多次洗涤催化剂以除去催化剂上残留的乙醇。反应结束后，环戊酮和环戊醇的分离提纯具体步骤如下环戊酮和环戊醇的沸点分别为130. 60C ,140. 8°C，根据产物之间的沸点的区别将环戊酮和环戊醇分离开来。将反应液在真空旋转蒸发仪中，在60°C下充分蒸发除去甲醇和水分。移走回收瓶里的甲醇水混合物，升温至100°C继续对残余液进行真空旋转蒸发，收集馏出分即为环戊醇和环戊酮。所述有机物的转化率及收率以色谱的峰面积比例计算。实施例I :将4g 糠醛(O. 042mol)、13. 4g 甲醇(O. 42mol)、60g 水(3. 33mol)混合得到反应原液。将反应原液加入到200ml的高压反应釜中，并加入Ig蒸馏水洗涤过的Raney Ni催化齐U。用氮气置换釜中空气后，将釜中压力升至3MPa，加热反应器至180°C，反应4h。取反应体系混合物做气相色谱(GC)，结果如图I所示，4. 78和5. 91min的峰分别代表环戊酮和环戊醇。待反应结束冷却至室温后收集液体和催化剂。环戊酮和环戊醇的质谱图分别如图2和图3所示，两者的总收率为47. 58%。上述实施例中，采用乙醇亦可实现反应。实施例2将4g 糠醒(O. 042mol)、13. 4g 甲醇(O. 42mol)、60g 水(3. 33mol)混合得到反应原液。将反应原液加入到200ml的浆态床反应器中，并加入Ig蒸馏水洗涤过的Raney Ni催化剂。用氮气置换釜中空气后，调节压力至3MPa，加热反应器至160°C，反应4h。待反应结束冷却至室温后收集液体和催化剂。环戊酮和环戊醇的总收率为14.79%。实施例3将4g 糠醛(O. 042mol)、13. 4g 甲醇(O. 42mol)、60g 水(3. 33mol)混合得到反应原液。将反应原液加入到200ml的高压反应釜中，并加入Ig蒸馏水洗涤过的Raney Ni催化齐U。用氮气置换釜中空气后，将釜中压力升至3MPa，加热反应器至220°C，反应4h。待反应结束冷却至室温后收集液体和催化剂。环戊酮和环戊醇的总收率为23.94%。实施例4将4g 糠醛(O. 042mol)、13. 4g 甲醇(O. 42mol)、60g 水(3. 33mol)混合得到反应原液。将反应原液加入到200ml的高压反应釜中，并加入Ig蒸馏水洗涤过的Raney Ni催化齐U。用氮气置换釜中空气后，将釜中压力调至OMPa，加热反应器至180°C，反应4h。待反应 结束冷却至室温后收集液体和催化剂。环戊酮和环戊醇的总收率为42. 30%。实施例5将24g 糠醛(O. 252mol)、20g 甲醇(O. 63mol)、90g 水(5. OOmol)混合得到反应原液。将反应原液加入到500ml的高压反应釜中，并加入2g蒸馏水洗涤过的Raney Ni催化齐U。用氮气置换釜中空气后，将釜中压力升至3MPa，加热反应器至220°C，反应4h。待反应结束冷却至室温后收集液体和催化剂。环戊酮和环戊醇的总收率为11.34%实施例6将3. 6g 糠醛(O. 0375mol)、48. 36g 甲醇(I. 51mol )、91· 5g 水(5. 08mol)混合得到反应原液。将反应原液加入到500ml的高压反应釜中，并加入2g蒸馏水洗涤过的Raney Ni催化剂。用氮气置换釜中空气后，将釜中压力调至2MPa，加热反应器至180°C，反应4h。待反应结束冷却至室温后收集液体和催化剂。环戊酮和环戊醇的总收率为52. 25%。权利要求1.一种环戊醇和环戊酮的合成方法，其特征在于以糠醛为原料，在水-脂肪醇体系中，在镍系催化剂的作用下，于150-230°C的反应温度、反应前冷压为0-4. OMpa, 一步反应本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种环戊醇和环戊酮的合成方法，其特征在于以糠醛为原料，在水？脂肪醇体系中，在镍系催化剂的作用下，于150？230℃的反应温度、反应前冷压为0？4.0Mpa，一步反应合成环戊醇和环戊酮；所述糠醛：脂肪醇：水的物质的量比为1：2.5？40∶20？140；所述镍系催化剂的用量为糠醛、脂肪醇和水三者组成的反应原液的质量的1.2？1.5%；所述反应是在高压反应釜、浆态床或固定床反应器内进行。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：张琦，徐莹，王铁军，马隆龙，于玉肖，
申请(专利权)人：中国科学院广州能源研究所，
类型：发明
国别省市：
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