[发明专利]一种制备青叶噁烷及其它噁烷类化合物的方法

说明书

技术领域

本发明涉及有机化学合成技术领域，是一种以氢型(Hβ)沸石为催化剂制备青叶噁烷及其它噁烷类化合物的方法。

背景技术

青叶噁烷，化学名称为5，5-二甲基-2，4-二异丙基-1，3-二氧噁烷，属环缩醛类有机化合物，它具有清香味，并带有高级木材和花果的天然芳馨气息，是各种清香型香料的理想的调香基质。青叶噁烷既可以单独作为香料使用，又可以任意同其它香原料混合，广泛应用于空气清新剂、高级化妆品、牙膏、洗涤剂等精细化学品的配制中。人工合成青叶噁烷的原料为异丁醛，它作为乙烯生产的副产品，价格低廉。从异丁醛出发，可以合成出很多高附加值的精细化工产品。青叶噁烷的制备就是异丁醛的一个重要应用。变换不同的醛、酮可得到拉文丁噁烷、苹果噁烷、草莓噁烷等系列化噁烷香料。

以异丁醛和2，2，4-三甲基-1，3-戊二醇(TMPD)为原料合成青叶噁烷或以其它不同的醛、酮为原料合成系列化的噁烷香料，传统的催化剂有硫酸、对甲基苯磺酸。硫酸催化体系存在转化率低、分离困难、污染严重和设备腐蚀等问题，而对甲基苯磺酸则同样存在反应时间长，废酸液污染环境以及腐蚀设备，产物与催化剂难以分离而且催化剂不易回收，因此背景技术无法实现收率高，成本低，环境友好的目标。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提出一种以Hβ沸石为催化剂制备青叶噁烷及其他噁烷类化合物的方法，Hβ沸石具有高的酸性点分布和良好的活性、选择性、能循环使用、对环境友好等特点，适宜作为催化剂应用在多项领域，是近年来新兴的绿色化学中研究热点之一。用Hβ沸石为催化剂制备青叶噁烷及其它噁烷类化合物的方法是解决背景技术所存在问题的有效途径。

本发明通过以下技术方案实现其发明目的：

一种制备青叶噁烷及其它噁烷类化合物的方法，它是在间歇式反应釜中，加入2，2，4-三甲基-1，3-戊二醇(TMPD)与异丁醛合成青叶噁烷；或加入其它醛酮化合物与TMPD合成其它噁烷类化合物，在合成的过程中以Hβ沸石为催化剂，反应结束后，可以直接将产物与催化剂分离，减压蒸馏，即可收集产物。

本发明所述的反应式如下(以制备青叶噁烷为例)

具体操作步骤如下：

a、制备氢型沸石催化剂

以硅铝比(SiO₂/Al₂O₃)为10～50的钠型(Naβ)沸石为原料，将硝酸铵溶液与所述钠型沸石混合，其中硝酸铵溶液与钠型沸石的质量比为15～25∶1；70～80℃下进行离子交换2～6小时，干燥，550～600℃下焙烧2～6小时，制得氢型(Hβ)沸石催化剂，氢型沸石的硅铝比为5～50；

b、制备青叶噁烷及其它噁烷类化合物

在间歇式反应器中加入2，2，4-三甲基-1，3-戊二醇(TMPD)和溶剂，其中溶剂占TMPD质量的20～50％，同时加入占TMPD质量3～5％的氢型(Hβ)沸石为催化剂，搅拌回流，再滴加与TMPD摩尔比为2～4∶1的异丁醛，反应温度在80～110℃，直至没有水生成，结束反应，得目标产物。

所述溶剂为甲苯，异辛烷或环己烷中的一种。

所述其它醛酮类化合物为丙醛，正戊醛，正己醛，苯甲醛，丁酮，环己酮。

本发明反应结束后，趁热抽滤，滤出催化剂，并多次洗涤烘干。再投入相同比例的原料，在相同的条件下重复反应。

本发明中的2，2，4-三甲基-1，3-戊二醇(TMPD)的制备为公知技术。并容易制得。

与现有技术，本发明具有如下明显的优点：

1.反应条件温和，反应时间短。

2.催化剂便宜，催化剂用量小。

3.收率高，最高可达到94％。

4.催化剂对环境友好，经济，不会造成环境污染。

5.目标产物与催化剂的分离简单，可重复使用。

具体实施方式

实施例1

第一步用Naβ沸石制备Hβ沸石催化剂

将10g硅铝比(SiO₂/Al₂O₃)为28.2的Naβ沸石和200mL 1M NH₄NO₃水溶液装入三口烧瓶中，70℃下进行离子交换6小时，干燥，550℃下焙烧3小时，制得Hβ沸石，Hβ沸石的硅铝比为28.2。

第二步制备2，2，4-三甲基-1，3-戊二醇(TMPD)