[发明专利]MoO3/ZnO2催化松节油制α－松油醇的新方法

说明书

技术领域

本发明涉及天然产物深加工制精细化学品催化剂工艺，特别是涉及微波促进MoO₃/ZnO₂催化松节油制α-松油醇的方法。

背景技术

微波是频率在300MHz-300GHz的电磁波，其波长在100cm-1mm之间，能量大约为几个Jmol^-1。微波是一种能量形式，在介质中可以转化为能量。

1992年世界微波化学大会的召开，标志着将微波技术应用于化学过程的一个新的交叉学科的诞生。十几年来，研究者们用微波辐射促进有机化学反应的研究取得了丰富的研究成果。采用微波辐射技术促进化学反应过程的原理有两个方面：一是微波的加热效应，二是微波的非热效应。

微波的加热效应是基于微波其有对物质高效、均匀的加热作用，使化学反应速度明显提高。微波加热与常规加热相比较具有加热均匀，速度快，热量是从被加热物质内部产生的，加热速率高，温度易于控制等特点。

微波场的存在活化了反应物分子，降低活化自由能等，加快反应速率这样一些不能用温度变化来解释的效果称为微波的非热效应。尽管微波促进化学反应的原理还在不断地研究深化。采用微波辐射技术能提高加热效率，加快反应速度，缩短反应时间，节约能耗降低生产成本却成为研究者们普遍的共识。

目前微波能在合成化学，材料科学，橡胶工业，造纸工业，皮革，塑料等行业都有应用。

α-松油醇是松节油深加工的四个大宗产品之一，为无色透明粘稠状液体。具有紫丁香香气，用于多种化妆品，香皂，调合精油等日用品。浓度较低的松油醇常用做浮选过程的起泡剂、医用消毒杀菌剂、家用洗涤剂、印刷油墨、纺织、燃料工业的助剂、增溶剂等。

传统的松油醇生产采用硫酸催化松节油两步反应，存在生产周期长、能耗高、环境污染及设备腐蚀问题。为解决上述问题人们研究了固体酸催化剂(改性丝光沸石、斜发沸石、离子交换树脂)、固体超强酸催化剂(SO₄^2-/SnO₂、SO₄^2-/Zr-MCM-41、Zn/Mo-MCM-41、MoO₃/ZrO₂等)替代硫酸催化松节油水合反应制α-松油醇。这些研究基本上解决了松节油制α-松油醇的生产过程中的设备腐蚀问题和污染问题，但反应时间都还比较长，未能解决能耗高的问题。

发明内容

本发明能够解决上述生产周期长、能耗高、环境污染及设备腐蚀问题。为此本发明内容包括两个部分：

①固体超强酸MoO₃/ZrO₂催化剂的制备工艺条件

②微波场中MoO₃/ZrO₂催化松节油制α-松油醇的工艺

本发明技术方案为：

(1)MoO₃/ZrO₂的制备

在比较了MoO₃/ZrO₂、SO₄^2-/ZrO₂两个系列若干个催化剂之后，筛选出按以下条件制备的MoO₃/ZrO₂催化剂

①称取一定量的ZrO₂，在配制成0.2-2mol/L浓度的钼酸铵溶液中，50-80℃浸泡2-5h，过滤。

②将上述浸渍过MoO₃的ZnO₂置于红外灯下100℃干燥2-5h。

③在马弗炉中400-650℃焙烧2-5h。制得MoO₃/ZnO₂。

(2)微波场中MoO₃/ZnO₂催化松节油水合反应制α-松油醇工艺。

采用WF-4000C微波快速反应系统(上海屹尧分析仪器有限公司)进行松节油水合反应。

在考察了微波功率、物料配比、催化剂用量、反应温度、反应时间等工艺参数对松节油水合制α-松油醇收率的影响之后，确定了按以下工艺条件进行上述反应，可获得松节油的转化率(以α-蒎烯计)96.94％，α-松油醇的收率52.98％的结果，反应时间只需1-3h。

工艺操作步骤如下：

①按松节油∶无水乙醇∶水＝1∶1∶1-3(mol)的比例