[发明专利]一种用于合成3，3-二甲基丁醛的催化剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种催化剂及其制备方法，具体涉及一种用于3，3-二甲基丁醇脱氢合成3，3-二甲基丁醛的催化剂及其制备方法。

背景技术

3，3-二甲基丁醛是一种重要的有机合成中间体，可用于合成强力甜味剂纽甜。3，3-二甲基丁醛可由3，3-二甲基丁醇在2，2，6，6-四甲基-1-哌啶基氧基自由基和一种氧化剂作用下合成(中国专利号02156386.1，98808059.1)。3，3-二甲基丁醛也可由1-氯-3，3-二甲基丁烷在溴化物或碘化物存在下用二甲基亚砜氧化而合成(中国专利号998062952)。3，3-二甲基丁醛还可由3，3-二甲基-1，2-环氧丁烷在有机锂盐作用下进行异构化反应而得到(中国专利申请号98808907.6，98803960.5)。但上述方法所采用的原材料价格较贵，且不易获得，反应收率也不高，造成3，3-二甲基丁醛的制备成本很高。另外，制备过程中产生大量废弃物，对环境影响也较大。3，3-二甲基丁醛还可以通过3，3-二甲基丁醇催化脱氢得到(中国专利申请号00809749.6)，但使用的商品铜基催化剂比表面积低、活性和选择性不能令人满意，而且催化剂性能不稳定，很快失活。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有活性高、选择性好的用于合成3，3-二甲基丁醛的催化剂及其制备方法。

所述用于合成3，3-二甲基丁醛的催化剂的组成为氧化铜、氧化锌、氧化钡和二氧化硅，各组成的质量分数分别为：氧化铜0.01～02，氧化锌0.01～02，氧化钡0.005～0.1，二氧化硅0.5～0.975。

所述用于合成3，3-二甲基丁醛的催化剂的制备方法包括以下步骤：

1)将32～40份乙二醇和2～10份乙酰丙酮混合后加热，再加入0.5～5.5份Cu(NO₃)₂·3H₂O、0.6～6.5份Zn(NO₃)₂·6H₂O和0.15～1.5份Ba(NO₃)₂，得混合物A；

2)在混合物A中加入19～55.25份的正硅酸四乙酯后，再加入4.5～8.5份的水和5～9份的乙醇，得粘稠溶液，再静置后转变为凝胶；

3)将凝胶干燥后煅烧，即得用于合成3，3-二甲基丁醛的催化剂。

在步骤1)中，所述加热的温度可为70～90℃；所述再加入0.5～5.5份Cu(NO₃)₂·3H₂O、0.6～6.5份Zn(NO₃)₂·6H₂O和0.15～1.5份Ba(NO₃)₂后最好保持温度70～90℃搅拌1～10h。

在步骤2)中，所述在混合物A中加入19～55.25份的正硅酸四乙酯后最好搅拌1～5h，再加入4.5～8.5份的水和5～9份的乙醇；所述静置的时间可为8～24h。

在步骤3)中，所述干燥的条件可为：将凝胶在80～120℃下干燥10～24h；所述煅烧的条件可为在300～600℃下煅烧2～5h。

本发明所述用于合成3，3-二甲基丁醛的催化剂是用于3，3-二甲基丁醇催化脱氢合成3，3-二甲基丁醛，催化剂装填在固定床反应器中，3，3-二甲基丁醇经汽化后进入反应器，反应在温度200～280℃、压力0.1～0.5MPa、3，3-二甲基丁醇质量空速0.1～1.2h^-1的条件下进行。催化剂使用前需经氢气还原活化。

本发明的催化剂的比表面积在500m²/g以上，孔容在0.62cm³/g以上，远高于中国专利申请号00809749.6公开的催化剂的比表面积(26.6m²/g)和孔容(0.118cm³/g)。与现有技术相比，本发明的催化剂具有较高的活性和选择性，3，3-二甲基丁醇的转化率98％以上，3，3-二甲基丁醛的选择性98.5％以上。催化剂稳定性也较好。应用本发明的催化剂催化3，3-二甲基丁醇脱氢制备3，3-二甲基丁醛，无需溶剂，无三废排放，副产的氢气还可用于下一步纽甜的合成，因而是低成本和环境友好的方法。

具体实施方式

以下实施例将对本发明作进一步说明：

实施例1