[发明专利]磷钼钒杂多酸催化氧化2-乙基己醛制备2-乙基己酸的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种化学制剂的制备方法，特别是涉及一种磷钼钒杂多酸催化氧化2-乙基己醛制备2-乙基己酸的方法。

背景技术

制备的磷钼钒杂多酸具有Keggin结构，有独特稳定的分子结构，易于在分子水平上设计来控制其酸性和氧化性能的特点。以磷钼钒杂多酸催化空气氧化2-乙基己醛制备2-乙基己酸目前未见报道。以磷钼钒杂多酸作为催化剂，在一定的反应温度和一定空（氧）气流量下，用于空气氧化2-乙基己醛制备反应，2-乙基己醛的转化率最好可达96%以上，2-乙基己酸的选择性最好达99%。以磷钼钒杂多酸催化氧化2-乙基己醛制备2-乙基己酸，催化剂活性高、用量小、可重复使用，与高锰酸钾、硝酸等相比转化率、产率增加10-15%，且不腐蚀反应设备。本制备方法，反应条件温和、操作简便，并且减少三废污染。

发明内容

本发明的目的在于提供一种磷钼钒杂多酸催化氧化2-乙基己醛制备2-乙基己酸的方法。通过调变钒原子比例控制催化剂的酸性和氧化性性能，获得的高催化活性的磷钼钒杂多酸催化剂，具有催化剂用量小、反应条件温和、操作简便、催化剂可重复使用，且对设备无腐蚀等特点。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

磷钼钒杂多酸催化氧化2-乙基己醛制备2-乙基己酸的方法，所述方法包括以下过程：

称取磷钼钒杂多酸，溶解在蒸馏水中，再溶于盐酸中配制成催化剂溶液，在常压反应装置中，加入2-乙基己醛及配置好的催化剂，缓慢升温、搅拌，调节氧气流量，当温度升至反应温度时开始通入氧气，反应结束后，分离出下层水相溶液，得到上层的有机相物质，将该有机相物质进行减压蒸馏，得到无色透明有刺激性气味的油状液体---2-乙基己酸。

所述的磷钼钒杂多酸催化氧化2-乙基己醛制备2-乙基己酸的方法，其所述以磷钼钒杂多酸作为催化氧化2-乙基己醛制备2-乙基己酸的催化剂，并改变钒原子比例控制催化剂酸性和氧化性性能，表达式为:H_3+nPMo_12-nV_nO₄₀·xH₂O，式中0.5≤n≤6、3≤x≤40。

所述的磷钼钒杂多酸催化氧化2-乙基己醛制备2-乙基己酸的方法，其制备磷钼钒杂多酸：按化学计量比称取钼酸盐、磷酸盐和偏钒酸盐，分别溶于去离子水中；将磷酸盐溶液置于80℃的恒温水浴中，搅拌，然后将钼酸盐溶液缓慢加入到磷酸盐溶液中，再向混合溶液中，缓缓滴加浓硫酸酸化，直到溶液变成淡黄色；将偏钒酸盐溶液加入硫酸酸化过的混合溶液中，继续滴加浓硫酸，直至溶液变成透明的橙红色的溶液，停止加热和搅拌，冷却至室温；最后，加入乙醚，充分振荡后，静置分层，分出下层橙红色的油状溶液，蒸出乙醚后，即得橙红色粉末状磷钼钒杂多酸。

所述的磷钼钒杂多酸催化氧化2-乙基己醛制备2-乙基己酸的方法，其制备磷钼钒杂多酸：改变偏钒酸盐溶液的量，制备不同钼钒比的磷钼钒杂多酸。

所述的磷钼钒杂多酸催化氧化2-乙基己醛制备2-乙基己酸的方法，其所用钼酸盐为铵、碱金属、镁等溶于水钼酸盐，偏钒酸盐为钠、钾等溶于水偏钒酸盐；并通过添加偏钒酸盐改变钼钒比转变催化剂酸性和氧化性性能。

所述的磷钼钒杂多酸催化氧化2-乙基己醛制备2-乙基己酸的方法，其所用催化剂为磷钼钒杂多酸，利用去离子水和盐酸配制催化剂溶液，配制催化剂的物质的量浓度为0.5-8mol/L，最好为2-5 mol/L；催化剂的质量分数在1-10%范围，最好在2-4%范围内；反应温度范围为40-120℃，最好在50-70℃；氧气流量为0-20mL/s，最好在4-10mL/s；反应时间为2-8h，最好为4-6h。

本发明的优点与效果是：

1.本发明提供一定钒原子比例的磷钼钒杂多酸H_3+nPMo_12-nV_nO₄₀·xH₂O，该杂多酸化学性能稳定及具良好的热稳定性，其酸性和氧化性性能可以通过控制钒原子比例相互转化，对由2-乙基己醛氧化制得2-乙基己酸具有优异的催化活性。该项发明提供的磷钼钒杂多酸催化剂及由2-乙基己醛空气氧化制得2-乙基己酸的制备方法，只需在温和的反应条件下和简单的工艺即可完成，且在合成过程中减少了三废污染。