[发明专利]用于氢甲酰化反应的催化剂组合物及使用该催化剂组合物氢甲酰化烯烃的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于氢甲酰化反应的催化剂组合物及使用该催化剂组合物氢甲酰化烯烃的方法。更具体地，本发明涉及一种在烯烃的氢甲酰化反应中使用的包含特定膦配体、过渡金属催化剂以及配体稳定剂的催化剂组合物，以及使用该催化剂组合物氢甲酰化烯烃的方法。

背景技术

在1938年由德国的Otto Roelen首次发现生成直链(正)醛和支链(异)醛的氢甲酰化反应，其中在均相有机金属催化剂和配体存在下通过各种烯烃与通常被称作合成气体的一氧化碳(CO)和氢(H₂)的混合物反应使碳的数量增加1。

也称作羰基合成的氢甲酰化反应是一种关于均相催化剂反应的非常重要的反应。目前，在世界范围内通过羰基合成生产和消耗大约1,200万吨的包含醇衍生物的各种醛(SRI报告,2012年11月,7000I第10页)。

在羰基合成中，在缩合(如羟醛缩合等)后，使多种醛被氧化和氢化，由此转变成多种包含长烷基的酸和醇。特别地，由羰基合成的醛的氢化醇被称作羰基合成醇。羰基合成醇作为溶剂、添加剂、各种增塑剂的原材料、合成润滑油等广泛地用于工业。

作为氢甲酰化反应的催化剂，金属羰基化合物催化剂的活性是已知的。基于钴(Co)和铑(Rh)的催化剂主要用于工业。醛的N/I选择性(直链(正)与支链(异)异构体的比)、活性和稳定性取决于应用于这些催化剂的配体类型和驱动条件。

全球目前，尽管有如高催化成本、由于中毒导致的催化活性降低等缺点，由于如高催化活性、高N/I选择性和相对容易的反应条件的优势，70％以上的与羰基合成工艺相关的工厂利用其中使大量膦配体应用于基于铑的催化剂的低压羰基合成工艺。

作为羰基合成催化剂的中心金属，除钴(Co)和铑(Rh)之外，可以使用如铱(Ir)、钌(Ru)、锇(Os)、铂(Pt)、钯(Pd)、铁(Fe)、镍(Ni)等过渡金属。但是，已知各个金属具有以下催化活性关系：Rh＞＞Co>Ir,Ru>Os>Pt>Pd>Fe>Ni。第八族过渡金属Co、Rh、Pt和Ru在羰基合成反应中显示出高催化活性。Pt和Ru仅用于学术研究。目前，铑和钴主要用于大部分工业羰基合成工艺。作为代表性的例子有HCo(CO)₄、HCo(CO)₃PBu₃和HRh(CO)(PR₃)₃。

作为在羰基合成工艺中使用的配体类型，有膦(PR₃，其中R是C₆H₅或n-C₄H₉)、氧化膦(O＝P(C₆H₅)₃)和亚磷酸酯。当铑用作中心金属时，三苯基膦(TPP)作为配体被认为是关于催化剂活性和稳定性的最佳选择。因此，在大部分羰基合成工艺中，使用铑(Rh)作为催化剂并且应用TPP作为配体。此外，已知以催化剂的100当量或更大的量应用TPP作为配体来改善催化剂稳定性。

通常，醛的直链醛衍生物，羰基合成反应的产物是极有价值的，这样，对于催化剂的大部分研究已致力于增加直链醛的比率。

但是，急迫需求提高催化剂的稳定性并且减少配体的用量，同时改善对异型醛的选择性的技术。

发明内容

技术问题

因此，在小心研究来克服以上问题期间，本发明的发明人确认：当特定膦配体和特定稳定剂应用于烯烃的氢甲酰化时，提高了催化剂的稳定性并且减少配体的用量同时改善对异型醛的选择性，因此完成本发明。

即，已经考虑到以上问题作出本发明，并且本发明的一个目的是提供催化剂组合物以及使用该催化剂组合物氢甲酰化烯烃的方法，所述催化剂组合物包含特定膦配体、过渡金属催化剂和配体稳定剂以显示良好的催化活性并且改善异型醛的选择性同时提高催化剂的稳定性并降低配体的用量。

技术方案

根据本发明的一方面，提供的是一种用于氢甲酰化的催化剂组合物，其包含：在对位上具有取代基的基于三苯基膦的化合物；基于二苯基膦的化合物；和过渡金属催化剂。

根据本发明的另一方面，提供的是一种氢甲酰化烯烃的方法，其包含在上述催化剂组合物存在下使烯烃和合成气体(CO/H₂)反应来获得具有6或更小的正/异(N/I)选择性的醛。

有益效果