[发明专利]异戊烯醇的加氢催化合成方法

说明书

技术领域

本发明涉及异戊烯醇的合成方法技术领域，尤其涉及一种异戊烯醇的加氢催化合成方法。

背景技术

异戊烯醇，即3-甲基-2-丁烯-l-醇，分子量86.13，密度0.848g/mL(25℃),沸点140℃，闪点43℃，蒸汽压1.4mmHg(20℃)，为无色透明液体。

异戊烯醇主要用于合成高效低毒农药拟除虫菊酯类杀、聚羧酸减水剂原料TPEG、维生素E、维生素A和香料产品柠檬醛等，随着异戊烯醇合成工艺的不断研究与成熟，应用开发的不断深入，其在农药中的应用范围将不断扩大，市场需求量也将大幅上升。异戊烯醇是合成拟除虫菊酯的重要前躯体贲亭酸甲酯的原料。通常采用异戊烯醇与原乙酸三甲酯在酸性化剂存在下。进行缩合Claisen重排，生成贲亭酸甲酯。拟除虫菊酯类杀虫剂对于大部分害虫具有强烈的触杀作用，它的蒸气还能驱赶害虫，而且它对哺乳动物、鸟类的毒性低。由于易于降解，它对环境没有污染。所以它适用于多种公共卫生场所。异戊烯醇的另一个用途是生产聚羧酸减水剂原料TPEG的主要中间体。异戊烯醇是生产聚羧酸水泥减水剂的重要原料。在混凝土生产和施工中使用这种高性能水泥减水剂，可以减少30％以上的用水量，增强混凝土的强度30％以上，同时可相应减少水泥用量。异戊烯醇也是人工合成柠檬醛的主要原料，并由此可进一步合成L-薄荷醇及其衍生物、紫罗兰酮类香料、类胡萝卜素及维生素A类香料、营养素等。

目前，根据合成异戊烯醇的原料的不同，可以把异戊烯醇的合成路线主要分成三种：第一种是丙酮法，第二种是异戊二烯法，第三种是异丁烯法。

丙酮法：在碱性的环境下，丙酮和乙炔反应，经催化反应合成乙炔基异丙醇，再经催化剂Pd/C催化加氢合成甲基丁烯醇，最后经异构反应生成异戊烯醇。以丙酮作为原料生成异戊烯醇的工艺路线，优点是我国乙炔的产量较大，容易获得，适合大规模生产，产物与中间体容易分离。缺点是该反应选择性较差，产品产率较低。要以贵金属作为催化剂，增加生产成本。

异戊二烯法：异戊二烯与HCl经催化，合成氯代异戊烯。产物1-氯-3-甲基-2-丁烯经催化生产1-氯-3-甲基-3-丁烯，产物与乙酸钠反应生成乙酸酯，经水解最终得到产物。该方法的优点是原料丰富，化学反应平缓，缺点是操作繁琐，设备投资大，且原料异戊二烯的沸点低，蒸汽有比较大的毒性危害，氯化氢对设备有较大的腐蚀。

异丁烯法：异丁烯和多聚甲醛在磷酸氢二钠的催化下进行Prins缩合反应生成3-甲基-3-丁烯-1-醇。此反应的工艺路线较短，生产原料丰富，产物与中间体分离容易。这个方法是现在合成异戊烯醇工业生产的主要方法。

综上可知，现有技术在实际使用上显然存在不便与缺陷，所以有必要加以改进。

发明内容

针对上述的缺陷，本发明的目的在于提供一种异戊烯醇的加氢催化合成方法，其可以提高反应收率和异戊烯醇的选择性，解决酸性催化存在的腐蚀、污染问题，缩短反应时间，降低了生产成本。

为了实现上述目的，本发明提供一种异戊烯醇的加氢催化合成方法，包括以下步骤：

a.在固体碱催化剂作用下，将浓度为93％～97％的多聚甲醛和作为溶剂的叔丁醇加入反应釜中，向反应釜中注入氮气置换反应釜中的空气，再向反应釜中加入异丁烯，经行搅拌，反应温度控制在180℃～220℃时，持续反应3小时～5小时后，进行冷却出料蒸馏；

b.将蒸馏得到的异戊烯醇进行收集；

c.将蒸馏得到的3-甲基-3-丁烯-l-醇加入固定床反应器中，在温度为50℃～100℃条件下，采用Se和Ce促进的硅胶负载Pd催化剂，进行加氢催化反应，制得异戊烯醇。

作为优选的技术方案，步骤c中温度为70℃。

作为优选的技术方案，所述反应釜为不锈钢反应釜。

作为优选的技术方案，所述固体碱催化剂为磷酸氢二钠。

作为优选的技术方案，步骤a中多聚甲醛的浓度为95％。

作为优选的技术方案，步骤a中温度为200℃。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、催化剂中含有Ce可提高Pd中心的分散性，可提高催化剂的活性，提高反应速度；Se是一种电子稳定修饰剂，可稳定Pd离子，降低催化剂吸收不饱和醇的反应度，避免引起催化剂显著失活；Se和Ce促进的硅胶负载Pd催化剂可反复使用多次，催化效果好，提高了反应效率。

2、反应釜采用不锈钢材质，避免反应过程中腐蚀反应釜，可提高反应釜的使用年限；

3、缩短了反应时间，提高了反应收率，异戊烯醇的选择性提高；

4、降低了生产成本。