[发明专利]甲醇和二醇的制备方法

说明书

本发明提供了一种甲醇和二醇的制备方法。该制备方法包括在氢气气氛中，在催化剂作用下，将环碳酸酯进行催化加氢反应得到甲醇和二醇，催化剂为钌前驱体和咪唑型卡宾配体的混合物，钌前驱体为配合物RuYZZ’，其中，配体Z和配体Z’分别独立地选自带一个负电荷的第一单齿配体，配体Y为第二单齿配体，且第二单齿配体呈电中性。带负电荷的第一单齿配体能够中和金属钌原子所带正电荷，从而使钌前驱体保持电中性。将钌前驱体和咪唑型卡宾配体的混合物作为催化剂，使得该制备方法合成路线较短，并节约了合成成本。本发明采用环碳酸酯为原料，通过加氢能够同时得到甲醇和二醇，从而间接实现了二氧环碳的利用，这在环保方面具有重大意义。

技术领域

本发明涉及有机合成领域，具体而言，涉及一种甲醇和二醇的制备方法。

背景技术

甲醇是最简单、最安全、最容易储存和运输的液体碳氢化合物，同时也被认为是后石油时代为人类提供能源和化学品的重要化合物。目前，多种从甲醇出发合成“三烯”、“三苯”和含氧化合物的技术正在迅速发展，例如，神华集团已经成功构建了60万吨/年的MTO技术示范工程。如今甲醇投资还在如火如荼的进行中，未来15年中国甲醇产能将突破2亿吨以上，甲醇经济产值将达到1万亿左右，占整个石油和化学工业产值的7％左右，但这些生产工艺都以煤、天然气或石油等为原料，面临化石燃料资源日渐枯竭且不易再生的问题。

另一方面二醇类化合物也是一类具有重大用途的燃料和工业原料，如1,2-乙二醇。作为一种重要的基础石油化工原料，1,2-乙二醇可以衍生出100多种化工产品和化学品。目前较为成熟的生产乙二醇的方法是环氧乙烷直接水合法，但该方法在生成乙二醇的会产生多种副产物，从而影响乙二醇的纯度。此外，上述直接水合法也没有充分利用环氧乙烷内在的高能量特性，从而造成了能源浪费。

大气中二氧化碳含量的急剧增长对全球环境造成了众多负面影响，二氧化碳是一种廉价、安全、资源丰富的可再生能源，可用于合成多种材料和精细化工产品。因此实现二氧化碳的资源化利用是一个有经济和现实意义的课题，其中由二氧化碳加氢合成甲醇是实现二氧化碳资源化利用的一条重要路径。现有的方法有两种：一种是先将二氧化碳合成碳酸酯，然后在非均相催化体系的作用下，由碳酸酯加氢合成甲醇，但由于催化剂使用条件的限制，此方法需要在无水、无氧、高温高压等较苛刻的条件，且催化活性和选择性不高；另一种是在均相催化体系的作用下直接将二氧化碳加氢合成甲醇，但这些方法普遍存在催化活性较低的问题。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种甲醇和二醇的制备方法，现有技术中存在由碳酸酯制备甲醇时需要较严苛条件下进行的问题。

为了实现上述目的，本发明一个方面提供了一种甲醇和二醇的制备方法，该制备方法包括在氢气气氛中，在催化剂作用下，将环碳酸酯进行催化加氢反应得到甲醇和二醇，催化剂为钌前驱体和咪唑型卡宾配体的混合物，其中，钌前驱体为式I所示的配合物：

RuYZZ’式I，其中，配体Z和配体Z’分别独立地选自带一个负电荷的第一单齿配体，配体Y为第二单齿配体，且第二单齿配体呈电中性。

进一步地，制备方法还包括在催化加氢过程中加入碱性试剂的步骤。

进一步地，碱性试剂选自叔丁醇钾、六甲基二硅基氨基钾、六甲基二硅基氨基锂、碳酸钾和氢氧化钾组成的组中的一种或多种。

进一步地，环碳酸酯具有式II所示的结构：