[发明专利]一种催化甲醇直接氧化酯化制四甲氧基甲烷的方法

说明书

本发明公开了一种催化甲醇直接氧化酯化制四甲氧基甲烷的方法，属于制备四甲氧基甲烷的领域，具体为：以氧气或空气为氧源，以甲醇为底物和溶剂，在催化剂作用下，甲醇经过氧化酯化生成四甲氧基甲烷。该方法原料利用率高，催化剂廉价易得，易回收、可循环使用，且易与产品分离。得到的产品性能优异，纯度高。此技术路线对于缓解甲醇产能过剩，减少对剧毒化学品的依赖，具有重要的意义。

技术领域

本发明涉及甲醇转化制备精细化学品和能源化学品领域，具体地，涉及甲醇在具有氧化酯化催化剂作用下催化甲醇直接氧化酯化制备四甲氧基甲烷的方法。

背景技术

甲醇是一种来源丰富的基础化工产品，可以由煤、天然气或生物质等资源制得。以甲醇为原料获得高附加值的能源化学品、燃料等，能够有效缓解我国当前的甲醇产能过剩问题。

原碳酸酯是一种重要的有机合成中间体，被用于药物(Org.Biomol.Chem.2010,8,881–885)和聚合物的合成(化工新型材料2014,42,35-37)。螺环原碳酸酯是一种非常有效的膨胀单体，用于高分子材料的加工，避免材料在制备过程中的体积收缩现象(Polym.Int.2012,61,587–595)。原碳酸酯类膨胀单体的开环膨胀效应可以减小聚合物内部的张力，从而使得材料保持尺寸稳定，减缓其强度的下降。原碳酸酯与二元醇或三元醇聚合可以得到聚原碳酸酯(Macromolecules 2005,38,1623-1626)。聚原碳酸酯具有良好的热稳定性，并且在碱性条件下也能保持惰性。

在已报道的方法中，原碳酸酯通常由醇钠与三氯甲烷或硫酰氯化三氯甲烷反应得到(J.Org.Chem.1989,54,1990-1992)。以二硫化碳与正铊酸酯或正锡酸酯为底物也可以合成原碳酸酯(J.Org.Chem.1971,36,1176-1180；J.Org.Chem.1972,37,4198-4200)。以上过程需要使用卤素或硫，反应最终生成卤素和硫的金属盐，具有较大的环境压力。寻找一条更绿色的替代路线，对于原碳酸酯的应用具有重要的意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种催化甲醇直接氧化酯化制四甲氧基甲烷的方法，以来源广泛、廉价易得的甲醇为原料制取化工产品和能源化学品，缓解甲醇产能的过剩，减少对剧毒化学品的依赖，为四甲氧基甲烷的合成，提供可持续发展的新技术和新方法。具体地说，就是以氧气或空气为氧源，以甲醇为溶剂和反应物，在催化剂作用下，甲醇经过氧化酯化反应，得到四甲氧基甲烷，并对产品的结构和纯度进行测试，为应用提供参考和依据。

本发明采用的技术方案：

以氧气或空气为氧源，以甲醇为底物和溶剂，在催化剂作用下，甲醇经过氧化酯化生成四甲氧基甲烷。

本发明反应底物为甲醇，避免使用卤代物。甲醇来源丰富，但是其分子结构中含有脂肪伯羟基，氧化转化具有很大挑战。按照本发明提供的方法，甲醇的氧化酯化反应是实现该过程的必经步骤。

催化剂包括主催化剂和助催化剂；

主催化剂包括：α-MnO₂、β-MnO₂、γ-MnO₂、δ-MnO₂、OMS-2、Na_xMnO₂(x＝0.1-1)、Mn₃O₄、VO₂、V₂O₅、MoO₃和CeO₂中的一种或二种以上；