[发明专利]一种丁酸丁酯的制备方法及丁酸

说明书

本发明公开了一种丁酸丁酯的制备方法及丁酸，该丁酸丁酯的制备方法包括：将丁醇经过预热气化，在不低于0.1MPa的压力，0.7hr^‑1‑1hr^‑1的流速的条件下，与催化剂Si_xFe_yV_zO_w接触，生成的混合气体再经过冷凝，得到混合液；其中，x＝0.20‑0.35，y＝0.01‑0.20，z＝0.01‑0.05，w＝2x+1.5y+2.5z；将混合液经过精馏分离，得到丁酸丁酯。本发明采用硅/铁/钒氧体系进行丁醇的脱氢氧化反应，制备丁酸丁酯，无废酸，废水排放，对环境无污染，在目标产物选择性明显基本一致的情况下，反应转化率有所上升，丁醇转化率为68mol％以上，丁酸丁酯的选择性为75mol％以上。

技术领域

本发明涉及有机合成技术领域，尤其涉及一种丁酸丁酯的制备方法及丁酸。

背景技术

丁酸是一种重要的合成香料以及其他精细化工产品的原料，主要用于丁酸酯类和纤维素丁酸酯的合成。丁酸酯类各具不同的水果香味，在香精、食品添加剂、医药等领域有广泛的应用。纤维素丁酸酯类具有杰出的耐热、耐光和抗湿性，同时具有很好的成型和稳定性，是优良的涂料和模塑。在药剂制造中用作矫味剂，还可用作成盐剂，以增加药物的溶解度；另外其还可以作为医药中间体使用；其中，异丁酸异丁酯主要用于香料、香精的调制，是菠萝香精的主要成分；它也是一种优良的有机溶剂、干燥油漆脱除剂、萃取蒸馏添加剂。

另外，异丁酸、异丁酸酯、异丁酸酐作为重要的有机中间体，可以通过高温裂解或者低温缩合的方法合成四甲基环丁二醇，而四甲基环丁二醇是用于合成性能优异的生物可降解聚酯的必要原料。使用四甲基环丁二醇合成的聚酯，透明度高，高使用温度，无BPA，材料可以用于医疗用途和婴儿接触性器具中，因此市场上具有较大的需求。

专利CN1238327C采用异丁醛经水氧化非均相催化合成异丁酸，其合成方法为：将异丁醛和水分别气化后混合并借助于催化剂的作用合成异丁酸，催化剂是由Cu、Zn、Al、Zr和选自稀土La、Ce和Y一种或多种元素的氧化物组成的非均相催化剂，反应温度为200-350℃。该催化剂的缺点是稳定性较差，通常反应数较小时，活性就急剧下降。

专利CN1296132C使用锆基催化剂合成异丁酸。该锆基催化剂由铜、锌、锆的氧化物以及镧、铈、钇等稀土元素的一种或多种组成，各组分以金属计的含量为Cu 5-40％，Zn 0-10％，Zr 50-90％，Re 1-10％，上述的催化剂用于异丁醛经水氧化合成反应，生产异丁酸的方法中；相对于专利CN1238327C的技术该催化剂的稳定性有部分提高。

专利CN1191227C采用如下工艺：将丁醇在氢气的存在下气化，在200℃-300℃，通过反应器，与表达式为Cu_aZnCr_bM_cO_x的催化剂接触，分离收集丁酸丁酯。M是选自IVB族中的一种元素，优选Ti和Zr。该催化体系可以由丁醇直接脱氢为丁酸丁酯。但是Cu的比例对于丁酸丁酯的选择性有比较大的影响。因此，在制备催化剂的过程中，对于制备的要求条件比较高，同时，整体反应的转化率不太高。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种丁酸丁酯的制备方法，其由以硅基为基础以及Fe和V等金属元素组成的复合金属催化剂，在丁醇脱氢合成过程中，该催化剂具有较好的稳定性和催化性能。

本发明还提供一种采用上述的制备方法所制得的丁酸丁酯来制备丁酸。

本发明采用如下技术方案实现：

一种丁酸丁酯的制备方法，包括如下制备步骤：