[发明专利]一种氘代乙醇的制备方法

说明书

本发明涉及一种氘代乙醇的制备方法，属于氘代化学品制备技术领域。在催化剂的作用下，氘气、一氧化碳和氮气的混合气在4MPa～8MPa压力下以及230℃～300℃温度下反应，反应产物再经过冷凝气液分离和精馏处理，得到化学纯度和氘代率均大于99.8％的氘代乙醇。本发明所述方法采用的原料容易获得，工艺操作简单，设备投入低，转化率高，副反应少，纯度高，该方法适合氘代乙醇的精细化工业生产，具有很好的应用前景。

技术领域

本发明涉及一种氘代乙醇的制备方法，属于氘代化学品制备技术领域。

背景技术

氘代乙醇，分子式CD₃CD₂OD，是乙醇(CH₃ CH₂OH)的氢(H)被其同位素氘(D)取代的形式，属于氘代化学品的一种，是具有特殊理化性质的一类化学品。氘代化学品主要应用于核磁共振波谱仪(NMR)、示踪剂、医学检验、光纤、氘代药物、半导体、OLED、核能、高分子材料改性以及农业育种、中子测井等领域。特别是近年来，核磁共振在化学化工、生物化学以及医学领域中发挥着愈来愈重要的作用，尤其在蛋白质组学/染色体组学和药物研究领域应用最为广泛。因为氘代试剂是核磁共振测试工作必不可缺少的溶剂。核磁里面的磁场强度需要非常准确的锁定，而氘代试剂在核磁里主要是为了锁场。由于氘代药物能改善药物安全性，同时具有药代动力学优势，因此氘代药物是药物研发的新方向，相应地，氘代乙醇的需求量也日益增加。

目前国内的氘代乙醇制备方法非常有限，氘代乙醇产品基本依靠进口。中国专利CN110545911A公开了一种在过渡金属催化剂的存在下，由乙酸、乙酸酯或酰胺通过与D₂反应来制备氘代乙醇的方法。中国专利CN110545912A公开了一种由乙醇、D₂O、钌催化剂和共溶剂制备氘代乙醇的方法。上述方法制备氘代乙醇所涉及的催化剂原料成本高，而且条件比较严格，只适用于实验室少量生产。

发明内容

针对目前制备氘代乙醇存在的问题，本发明提供一种氘代乙醇的制备方法，该方法所涉及的原料容易获得且成本低，工艺操作简单，转化率高，副反应少，纯度高，而且满足工业化生产氘代乙醇的需求。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的。

一种氘代乙醇的制备方法，所述方法步骤如下：

在装有催化剂的固定床反应器中，通入氘气、一氧化碳和氮气的混合气，在4MPa～8MPa压力下以及230℃～300℃温度下反应，反应产物经过冷凝气液分离并收集液体，再将收集的液体进行精馏，得到化学纯度和氘代率均大于99.8％的氘代乙醇。

其中，催化剂由活性组分和载体组成，活性组分为铑、铜、钴、铂和铁中的两种或两种以上，载体为氧化硅、氧化铝、二氧化钛或石墨化碳。

进一步地，催化剂的活性组分为铑、铜、钴、铂和铁；其中，以催化剂的总质量为100％计，则催化剂中各组分的质量百分数如下：铑0.5％～5％，铜2％～10％，钴1％～5％，铂3％～8％，铁2％～6％，余量为载体。

进一步地，固定床反应器中还装填有填料，填料选用惰性刚玉瓷球或铜粒。

进一步地，固定床反应器中，催化剂与填料的质量装填比为(1～2)：(2～3)。

进一步地，氘气、一氧化碳和氮气的摩尔比为(2～8)：1：(1～4)，未反应的气体可以循环使用。

进一步地，氘气、一氧化碳和氮气的混合气以10L/s～15L/s的速度通过固定床反应器中的催化剂层。

进一步地，冷凝气液分离的冷凝温度为0℃～10℃。

进一步地，精馏过程中，塔釜的温度为95℃～115℃，塔顶的温度为76℃～79℃。

有益效果：