CN101550074B - 一种苯甲醛的催化合成方法 - Google Patents

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Abstract

一种苯甲醛的催化合成方法，它涉及一种苯甲醛的催化合成方法。它解决了现有合成苯甲醛的方法存在催化剂与产物难分离、反应体系的后处理困难、催化活性低，反应需要有机溶剂导致污染环境的问题。方法：一、制备混合物A；二、制备混合物B；三、将苯加入到混合物B中进行萃取反应，分离上层并对下层进行旋蒸，而后洗涤、过滤、烘干，即得到苯甲醛。本发明催化剂与产物易分离、反应体系的后处理容易、催化活性高、反应过程中不需要有机溶剂，保存了能量并不会引起环境污染。

Description

一种苯甲醛的催化合成方法
技术领域
本发明涉及一种苯甲醛的催化合成方法。
背景技术
苯甲醛(俗称苦杏仁油)，是结构最简单且工业上最重要的芳香醛，主要用作制造染料、医药、香料、调味品和农药等的中间体或原料。苯甲醛的传统生产方法存在制得的苯甲醛经常含有痕量的卤离子且选择性较低的问题。为了克服传统方法的缺陷，现在人们已用双氧水的液相催化氧化法(均相催化法和非均相催化法)逐渐代替了传统方法，但是在液相催化氧化过程中，均相催化虽然具有较好的活性，但存在着催化剂与产物难分离、反应体系的后处理困难的缺点；而非均相催化虽然可以解决上述问题，但其催化活性低、反应需要有机溶剂，这就会引起能量的损失和环境的污染。
发明内容
本发明目的是为了解决现有合成苯甲醛的方法存在催化剂与产物难分离、反应体系的后处理困难、催化活性低，反应需要有机溶剂导致污染环境的问题，而提供一种苯甲醛的催化合成方法。
苯甲醛的催化合成方法按以下步骤实现：一、将3.5～13mL的苯甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、戊醇、异戊醇或异丁醇加入到三颈烧瓶中，然后加入0.1～0.5g的催化剂，得混合物A；二、将混合物A从室温加热至80～120℃，然后将质量分数为30％、体积为20～30mL的过氧化氢逐渐滴加到混合物A中并搅拌4～8h，使过氧化氢与苯甲醇的摩尔比为1.5～8.5∶1，得混合物B；三、将30～50mL的苯加入到混合物B中萃取分层，弃去上层物质，再用旋蒸法蒸馏出下层物质中的液相，固相物然后依次用20mL的苯、20mL的水和50mL的乙酸乙酯洗涤1次，而后过滤、烘干，即得到苯甲醛；其中步骤一中催化剂为烷基磺酸铁、十二烷基磺酸铁、十六烷基磺酸铜、十八烷基磺酸镍、十二烷基磺酸锡、十七烷基磺酸铁、十八烷基磺酸铁、十六烷基磺酸铁、辛基磺酸铁、癸基磺酸铁、十一烷基磺酸铁、辛基磺酸镍或辛基磺酸铜。
本发明合成苯甲醛的方法在整个制备过程中，因使用的催化剂具有表面活性，在反应过程中使水与醇相的双相催化，并在反应结束后催化剂与产物(苯甲醛)易分离，而催化剂还可回收再利用，不会污染环境且提高了生产过程的经济与社会效益。
本发明合成苯甲醛的方法反应条件温和、并在常压的条件下反应，生产成本低，反应时间短(最长为也仅为8h)；本发明的整个过程均在无溶剂的条件下进行的，不会污染环境；本发明工艺简单，操作容易苯甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、戊醇、异戊醇或异丁醇的转化率高达99.99％，产物选择性高，产物的纯度为99.0％，使得产率也可达99.0％～99.99％。
具体实施方式
具体实施方式一：本实施方式苯甲醛的催化合成方法按以下步骤实现：一、将3.5～13mL的苯甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、戊醇、异戊醇或异丁醇加入到三颈烧瓶中，然后加入0.1～0.5g的催化剂，得混合物A；二、将混合物A从室温加热至80～120℃，然后将质量分数为30％、体积为20～30mL的过氧化氢逐渐滴加到混合物A中并搅拌4～8h，使过氧化氢与苯甲醇的摩尔比为1.5～8.5∶1，得混合物B；三、将30～50mL的苯加入到混合物B中萃取分层，弃去上层物质，再用旋蒸法蒸馏出下层物质中的液相，固相物然后依次用20mL的苯、20mL的水和50mL的乙酸乙酯洗涤1次，而后过滤、烘干，即得到苯甲醛；其中步骤一中催化剂为烷基磺酸铁、十二烷基磺酸铁、十六烷基磺酸铜、十八烷基磺酸镍、十二烷基磺酸锡、十七烷基磺酸铁、十八烷基磺酸铁、十六烷基磺酸铁、辛基磺酸铁、癸基磺酸铁、十一烷基磺酸铁、辛基磺酸镍或辛基磺酸铜。
本实施方式中所使用的化学试剂均为分析纯。
本实施方式步骤一中催化剂的分子通式为M(CnH2n+1SO3)x，其中M为Fe3+，Cu2+，Ni2+或Sn2+；n＝8～18，X＝2或3。
本实施方式步骤一中催化剂具有表面活性。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤一中苯甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、戊醇、异戊醇或异丁醇加入量为4.5～12mL。其它步骤及参数与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤一中苯甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、戊醇、异戊醇或异丁醇加入量为5.5～10mL。其它步骤及参数与具体实施方式一相同。
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤一中苯甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、戊醇、异戊醇或异丁醇加入量为7mL。其它步骤及参数与具体实施方式一相同。
具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四不同的是步骤一中催化剂加入量为0.2～0.4g。其它步骤及参数与具体实施方式一至四相同。
具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一至四不同的是步骤一中催化剂加入量为0.3g。其它步骤及参数与具体实施方式一至四相同。
具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式五或六不同的是步骤二中将混合物A从室温加热至90～110℃。其它步骤及参数与具体实施方式五或六相同。
具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式五或六不同的是步骤二中将混合物A从室温加热至100℃。其它步骤及参数与具体实施方式五或六相同。
具体实施方式九：本实施方式与具体实施方式一、二、三、四、七或八不同的是步骤二中搅拌时间为5～7h。其它步骤及参数与具体实施方式一、二、三、四、七或八相同。
具体实施方式十：本实施方式与具体实施方式一、二、三、四、七或八不同的是步骤二中搅拌时间为6h。其它步骤及参数与具体实施方式一、二、三、四、七或八相同。
具体实施方式十一：本实施方式与具体实施方式九或十不同的是过氧化氢的体积为22～28mL。其它步骤及参数与具体实施方式九或十相同。
具体实施方式十二：本实施方式与具体实施方式九或十不同的是过氧化氢的体积为25mL。其它步骤及参数与具体实施方式九或十相同。
具体实施方式十三：本实施方式与具体实施方式一、二、三、四、七、八、十一或十二不同的是步骤二中过氧化氢与苯甲醇的摩尔比为2.5～7.5∶1。其它步骤及参数与具体实施方式一、二、三、四、七、八、十一或十二相同。
具体实施方式十四：本实施方式与具体实施方式一、二、三、四、七、八、十一或十二不同的是步骤二中过氧化氢与苯甲醇的摩尔比为3∶1。其它步骤及参数与具体实施方式一、二、三、四、七、八、十一或十二相同。
具体实施方式十五：本实施方式与具体实施方式一、二、三、四、七、八、十一或十二不同的是步骤二中过氧化氢与苯甲醇的摩尔比为4∶1。其它步骤及参数与具体实施方式一、二、三、四、七、八、十一或十二相同。
具体实施方式十六：本实施方式与具体实施方式十三、十四或十五不同的是苯的加入量为35～45mL。其它步骤及参数与具体实施方式十三、十四或十五相同。
具体实施方式十七：本实施方式与具体实施方式十三、十四或十五不同的是苯的加入量为40mL。其它步骤及参数与具体实施方式十三、十四或十五相同。
具体实施方式十八：本实施方式苯甲醛的催化合成方法按以下步骤实现：一、将5.0mL的苯甲醇加入到三颈烧瓶中，然后加入0.2g的十二烷基磺酸铁，得混合物A；二、将混合物A从室温加热至90℃，然后将质量分数为30％、体积为22.5mL的过氧化氢逐渐滴加到混合物A中并搅拌6h，使过氧化氢与苯甲醇的摩尔比为4.5∶1，得混合物B；三、将40mL的苯加入到混合物B中萃取分层，弃去上层物质，再用旋蒸法蒸馏出下层物质中的液相，固相物然后依次用20mL的苯、20mL的水和50mL的乙酸乙酯洗涤1次，而后过滤、烘干，即得到苯甲醛。
本实施方式的化学反应方程式为：
Figure G2009100721199D00041
本实施方式得到苯甲醛经GC分析苯甲醇的转化率为99.99％，苯甲醛的产率为99.99％。
具体实施方式十九：本实施方式苯甲醛的催化合成方法按以下步骤实现：一、将5.0mL的苯甲醇加入到三颈烧瓶中，然后加入0.3g的十二烷基磺酸锡，得混合物A；二、将混合物A从室温加热至110℃，然后将质量分数为30％、体积为25.5mL的过氧化氢逐渐滴加到混合物A中并搅拌6h，使过氧化氢与苯甲醇的摩尔比为5.5∶1，得混合物B；三、将40mL的苯加入到混合物B中萃取分层，弃去上层物质，再用旋蒸法蒸馏出下层物质中的液相，固相物然后依次用20mL的苯、20mL的水和50mL的乙酸乙酯洗涤1次，而后过滤、烘干，即得到苯甲醛。
本实施方式得到苯甲醛经GC分析苯甲醇的转化率为99.99％，苯甲醛的产率为99.7％。
具体实施方式十九：本实施方式苯甲醛的催化合成方法按以下步骤实现：一、将5.0mL的乙醇加入到三颈烧瓶中，然后加入0.5g的辛基磺酸铜，得混合物A；二、将混合物A从室温加热至110℃，然后将质量分数为30％、体积为23.5mL的过氧化氢逐渐滴加到混合物A中并搅拌7h，使过氧化氢与苯甲醇的摩尔比为5.0∶1，得混合物B；三、将40mL的苯加入到混合物B中萃取分层，弃去上层物质，再用旋蒸法蒸馏出下层物质中的液相，固相物然后依次用20mL的苯、20mL的水和50mL的乙酸乙酯洗涤1次，而后过滤、烘干，即得到苯甲醛。
本实施方式得到苯甲醛经GC分析乙醇的转化率为99.99％，苯甲醛的产率为99.4％。

Claims (8)

1.一种苯甲醛的催化合成方法，其特征在于苯甲醛的催化合成方法按以下步骤实现：一、将3.5～13mL的苯甲醇加入到三颈烧瓶中，然后加入0.1～0.5g的催化剂，得混合物A；二、将混合物A从室温加热至80～120℃，然后将质量分数为30％、体积为20～30mL的过氧化氢逐渐滴加到混合物A中并搅拌4～8h，使过氧化氢与苯甲醇的摩尔比为1.5～8.5∶1，得混合物B；三、将30～50mL的苯加入到混合物B中萃取分层，弃去上层物质，再用旋蒸法蒸馏出下层物质中的液相，固相物然后依次用20mL的苯、20mL的水和50mL的乙酸乙酯洗涤1次，而后过滤、烘干，即得到苯甲醛；其中步骤一中催化剂为十二烷基磺酸铁或十二烷基磺酸锡。
2.根据权利要求1所述的一种苯甲醛的催化合成方法，其特征在于步骤一中苯甲醇加入量为4.5～12mL。
3.根据权利要求1或2所述的一种苯甲醛的催化合成方法，其特征在于步骤一中催化剂加入量为0.2～0.4g。
4.根据权利要求3所述的一种苯甲醛的催化合成方法，其特征在于步骤二中将混合物A从室温加热至90～110℃。
5.根据权利要求1、2或4所述的一种苯甲醛的催化合成方法，其特征在于步骤二中搅拌时间为5～7h。
6.根据权利要求5所述的一种苯甲醛的催化合成方法，其特征在于步骤二中过氧化氢的体积为22～28mL。
7.根据权利要求1、2、4或6所述的一种苯甲醛的催化合成方法，其特征在于步骤二中过氧化氢与苯甲醇的摩尔比为2.5～7.5∶1。
8.根据权利要求7所述的一种苯甲醛的催化合成方法，其特征在于步骤三中苯的加入量为35～45mL。
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