CN102206142A - 一种3-甲氧基-3-甲基-1-丁醇的制备方法 - Google Patents
一种3-甲氧基-3-甲基-1-丁醇的制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
一种3-甲氧基-3-甲基-1-丁醇的制备方法是将3-甲基-3-丁烯-1-醇、甲醇和非均相酸催化剂放入密封的反应器中反应,在反应温度在50-200℃,反应的压力在0.1-5MPa之间条件下,反应1-12h,其中料3-甲基-3-丁烯-1-醇和甲醇的摩尔比在0.01-1之间,催化剂的量占总反应液质量的0.1-5%。本发明具有反应对设备无腐蚀,工艺简单,易操作,无污染产出的优点。
Description
技术领域
本发明属于一种3-甲氧基-3-甲基-1-丁醇的制备方法。
背景技术
3-甲氧基-3-甲基-1-丁醇是重要的精细化工原料,主要用作洗头液、香皂、洗涤剂、打印机油墨的溶剂,以及药品的添加剂。
作为以往的3-甲氧基-3-甲基-1-丁醇的制备方法,已知有例如专利文献1:SU1431292,专利文献2:JP8176053,在强酸性阳离子交换树脂存在下4,4-二甲基-1,3-二噁烷与甲醇反应,得到3-甲氧基-3-甲基-1-丁醇该反应中3-甲氧基-3-甲基-1-丁醇的选择性较低(~40%)且副产物多,因而不具备绿色原子经济性。
发明内容
本发明的目的是克服以4,4-二甲基-1,3-二恶烷为原料副产物多的缺陷,提供一种副产物少,绿色原子经济性的3-甲氧基-3-甲基-1-丁醇制备方法。
本发明的制备方法是将3-甲基-3-丁烯-1-醇、甲醇和催化剂放入密封的反应器中反应,然后将产物蒸馏分离得到3-甲氧基-3-甲基-1-丁醇,反应过程中副产物如异戊二烯的产率很低,经蒸馏后得到纯度高的3-甲氧基-3-甲基-1-丁醇。
本发明的具体的制备方法如下:
将3-甲基-3-丁烯-1-醇、甲醇和非均相酸催化剂放入密封的反应器中反应,在反应温度在50-200℃,反应的压力在0.1-5Mpa之间条件下,反应1-12h,其中料3-甲基-3-丁烯-1-醇和甲醇的摩尔比在0.01-1之间,催化剂的量占总反应液质量的0.1-5%。
其中非均相酸催化剂包括:复合氧化物类;杂多酸类;沸石分子筛类;阳离子交换树脂类。
复合氧化物如SiO2-Al2O3、SiO2-TiO2、SiO2-SnO2、SiO2-ZrO2、SiO2-ZnO、SiO2-Y2O5、SiO2-La2O3、SiO2-MoO3、SiO2-WO3、Al2O3-ZnO、Al2O3-B2O3、Al2O3-TiO2、Al2O3-ZrO2、Al2O3-MoO3、Al2O3-Fe2O3、Al2O3-Co3O4、TiO2-ZnO、TiO2-CdO、TiO2-ZrO2、TiO2-SnO2、TiO2-MoO3、TiO2-WO3、TiO2-Fe2O3、TiO2-Co3O4、ZrO2-MoO3、ZrO2-WO3、ZrO2-Fe2O3、ZrO2-Fe3O4、ZnO-Fe2O3、ZnO-Fe3O4、MoO3-CoO-Al2O3等;
沸石分子筛类如HZSM-5、HZSM-11、HY、HX、H-β、H-MCM-22、L型沸石、蒙脱土、丝光沸石、SAPO-34、SAPO-11等;
杂多酸类如H3PW12O40/C、H3PW12O40/SiO2、H3PW12O40/ZrO2、H3PW12O40/SnO2、H3PW12O40/MCM-41、H3PW12O40/Si-SBA-15、H4SiW12O40/C、H4SiW12O40/SiO2、H4SiW12O40/ZrO2、H4SiW12O40/SnO2、H4SiW12O40/MCM-41、H4SiW12O40/Si-SBA-15、H3PMo12O40/C、H3PMo12O40/SiO2、H3PMo12O40/ZrO2、H3PMo12O40/SnO2、H3PMo12O40/MCM-41、H3PMo12O40/Si-SBA-15、H4SiMo12O40/C、H4SiMo12O40/SiO2、H4SiMo12O40/ZrO2、H4SiMo12O40/SnO2、H4SiMo12O40/MCM-41、H4SiMo12O40/Si-SBA-15、Cs2.5H0.5PW12O40、Cs2.5H0.5PMo12O40、Cs2.5H0.5PW12O40/SiO2等;
阳离子交换树脂类如15、NKC-9、Nifon-H等。
其中反应产物的检测需气相色谱分析。色谱条件:色谱柱为聚乙二醇固定相的毛细管柱,检测器为氢火焰检测器或者热导检测器;汽化室温度220-300℃;柱温:120-260℃。
本发明与现有技术相比具有如下优点:
(1)反应对设备无腐蚀。
(2)工艺简单,易操作。
(3)无污染产出。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明作更进一步的说明。
实施例1
将97wt.%的3-甲基-3-丁烯-1-醇86g、甲醇32g,1.18g SiO2-Al2O3(Cat.wt.%=1%)加入到间歇反应釜内,强力搅拌,在温度180℃和压力3.5MPa下反应4h后,将产物蒸馏,得到3-甲氧基-3-甲基-1-丁醇。气相色谱分析结果列于表1。
实施例2
将97wt.%的3-甲基-3-丁烯-1-醇4.3g、甲醇160g,0.82g TiO2-Fe2O3(Cat.wt.%=0.5%)加入到间歇反应釜内,强力搅拌,在温度200℃和压力5.0MPa下反应1h后,将产物蒸馏,得到3-甲氧基-3-甲基-1-丁醇。气相色谱分析结果列于表1。
实施例3
将97wt.%的3-甲基-3-丁烯-1-醇43g、甲醇192g,2.35g SiO2-WO3(Cat.wt.%=1%)加入到间歇反应釜内,强力搅拌,在温度140℃和压力3.4MPa下反应5h后,将产物蒸馏,得到3-甲氧基-3-甲基-1-丁醇。气相色谱分析结果列于表1。
实施例4
将97wt.%的3-甲基-3-丁烯-1-醇8.6g、甲醇32g,2.03g ZrO2-MoO3(Cat.wt.%=5%)加入到间歇反应釜内,强力搅拌,在温度50℃和压力0.1MPa下反应12h后,将产物蒸馏,得到3-甲氧基-3-甲基-1-丁醇。气相色谱分析结果列于表1。
实施例5
将97wt.%的3-甲基-3-丁烯-1-醇21.5g、甲醇180g,0.20gMoO3-CoO-Al2O3(Cat.wt.%=0.8%)加入到间歇反应釜内,强力搅拌,在温度120℃和压力1.0MPa下反应3h后,将产物蒸馏,得到3-甲氧基-3-甲基-1-丁醇。气相色谱分析结果列于表1。
表1
实施例6
将97wt.%的3-甲基-3-丁烯-1-醇21.5g、甲醇32g,2.68g H-ZSM-5(Si/Al=25)(Cat.wt.wt./=5%)加入到间歇反应釜内,强力搅拌,在温度160℃压力2.5MPa下反应7h后,将产物蒸馏,得到3-甲氧基-3-甲基-1-丁醇。气相色谱分析结果列于表2。
实施例7
将97wt.%的3-甲基-3-丁烯-1-醇86g、甲醇96g,2.36g H-β(Si/Al=20)(Cat.wt.%=2%)加入到间歇反应釜内,强力搅拌,在温度150℃压力2.7MPa下反应4h后,将产物蒸馏,得到3-甲氧基-3-甲基-1-丁醇。气相色谱分析结果列于表2。
实施例8
将97wt.%的3-甲基-3-丁烯-1-醇8.6g、甲醇72g,2.82g H-USY(Cat.%=3.5%)加入到间歇反应釜内,强力搅拌,在温度135℃压力2.2MPa下反应12h后,将产物蒸馏,得到3-甲氧基-3-甲基-1-丁醇。气相色谱分析结果列于表2。
实施例9
将97wt.%的3-甲基-3-丁烯-1-醇43g、甲醇32g,0.5g H-MCM-22(Si/Al=60)(Cat.wt.%=0.67%)加入到间歇反应釜内,强力搅拌,在温度120℃压力1.7MPa下反应6h后,将产物蒸馏,得到3-甲氧基-3-甲基-1-丁醇。气相色谱分析结果列于表2。
实施例10
将97wt.%的3-甲基-3-丁烯-1-醇43g、甲醇64g,1.28g SAPO-11(Cat.wt.%=1.2%)加入到间歇反应釜内,强力搅拌,在温度125℃压力2.0MPa下反应9h后,将产物蒸馏,得到3-甲氧基-3-甲基-1-丁醇。气相色谱分析结果列于表2。
表2
实施例11
将97wt.%的3-甲基-3-丁烯-1-醇21.5g、甲醇128g,7.48g30%H3PW12O40/AC(Cat.wt.%=5%)加入到间歇反应釜内,强力搅拌,在120℃和压力2.2MPa下反应4h后,将产物蒸馏,得到3-甲氧基-3-甲基-1-丁醇。气相色谱分析结果列于表3。
实施例12
将97wt.%的3-甲基-3-丁烯-1-醇17.2g、甲醇90g,3.43g20%H4SiW12O40/ZrO2(Cat.%=3.2%)加入到间歇反应釜内,强力搅拌,在100℃压力1.5MPa反应1.5h后,将产物蒸馏,得到3-甲氧基-3-甲基-1-丁醇。气相色谱分析结果列于表3。
实施例13
将97wt.%的3-甲基-3-丁烯-1-醇4.3g、甲醇32g,0.5g Cs2.5H0.5PW12O40(Cat.wt.%=1.38%)加入到间歇反应釜内,强力搅拌,在90℃压力0.2MPa反应8h后,将产物蒸馏,得到3-甲氧基-3-甲基-1-丁醇。气相色谱分析结果列于表3。
实施例14
将97wt.%的3-甲基-3-丁烯-1-醇8.6g、甲醇48g,1.2g20%Cs2.5H0.5PW12O40/SiO2(Cat.wt.%=2.12%)加入到间歇反应釜内,强力搅拌,在100℃压力0.4MPa反应12h后,将产物蒸馏,得到3-甲氧基-3-甲基-1-丁醇。气相色谱分析结果列于表3。
表3
实施例12
将97wt.%的3-甲基-3-丁烯-1-醇21.5g、甲醇90g,1g15(Cat.%=0.9%)加入到间歇反应釜内,强力搅拌,在温度50℃压力0.1MPa下反应10h后,将产物蒸馏,得到3-甲氧基-3-甲基-1-丁醇。气相色谱分析结果列于表4。
实施例13
将97wt.%的3-甲基-3-丁烯-1-醇86g、甲醇48g,1g NKC-9(Cat.%=0.5%)加入到间歇反应釜内,强力搅拌,在温度110℃压力0.6MPa反应6h后,将产物蒸馏,得到3-甲氧基-3-甲基-1-丁醇。气相色谱分析结果列于表4。
表4
Claims (6)
1.一种3-甲氧基-3-甲基-1-丁醇的制备方法,其特征在于包括如下步骤:
将3-甲基-3-丁烯-1-醇、甲醇和非均相酸催化剂放入密封的反应器中反应,在反应温度在50-200℃,反应的压力在0.1-5Mpa之间条件下,反应1-12h,其中料3-甲基-3-丁烯-1-醇和甲醇的摩尔比在0.01-1之间,催化剂的量占总反应液质量的0.1-5%。
2.如权利要求1所述的一种3-甲氧基-3-甲基-1-丁醇的制备方法,其特征在于所述的非均相酸催化剂为复合氧化物类、杂多酸类、沸石分子筛类或阳离子交换树脂类。
3.如权利要求2所述的一种3-甲氧基-3-甲基-1-丁醇的制备方法,其特征在于所述的复合氧化物为SiO2-Al2O3、SiO2-TiO2、SiO2-SnO2、SiO2-ZrO2、SiO2-ZnO、SiO2-Y2O5、SiO2-La2O3、SiO2-MoO3、SiO2-WO3、Al2O3-ZnO、Al2O3-B2O3、Al2O3-TiO2、Al2O3-ZrO2、Al2O3-MoO3、Al2O3-Fe2O3、Al2O3-Co3O4、TiO2-ZnO、TiO2-CdO、TiO2-ZrO2、TiO2-SnO2、TiO2-MoO3、TiO2-WO3、TiO2-Fe2O3、TiO2-Co3O4、ZrO2-MoO3、ZrO2-WO3、ZrO2-Fe2O3、ZrO2-Fe3O4、ZnO-Fe2O3、ZnO-Fe3O4或MoO3-CoO-Al2O3。
4.如权利要求2所述的一种3-甲氧基-3-甲基-1-丁醇的制备方法,其特征在于所述的沸石分子筛类为HZSM-5、HZSM-11、HY、HX、H-β、H-MCM-22、L型沸石、蒙脱土、丝光沸石、SAPO-34或SAPO-11。
5.如权利要求2所述的一种3-甲氧基-3-甲基-1-丁醇的制备方法,其特征在于所述的杂多酸类为H3PW12O40/C、H3PW12O40/SiO2、H3PW12O40/ZrO2、H3PW12O40/SnO2、H3PW12O40/MCM-41、H3PW12O40/Si-SBA-15、H4SiW12O40/C、H4SiW12O40/SiO2、H4SiW12O40/ZrO2、H4SiW12O40/SnO2、H4SiW12O40/MCM-41、H4SiW12O40/Si-SBA-15、H3PMo12O40/C、H3PMo12O40/SiO2、H3PMo12O40/ZrO2、H3PMo12O40/SnO2、H3PMo12O40/MCM-41、H3PMo12O40/Si-SBA-15、H4SiMo12O40/C、H4SiMo12O40/SiO2、H4SiMo12O40/ZrO2、H4SiMo12O40/SnO2、H4SiMo12O40/MCM-41、H4SiMo12O40/Si-SBA-15、Cs2.5H0.5PW12O40、Cs2.5H0.5PMo12O40或Cs2.5H0.5PW12O40/SiO2。
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