CN103240124A - 一种用于炔醇烷氧基化的催化剂 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于炔醇烷氧基化的催化剂，目的是提供一种能降低炔醇烷氧基化反应压力的催化剂。它由如下组份按质量百分比组成：脂肪族胺85～100%、无机碱0～10%、路易斯酸0～10%。本发明制备的催化剂是用于炔醇烷氧基化的工艺，具有可一次加成大剂量环氧烷类的优点，并且可以使得反应在25～125℃、压力在0.1～1.2MPa下可以安全高效进行，即常温常压下反应也能进行，大大降低了炔醇烷氧基化的高压要求，使得反应可以在较为缓和的条件下进行，对于操作人员来说也更加安全；另一方面也节省了加压所需的电能和时间，降低了对设备的压力要求，生产效率大大提高。

Description

一种用于炔醇烷氧基化的催化剂

技术领域

本发明涉及一种催化剂，具体涉及一种用于炔醇烷氧基化的催化剂。

背景技术

炔醇烷氧基化合物是一种精细化工产品，常用于水性涂料、水性油墨、水性胶黏剂、金属加工及萃取、农药乳化等领域。例如丙炔醇乙氧基化合物常用在电镀行业作为镀镍的光亮剂或整平剂。

炔醇烷氧基化主要是通过炔醇与环氧烷类化合物进行加合反应而实现的，现有技术中，炔醇烷氧基化有两种途径：一种是高压法，将环氧烷压入已加入炔醇和催化剂的高压釜中，通常反应所需压力为0.7～1.2MPa，反应温度为40～150℃；另一种是溶剂法，即加合反应在有机溶剂中进行，反应完成后再将溶剂蒸去。

高压法所需压力较高，对于操作人员具有一定的危险性，并且对于反应容器的要求较高，即生产成本也相应提高；并且因为高压容器体积都较小，受压力容器体积所限，高压法不能一次加合较多的环氧烷，需要加合较多的环氧烷时，需要分多步逐步加合。而溶剂法生产效率较低，且在蒸去溶剂时需要大量的热量，并且需要在工艺流程中加设蒸发设备蒸去溶剂，既耗能也耗时；此外，产物会残存有机溶剂，使得制备的炔醇烷氧基化产物的纯度不高，在某些领域就不能应用。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种能降低炔醇烷氧基化反应压力的催化剂。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种用于炔醇烷氧基化的催化剂，由如下组份按质量百分比组成：脂肪族胺85～100%、无机碱0～10%、路易斯酸0～10%。

脂肪族是指结构简单，饱和度不定的直链有机化合物；脂肪族胺即为结构简单，饱和度不定的含氮原子的直链有机化合物；脂肪族胺为亲核试剂，其为常用的有机化学药品，它本身可以在有机化学反应中提供电子对。无机碱主要是金属低价氢氧化物，这类化合物在有机化学反应中可以提供电子。路易斯酸（Lewis Acid，LA）是指电子接受体，是有机化学中常用试剂，它在有机化学反应中是电子接受体。

进一步优选的是，所述的催化剂由如下组份按质量百分比组成：脂肪族胺92～100%、无机碱0～5%、路易斯酸0～5%。

再进一步优选的是，所述的催化剂由如下组份按质量百分比组成：脂肪族胺98～100%、无机碱0～2%、路易斯酸0～2%。

进一步的，所述的脂肪族胺为三甲胺、三乙胺、三丙胺、乙胺、二乙胺、乙二胺、正丁胺、环己胺中的一种或几种混合。这几种脂肪族胺化合物比较常见，易制备易购买，且价格也较低。

进一步的，所述的无机碱为氢氧化钾或氢氧化钠。这两种无机碱为常用无机碱，价格较低，且其性质稳定，储放起来较安全。

进一步的，所述的路易斯酸为三氯化铝或氯化锌。这两种氯化盐为常用化学药品，其价格也较低。当然本发明的路易斯酸组分也可以是三氟化硼、五氯化铌、镧系元素的三氟甲磺酸盐等。

上述技术方案中各组分的用量是参与反应的最佳原料比例，但是本领域技术人员可以根据本发明的教导进行等同的变化。例如：因为工业生产本身的误差导致的参数变化，或者再复配别的组分增加相应的功效，均与本发明的技术方案等同。

本发明制备的催化剂是用于炔醇烷氧基化的工艺，具有可一次加成大剂量环氧烷类的优点，并且可以使得反应在25～125℃、压力在0.1～1.2MPa下可以安全高效进行，即常温常压下反应也能进行，大大降低了炔醇烷氧基化的高压要求，使得反应可以在较为缓和的条件下进行，对于操作人员来说也更加安全；另一方面也节省了加压所需的电能和时间，降低了对设备的压力要求，生产效率大大提高。

具体实施方式

为使本领域技术人员更加清楚和明确本发明的技术方案，特提供下面优选的实施例，但本发明的技术思想并不限于以下实施例。

实施例一

将98.5kg三甲胺与1.5kg氢氧化钾混合均匀得催化剂。

实施例二

将99.5kg三乙胺、0.2kg氢氧化钾和0.3kg三氯化铝混合均匀得催化剂。

实施例三

将55.0kg三甲胺、43.0kg三乙胺、1.0kg氢氧化钾、1.0kg氯化锌混合均匀得催化剂。

实施例四

将85.0kg环己胺、8.0kg氢氧化钠、7.0kg氯化锌混合均匀得催化剂。

应用例一

将实施例一制备的产品作为2,4,7,9-四甲基-5-癸炔-4,7-二醇加成环氧乙烷20%反应的催化剂，生产过程包括：

a.用泵将预先在55～65℃熔融的4000kg2,4,7,9-四甲基-5-癸炔-4,7-二醇输送至高位槽计量后，放入容积为6m³的密闭低压反应釜中，反应釜为外盘管导热油或者蒸汽加热、内盘管水冷、搅拌为框式或者桨叶式的标准反应釜。通过反应釜上的加料装置加入30kg催化剂。

b.通过环氧乙烷计量加料泵以4～5kg/min的速度往反应釜中加入1050kg环氧乙烷，加入过程中，控制釜内温度在50～55℃，压力不超过0.35MPa。当压力超过0.35MPa时，暂停加料，等压力低于0.3MPa时，再继续加料。加料完毕后保持温度约3h，待釜内压力下降到不再变化。

c.反应结束后降温，以保护气置换釜内剩余的环氧乙烷后，加入10～25kg冰醋酸，搅拌0.5h，物料pH值中和至6～8。

d.加入10～25kg双氧水，搅拌0.5h。

e.减压蒸馏去除物料中的水分及轻组分。

f.出料包装。

Claims (6)

1.一种用于炔醇烷氧基化的催化剂，其特征在于：由如下组份按质量百分比组成：脂肪族胺85～100%、无机碱0～10%、路易斯酸0～10%。

2.根据权利要求1所述的用于炔醇烷氧基化的催化剂，其特征在于：所述的催化剂由如下组份按质量百分比组成：脂肪族胺92～100%、无机碱0～5%、路易斯酸0～5%。

3.根据权利要求1所述的用于炔醇烷氧基化的催化剂，其特征在于：所述的催化剂由如下组份按质量百分比组成：脂肪族胺98～100%、无机碱0～2%、路易斯酸0～2%。

4.根据权利要求1～3中任意一项所述的用于炔醇烷氧基化的催化剂，其特征在于：所述的脂肪族胺为三甲胺、三乙胺、三丙胺、乙胺、二乙胺、乙二胺、正丁胺、环己胺中的一种或几种混合。

5.根据权利要求1～3中任意一项所述的用于炔醇烷氧基化的催化剂，其特征在于：所述的无机碱为氢氧化钾或氢氧化钠。

6.根据权利要求1～3中任意一项所述的用于炔醇烷氧基化的催化剂，其特征在于：所述的路易斯酸为三氯化铝或氯化锌。