CN114213221B - 以Al-Ni-P复合物催化醛与醇常压加氢脱水合成不饱和醚的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种以Al‑Ni‑P复合物催化醛与醇常压加氢脱水合成不饱和醚的方法,涉及高级醚类化合物精细合成领域技术领域,该方法包括以下步骤:将不饱和醛与直链或支链醇混合,形成不饱和醛的醇溶液,加入Al‑Ni‑P复合物催化剂,在常压氢气及90~140℃条件下,将不饱和醛与直链或支链醇直接加氢脱水合成不饱和醚。本发明提供的工艺方法,催化剂廉价稳定无毒、反应条件温和易控、适用反应底物范围宽、反应效率高而便于绿色规模化合成高级不饱和醚,具备显著的经济和环保效益。
Description
技术领域
本发明涉及高级醚类化合物精细合成领域技术领域,特别是涉及一种以Al-Ni-P复合物催化醛与醇常压加氢脱水合成不饱和醚的方法。
背景技术
醚作为重要的化工产品或合成中间体,广泛用于溶剂、填料、食品添加剂、燃料添加剂、清洁剂、健康护理制剂、聚合物制造、药物合成等领域。众多醚类化合物中,不饱和醚如α,β-不饱和醚作为一类高级醚类化合物,因它们不仅可与相关化合物均聚或共聚为合成树脂、粘合剂、润滑油等大宗化工产品,还可作为中间体进一步合成医药和香料等高价值精细化学品而备受关注。
目前,工业上醚类化合物通过“威廉逊法”即由卤代烃类化合物与金属醇盐通过消卤取代反应合成,而该方法很难实现不饱和醚化合物的规模化合成,原因在于卤代不饱和烃与醇盐类反应效率不高,特别是对于支链醇盐反应活性较低;另外卤代副产物量大易腐蚀设备和污染环境。针对这些问题,近年来国内外开始探索开发合成不饱和醚的新工艺方法,其中以不饱和醛和醇为反应底物进行加氢脱水合成不饱和醚成为了可选合成路径之一。该路径合成不饱和醚步骤简单、工艺环保,但从已有研究进展来看将该路径进行规模化工业应用还存在如下诸多工艺瓶颈问题,主要包括:目前所发现有效的催化剂多为贵金属催化剂,成本高昂无法大规模应用;即便是使用贵金属催化剂,反应条件仍然较为苛刻,如以氢气为氢源在常压下催化性能较差,通常需要在不低于2.0MPa高压氢气和较高温度下,才有可接受的转化效率;另外,适用底物范围较窄且反应效率低,如以支链醇为反应底物对应产物产率还不到40%。
发明内容
针对上述问题,本发明开发了以Al-Ni-P复合物催化醛与醇常压加氢脱水合成不饱和醚的方法,即以所设计制备的Al-Ni-P复合物为催化剂,可在90-140℃下,以常压氢气将α,β-不饱和醛与直链醇或支链醇直接加氢脱水合成为α,β-不饱和醚,直链醇对应产物产率可达90%以上,支链醇对应产物可达70%以上。(本发明所制备的催化剂中磷酸铝与磷化二镍二元组分的协同催化作用,即磷化二镍可活化不饱和醛底物,而磷酸铝可在常温常压下活化氢气,同时能对催化体系的酸碱催化性质进行调变,由此将两种组分以适当比例形成复合催化剂后,对不饱和醛与醇直接加氢脱水制备不饱和醚显示出了优异性能。)相对于现有工艺体系,该工艺方法催化剂廉价稳定无毒、反应条件温和易控、适用反应底物范围宽、反应效率高,便于绿色规模化合成高级不饱和醚,具备显著的经济和环保效益。
为实现上述目的,本发明提供了如下方案:
本发明提供一种以Al-Ni-P复合物催化醛与醇常压加氢脱水合成不饱和醚的方法,包括以下步骤:将不饱和醛与直链或支链醇混合,形成不饱和醛的醇溶液,加入Al-Ni-P复合物催化剂,在常压氢气(即0.1MPa)及90~140℃条件下,将不饱和醛与直链或支链醇直接加氢脱水合成不饱和醚。
本发明以价廉稳定无毒的Al-Ni-P复合物为催化剂,将所述价廉稳定无毒的Al-Ni-P复合物粉末与不饱和醛的醇溶液混合共置于压力反应容器中,搅拌混合均匀,压力反应器由氢气置换内部气体后,保持常压即0.1MPa密闭氢气氛围;升温至一定温度并维持一段时间完成反应,直接加氢脱水合成不饱和醚。
进一步地,所述Al-Ni-P复合物由磷酸铝(AlPO4)及磷化二镍(Ni2P)两种组分构成。
进一步地,AlPO4与Ni2P的摩尔比为0.10~0.50,摩尔比优选为0.20。
进一步地,所述Al-Ni-P复合物为催化剂的制备方法为:将氢氧化铝及硝酸镍按比例溶于水中,加入磷酸氢二铵形成沉淀;将沉淀洗涤干燥,在600℃下焙烧及通氢气还原处理各2小时后得到催化剂。
进一步地,所述不饱和醛为α,β-不饱和醛;醇为总碳原子数低于5个的直链醇或支链醇。
进一步地,所述α,β-不饱和醛包括肉桂醛或柠檬醛;所述醇包括甲醇、乙醇、正丙醇或异丙醇、正丁醇或异丁醇、正戊醇或2-戊醇。
进一步地,所述不饱和醛的醇溶液的浓度为0.03~0.13mol/L,优选为0.07mol/L。
进一步地,每20mL不饱和醛的醇溶液中催化剂的用量为20~100mg,优选为50mg。
进一步地,所述加氢脱水合成不饱和醚的温度优选为120℃;反应时间为30~240min,优选为120min。
在本发明方法的优选条件下,直链醇对应不饱和醚产率达90%以上,支链醇对应不饱和醚产率达70%。
本发明公开了以下技术效果:
与现有技术相比,本发明提供的工艺方法,催化剂廉价稳定无毒、反应条件温和易控、适用反应底物范围宽、反应效率高而便于绿色规模化合成高级不饱和醚,具备显著的经济和环保效益。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为Ni2P、(AlPO4)0.5/Ni2P、(AlPO4)0.2/Ni2P、(AlPO4)0.1/Ni2P和AlPO4催化剂的X射线衍射图;
图2为AlPO4、Ni2P和(AlPO4)0.2/Ni2P催化剂的扫描电子显微镜图。
图3为肉桂醛和异丙醇及产物的GC-MS分析谱图,其中(a)1mmol肉桂醛与异丙醇在120℃、常压H2压力下的转化;(b)肉桂醚的GC-MS谱图及其碎裂谱图。
图4为肉桂醛和正丙醇及产物的GC-MS分析谱图,其中(a)1mmol肉桂醛与正丙醇在120℃、常压H2压力下的转化;(b)肉桂醚的GC-MS谱图及其碎裂谱图。
具体实施方式
现详细说明本发明的多种示例性实施方式,该详细说明不应认为是对本发明的限制,而应理解为是对本发明的某些方面、特性和实施方案的更详细的描述。
应理解本发明中所述的术语仅仅是为描述特别的实施方式,并非用于限制本发明。另外,对于本发明中的数值范围,应理解为还具体公开了该范围的上限和下限之间的每个中间值。在任何陈述值或陈述范围内的中间值,以及任何其他陈述值或在所述范围内的中间值之间的每个较小的范围也包括在本发明内。这些较小范围的上限和下限可独立地包括或排除在范围内。
除非另有说明,否则本文使用的所有技术和科学术语具有本发明所述领域的常规技术人员通常理解的相同含义。虽然本发明仅描述了优选的方法和材料,但是在本发明的实施或测试中也可以使用与本文所述相似或等同的任何方法和材料。本说明书中提到的所有文献通过引用并入,用以公开和描述与所述文献相关的方法和/或材料。在与任何并入的文献冲突时,以本说明书的内容为准。
在不背离本发明的范围或精神的情况下,可对本发明说明书的具体实施方式做多种改进和变化,这对本领域技术人员而言是显而易见的。由本发明的说明书得到的其他实施方式对技术人员而言是显而易见得的。本发明说明书和实施例仅是示例性的。
关于本文中所使用的“包含”、“包括”、“具有”、“含有”等等,均为开放性的用语,即意指包含但不限于。
实施例1
将氢氧化铝及硝酸镍按摩尔比0.1:1溶于水中,加入磷酸氢二铵形成沉淀;将沉淀洗涤干燥,在600℃下焙烧及通氢气还原处理各2小时后得到催化剂(AlPO4)0.1/Ni2P。
将上述(AlPO4)0.1/Ni2P催化剂用于肉桂醛常压加氢脱水制备不饱和醚:取0.07mol/L肉桂醛正丙醇溶液15mL,置入体积为100mL压力反应容器中,加入(AlPO4)0.1/Ni2P催化剂50mg,0.1mL十二烷(内标),超声混合均匀;而后封闭反应器,充以氢气置换5次,将反应器内压调整并保持为0.1MPa,封闭气路后将反应温度升至120℃,维持500转/分搅拌速度,反应2h后结束,冷却至室温,对产物进行GC-MS分析,不饱和醚产率为64%,具体结果见表1。
实施例2
将氢氧化铝及硝酸镍按摩尔比0.2:1溶于水中,加入磷酸氢二铵形成沉淀;将沉淀洗涤干燥,在600℃下焙烧及通氢气还原处理各2小时后得到催化剂(AlPO4)0.2/Ni2P。
将上述(AlPO4)0.2/Ni2P催化剂用于肉桂醛常压加氢脱水制备不饱和醚:取0.07mol/L肉桂醛正丙醇溶液15mL,置入体积为100mL压力反应容器中,加入(AlPO4)0.2/Ni2P催化剂50mg,0.1mL十二烷(内标),超声混合均匀;而后封闭反应器,充以氢气置换5次,将反应器内压调整并保持为0.1MPa,封闭气路后将反应温度升至120℃,维持500转/分搅拌速度,反应2h后结束,冷却至室温,对产物进行GC-MS分析,不饱和醚产率为94%,具体结果见表1。
实施例3
将氢氧化铝及硝酸镍按摩尔比0.5:1溶于水中,加入磷酸氢二铵形成沉淀;将沉淀洗涤干燥,在600℃下焙烧及通氢气还原处理各2小时后得到催化剂(AlPO4)0.5/Ni2P。
将上述(AlPO4)0.5/Ni2P催化剂用于肉桂醛常压加氢脱水制备不饱和醚:取0.07mol/L肉桂醛正丙醇溶液15mL,置入体积为100mL压力反应容器中,加入(AlPO4)0.5/Ni2P催化剂50mg,0.1mL十二烷(内标),超声混合均匀;而后封闭反应器,充以氢气置换5次,将反应器内压调整并保持为0.1MPa,封闭气路后将反应温度升至120℃,维持500转/分搅拌速度,反应2h后结束,冷却至室温,对产物进行GC-MS分析,不饱和醚产率为62%,具体结果见表1。
实施例4
催化剂制备方法与实施例2相同,改变反应条件用于肉桂醛常压加氢脱水制备不饱和醚:取0.07mol/L肉桂醛异丙醇溶液15mL,置入体积为100mL压力反应容器中,加入(AlPO4)0.2/Ni2P催化剂50mg,0.1mL十二烷(内标),超声混合均匀;而后封闭反应器,充以氢气置换5次,将反应器内压调整并保持为0.1MPa,封闭气路后将反应温度升至120℃,维持500转/分搅拌速度,反应4h后结束,冷却至室温,对产物进行GC-MS分析,不饱和醚产率为78%,具体结果见表1。
实施例5
催化剂制备方法与实施例2相同,改变反应条件用于肉桂醛常压加氢脱水制备不饱和醚:取0.07mol/L肉桂醛乙醇溶液15mL,置入体积为100mL压力反应容器中,加入(AlPO4)0.2/Ni2P催化剂50mg,0.1mL十二烷(内标),超声混合均匀;而后封闭反应器,充以氢气置换5次,将反应器内压调整并保持为0.1MPa,封闭气路后将反应温度升至120℃,维持500转/分搅拌速度,反应2h后结束,冷却至室温,对产物进行GC-MS分析,不饱和醚产率为98%,具体结果见表1。
实施例6
催化剂制备方法与实施例2相同,改变反应条件用于肉桂醛常压加氢脱水制备不饱和醚:取0.07mol/L肉桂醛丁醇溶液15mL,置入体积为100mL压力反应容器中,加入(AlPO4)0.2/Ni2P催化剂50mg,0.1mL十二烷(内标),超声混合均匀;而后封闭反应器,充以氢气置换5次,将反应器内压调整并保持为0.1MPa,封闭气路后将反应温度升至120℃,维持500转/分搅拌速度,反应4h后结束,冷却至室温,对产物进行GC-MS分析,不饱和醚产率为97%,具体结果见表1。
实施例7
催化剂制备方法与实施例2相同,改变反应条件用于肉桂醛常压加氢脱水制备不饱和醚:取0.07mol/L肉桂醛仲丁醇溶液15mL,置入体积为100mL压力反应容器中,加入(AlPO4)0.2/Ni2P催化剂50mg,0.1mL十二烷(内标),超声混合均匀;而后封闭反应器,充以氢气置换5次,将反应器内压调整并保持为0.1MPa,封闭气路后将反应温度升至120℃,维持500转/分搅拌速度,反应4h后结束,冷却至室温,对产物进行GC-MS分析,不饱和醚产率为51%,具体结果见表1。
实施例8
催化剂制备方法与实施例2相同,改变反应条件用于肉桂醛常压加氢脱水制备不饱和醚:取0.07mol/L肉桂醛戊醇溶液15mL,置入体积为100mL压力反应容器中,加入(AlPO4)0.2/Ni2P催化剂50mg,0.1mL十二烷(内标),超声混合均匀;而后封闭反应器,充以氢气置换5次,将反应器内压调整并保持为0.1MPa,封闭气路后将反应温度升至120℃,维持500转/分搅拌速度,反应4h后结束,冷却至室温,对产物进行GC-MS分析,不饱和醚产率为81%,具体结果见表1。
实施例9
催化剂制备方法与实施例2相同,改变反应条件用于柠檬醛常压加氢脱水制备不饱和醚:取0.07mol/L柠檬醛甲醇溶液15mL,置入体积为100mL压力反应容器中,加入(AlPO4)0.2/Ni2P催化剂50mg,0.1mL十二烷(内标),超声混合均匀;而后封闭反应器,充以氢气置换5次,将反应器内压调整并保持为0.1MPa,封闭气路后将反应温度升至120℃,维持500转/分搅拌速度,反应2h后结束,冷却至室温,对产物进行GC-MS分析,不饱和醚产率为93%,具体结果见表1。
实施例10
催化剂制备方法与实施例2相同,改变反应条件用于柠檬醛常压加氢脱水制备不饱和醚:取0.07mol/L柠檬醛乙醇溶液15mL,置入体积为100mL压力反应容器中,加入(AlPO4)0.2/Ni2P催化剂50mg,0.1mL十二烷(内标),超声混合均匀;而后封闭反应器,充以氢气置换5次,将反应器内压调整并保持为0.1MPa,封闭气路后将反应温度升至120℃,维持500转/分搅拌速度,反应2h后结束,冷却至室温,对产物进行GC-MS分析,不饱和醚产率为83%,具体结果见表1。
实施例11
催化剂制备方法与实施例2相同,改变反应条件用于柠檬醛常压加氢脱水制备不饱和醚:取0.07mol/L柠檬醛正丙醇溶液15mL,置入体积为100mL压力反应容器中,加入(AlPO4)0.2/Ni2P催化剂50mg,0.1mL十二烷(内标),超声混合均匀;而后封闭反应器,充以氢气置换5次,将反应器内压调整并保持为0.1MPa,封闭气路后将反应温度升至120℃,维持500转/分搅拌速度,反应2h后结束,冷却至室温,对产物进行GC-MS分析,不饱和醚产率为79%,具体结果见表1。
实施例12
催化剂制备方法与实施例2相同,改变反应条件用于柠檬醛常压加氢脱水制备不饱和醚:取0.07mol/L柠檬醛异丙醇溶液15mL,置入体积为100mL压力反应容器中,加入(AlPO4)0.2/Ni2P催化剂50mg,0.1mL十二烷(内标),超声混合均匀;而后封闭反应器,充以氢气置换5次,将反应器内压调整并保持为0.1MPa,封闭气路后将反应温度升至120℃,维持500转/分搅拌速度,反应4h后结束,冷却至室温,对产物进行GC-MS分析,不饱和醚产率为40%,具体结果见表1。
实施例13
催化剂制备方法与实施例2相同,改变反应条件用于柠檬醛常压加氢脱水制备不饱和醚:取0.07mol/L柠檬醛丁醇溶液15mL,置入体积为100mL压力反应容器中,加入(AlPO4)0.2/Ni2P催化剂50mg,0.1mL十二烷(内标),超声混合均匀;而后封闭反应器,充以氢气置换5次,将反应器内压调整并保持为0.1MPa,封闭气路后将反应温度升至120℃,维持500转/分搅拌速度,反应4h后结束,冷却至室温,对产物进行GC-MS分析,不饱和醚产率为73%,具体结果见表1。
实施例14
催化剂制备方法与实施例2相同,改变反应条件用于柠檬醛常压加氢脱水制备不饱和醚:取0.07mol/L柠檬醛仲丁醇溶液15mL,置入体积为100mL压力反应容器中,加入(AlPO4)0.2/Ni2P催化剂50mg,0.1mL十二烷(内标),超声混合均匀;而后封闭反应器,充以氢气置换5次,将反应器内压调整并保持为0.1MPa,封闭气路后将反应温度升至120℃,维持500转/分搅拌速度,反应4h后结束,冷却至室温,对产物进行GC-MS分析,不饱和醚产率为19%,具体结果见表1。
实施例15
催化剂制备方法与实施例2相同,改变反应条件用于柠檬醛常压加氢脱水制备不饱和醚:取0.07mol/L柠檬醛戊醇溶液15mL,置入体积为100mL压力反应容器中,加入(AlPO4)0.2/Ni2P催化剂50mg,0.1mL十二烷(内标),超声混合均匀;而后封闭反应器,充以氢气置换5次,将反应器内压调整并保持为0.1MPa,封闭气路后将反应温度升至120℃,维持500转/分搅拌速度,反应4h后结束,冷却至室温,对产物进行GC-MS分析,不饱和醚产率为70%,具体结果见表1。
实施例16
催化剂制备方法与实施例1相同,改变反应条件用于肉桂醛常压加氢脱水制备不饱和醚:取0.07mol/L肉桂醛异丙醇溶液15mL,置入体积为100mL压力反应容器中,加入(AlPO4)0.1/Ni2P催化剂50mg,0.1mL十二烷(内标),超声混合均匀;而后封闭反应器,充以氢气置换5次,将反应器内压调整并保持为0.1MPa,封闭气路后将反应温度升至100℃,维持500转/分搅拌速度,反应2h后结束,冷却至室温,对产物进行GC-MS分析,不饱和醚产率为33%,具体结果见表1。
实施例17
催化剂制备方法与实施例1相同,改变反应条件用于肉桂醛常压加氢脱水制备不饱和醚:取0.03mol/L肉桂醛异丙醇溶液15mL,置入体积为100mL压力反应容器中,加入(AlPO4)0.1/Ni2P催化剂50mg,0.1mL十二烷(内标),超声混合均匀;而后封闭反应器,充以氢气置换5次,将反应器内压调整并保持为0.1MPa,封闭气路后将反应温度升至120℃,维持500转/分搅拌速度,反应2h后结束,冷却至室温,对产物进行GC-MS分析,不饱和醚产率为59%,具体结果见表1。
实施例18
对比AlPO4催化剂用于肉桂醛常压加氢脱水制备不饱和醚:取0.07mol/L肉桂醛正丙醇溶液15mL,置入体积为100mL压力反应容器中,加入AlPO4催化剂50mg,0.1mL十二烷(内标),超声混合均匀;而后封闭反应器,充以氢气置换5次,将反应器内压调整并保持为0.1MPa,封闭气路后将反应温度升至120℃,维持500转/分搅拌速度,反应2h后结束,冷却至室温,对产物进行GC-MS分析,原料几乎不反应,具体结果见表1。
实施例19
对比Ni2P催化剂用于肉桂醛常压加氢脱水制备不饱和醚:取0.07mol/L肉桂醛正丙醇溶液15mL,置入体积为100mL压力反应容器中,加入Ni2P催化剂50mg,0.1mL十二烷(内标),超声混合均匀;而后封闭反应器,充以氢气置换5次,将反应器内压调整并保持为0.1MPa,封闭气路后将反应温度升至120℃,维持500转/分搅拌速度,反应2h后结束,冷却至室温,对产物进行GC-MS分析,不饱和醚产率为15%,具体结果见表1。
对实施例1-7制备的Ni2P、(AlPO4)0.1/Ni2P、(AlPO4)0.2/Ni2P、(AlPO4)0.5/Ni2P和AlPO4进行X射线衍射(XRD)测试,结果如图1所示,通过XRD表征,可以清晰的看到磷酸铝(AlPO4)和磷化二镍(Ni2P)的特征衍射峰,说明催化剂里含有磷酸铝和磷化二镍两种组分,成功合成了AlPO4/Ni2P催化剂。
对AlPO4、Ni2P和AlPO4/Ni2P进行扫描电子显微镜(SEM)分析,结果如图2所示,SEM照片显示样品呈现为两种物质的聚集体,AlPO4被一些Ni2P附着、包裹。这些结果表明所合成的Al-Ni-P催化剂为AlPO4/Ni2P复合结构材料。
图3和图4给出了肉桂醛和正丙醇及异丙醇的产物GC-MS分析谱图,由谱图可确定反应体系的主要产物为目标产物不饱和醚。
实施例1-19的反应结果见表1,用以明确本发明工艺方法的反应条件筛选及优化效果:首先对比催化剂即单一组分催化剂(实施例18-19)如AlPO4及Ni2P催化剂,性能较差;而两种组分形成的复合物,通过实施例1-3对比效果可见,复合催化剂上反应效率即底物醛转化率及目标产物不饱和醚产率皆显著提高,且当两种组分摩尔比控制为0.2时,相同反应条件下,催化效果最优,表明此比例是复合催化剂组成的最优比例,实施例4和实施例17对比也可进一步说明两种组分摩尔比控制为0.2时催化效果较优;实施例16及17对比显示反应温度为120℃反应效果较优;实施例2及实施例4-15,展示了以最优摩尔组成0.2的复合催化剂对不同醛底物与不同醇组合而成的系列不饱和醚合成反应的效果,总体上对以直链醇合成不饱和醚产率可达70-98%,对支链醇合成不饱和醚产率最高可达78%,相较于已有文献报道结果反应效率提升显著。综合表1对比结果,可以明确,以本发明提供的Al-Ni-P(AlPO4/Ni2P)复合催化剂进行由不饱和醛与醇直接常压加氢脱水制备不饱和醚,催化剂价廉稳定,工艺条件温和易操作,反应效率高,适用范围宽,基于这些综合优点,表明该工艺绿色环保,成本及操作易控,经济潜在价值高,适于规模化推广应用。
表1醛与醇常压加氢脱水制备不饱和醚的反应性能
以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述,并非对本发明的范围进行限定,在不脱离本发明设计精神的前提下,本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进,均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
Claims (4)
1.以Al-Ni-P复合物催化醛与醇常压加氢脱水合成不饱和醚的方法,其特征在于,包括以下步骤:将不饱和醛与直链或支链醇混合,形成不饱和醛的醇溶液,加入Al-Ni-P复合物催化剂,在常压氢气及90~140℃条件下,将不饱和醛与直链或支链醇直接加氢脱水合成不饱和醚;
所述Al-Ni-P复合物由磷酸铝及磷化二镍两种组分构成,磷酸铝与磷化二镍的摩尔比为0.10~0.50;
所述Al-Ni-P复合物为催化剂的制备方法为:将氢氧化铝及硝酸镍按比例溶于水中,加入磷酸氢二铵形成沉淀;将沉淀洗涤干燥,在600℃下焙烧及通氢气还原处理各2小时后得到催化剂;
所述不饱和醛为肉桂醛或柠檬醛;所述直链或支链醇为甲醇、乙醇、正丙醇或异丙醇、正丁醇或异丁醇、正戊醇或2-戊醇。
2.根据权利要求1所述方法,其特征在于,所述不饱和醛的醇溶液的浓度为0.03~0.13mol/L。
3.根据权利要求1所述方法,其特征在于,每20mL不饱和醛的醇溶液中催化剂的用量为20~100mg。
4.根据权利要求1所述方法,其特征在于,所述加氢脱水合成不饱和醚的反应时间为30~240min。
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Citations (2)
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---|---|---|---|---|
CN104340992A (zh) * | 2013-08-02 | 2015-02-11 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 一种具有-CLO结构的金属磷酸铝(MeAPO)分子筛及其制备方法 |
CN108586194A (zh) * | 2018-01-26 | 2018-09-28 | 中南民族大学 | 一种催化剂及其制备方法以及在裂解还原芳基醚类化合物中的应用 |
Non-Patent Citations (4)
Title |
---|
"Design of highly efficient Zn-, Cu-, Ni- and Co-promoted M-AlPO4 AlPO4solid acids: The acetalization of glycerol with acetone";Siqian Zhang,et al.;《Applied Catalysis A: General》;第496卷;第32–39页 * |
"Mechanistic insights into the hydroconversion of cinnamaldehyde using mechanochemicallysynthesized Pd/Al-SBA-15 catalysts";Alfonso Yepez,et al.;《Green Chem.》;第17卷;第565–572页 * |
"Synthesis of cinnamyl ethyl ether in the hydrogenation of cinnamaldehyde on Au/TiO2 catalysts";C. Milone,et al.;《Applied Catalysis A: General》;第337卷;第163–167页 * |
M. Lashdaf,et al.."Behaviour of palladium and ruthenium catalysts on alumina and silica prepared by gas and liquid phase deposition in cinnamaldehyde hydrogenation".《Applied Catalysis A: General》.2003,第241卷第65–75页. * |
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