TWI628000B

TWI628000B - 氫化環丁烷二酮化合物的觸媒與方法

Info

Publication number: TWI628000B
Application number: TW106114067A
Authority: TW
Inventors: 詹淑華; 許希彥; 李秋煌; 李盈傑
Original assignee: 財團法人工業技術研究院
Priority date: 2016-05-19
Filing date: 2017-04-27
Publication date: 2018-07-01
Also published as: TW201741023A

Abstract

氫化環丁烷二酮化合物的觸媒，包括：載體，包括表面披覆有第二氧化物的第一氧化物粉體；以及VIIIB族過渡金屬，負載於載體上，其中第一氧化物包括氧化矽、氧化鋁、氧化鋯、氧化鈦、氧化鋅、或上述之組合，以及其中第二氧化物之組成為M_xAl_(1-x)O_(3-x)/2，M係鹼土族金屬，且x介於0.3至0.7之間。

Description

氫化環丁烷二酮化合物的觸媒與方法

本發明係關於氫化反應，更特別關於其應用之觸媒。

環丁烷二醇(CBDO)如2,2,4,4-四甲基-1,3-環丁烷二醇是多功能中間體，廣泛應用於共聚聚酯的合成領域，例如用於合成可替代聚碳酸酯(PC)的高性能聚酯。傳統聚酯的玻璃轉移溫度較低，在中高溫領域的應用受到一定限制。加入CBDO可顯著提高聚酯的玻璃轉移溫度、耐候性、及透明度。使用CBDO合成的聚酯具有與雙酚A類似的優良物理特性，例如抗衝擊強度高、尺寸穩定性優異、玻璃轉移溫度高、且無致癌物及其他有毒物。

CBDO之製程及下游產品及其應用，主要由Eastman公司開發。目前Eastman的氫化製程屬於高壓氫化(反應壓力100bar)，其將四甲基環丁烷二酮之酮基氫化成醇基。然而此製程之氫化溫度較高可能較易發生開環副反應。若降低反應壓力但增加氫氣和原料莫耳比至大於300，雖可提高四甲基-1,3-環丁烷二酮轉化率和四甲基-1,3-環丁烷二醇選擇率，但此反應條件會造成大量氫氣循環或工安成本。綜上所述，目前亟需新的氫化四甲基環丁烷二酮之方法以降低氫化溫度及/或壓力，同時維持產物中CBDO的高選擇率。

本發明一實施例提供氫化環丁烷二酮化合物的觸媒，包括：載體，包括表面披覆有第二氧化物的第一氧化物粉體；以及VIIIB族過渡金屬，負載於載體上，其中第一氧化物包括氧化矽、氧化鋁、氧化鋯、氧化鈦、氧化鋅、或上述之組合，以及其中第二氧化物之組成為M_xAl_(1-x)O_(3-x)/2，M係鹼土族金屬，且x介於0.3至0.7之間。

本發明一實施例提供氫化環丁烷二酮化合物的方法，包括：以觸媒搭配氫氣，氫化環丁烷二酮化合物以形成環丁烷二醇化合物，其中該觸媒包括：載體，包括表面披覆有第二氧化物的第一氧化物粉體；以及VIIIB族過渡金屬，負載於載體上，其中第一氧化物包括氧化矽、氧化鋁、氧化鋯、氧化鈦、氧化鋅、或上述之組合，以及其中第二氧化物之組成為M_xAl_(1-x)O_(3-x)/2，M係鹼土族金屬，且x介於0.3至0.7之間。

本發明一實施例提供氫化環丁烷二酮化合物的觸媒，包括：載體與負載於載體上的VIIIB族過渡金屬。在一實施例中，VIIIB族過渡金屬包括釕、鈀、或上述之組合。載體包括表面披覆有第二氧化物的第一氧化物粉體。第一氧化物包括氧化矽、氧化鋁、氧化鋯、氧化鈦、氧化鋅、或上述之組合。在一實施例中，第一氧化物可為多孔性載體，其比表面積介於100m²/g至300m²/g之間。一般來說，較大的比表面積較有利於反應。第二氧化物之組成為M_xAl_(1-x)O_(3-x)/2，M係鹼土族金屬，且x介於0.3至0.7之間。在一實施例中，x介於0.4至0.6之間。在一實施例中，鹼土族金屬M包括鎂、鈣、或上述之組合。

在一實施例中，載體中的第一氧化物與第二氧化物之重量比介於1：3至4：1之間。在一實施例中，載體中的第一氧化物與第二氧化物之重量比介於1.5：1至3：1之間。第二氧化物之組成中的x(M的含量)以及第一氧化物與第二氧化物的重量比，與載體的特性(酸鹼度)有一定的關係。一般來說，載體鹼度隨著x及第二氧化物之比例上升而增加。適當的x值與第二氧化物之比例(即載體中的M含量)可得較高的反應性與產品選擇率。在一實施例中，可先將M鹽與鋁鹽溶於鹼性溶液中，形成M-鋁溶膠凝膠。接著混合M-鋁溶膠凝膠與第一氧化物，過濾後燒結烘乾粉碎即可得載體，其為表面披覆有第二氧化物(M-鋁氧化物)之第一氧化物。

在一實施例中，VIIIB族過渡金屬與載體之重量比介於1：10至1：200之間。在一實施例中，VIIIB族過渡金屬與載體之重量比介於1：10至1：50之間。若VIIIB族過渡金屬之比例過高，則會增加觸媒成本。若VIIIB族過渡金屬之比例過低，則無法有效氫化環丁烷二酮化合物。在一實施例中，上述載體可進一步包括稀土元素，且稀土元素占載體之1wt%至10wt%之間，其中該稀土金屬包括鑭、鈰、或前述之組合。

在一實施例中，上述觸媒之載體包括氧化鎂鋁披覆於多孔的氧化鋁粉體(可視情況包括氧化鑭)上，以及釕金屬負載於載體上。

在一實施例中，載體中還可包含成型劑(forming agent)，該成型劑可舉例為鋁膠(alumina sol)、矽膠(silica gel)、鈦膠(Titanium sol)、鋯膠(zirconium sol)或瀝青(pitch)，成型劑之作用在於使觸媒載體成型(如柱狀)。

本發明一實施例將上述觸媒搭配氫氣以氫化環丁烷二酮化合物，形成環丁烷二醇化合物。當環丁烷二酮化合物之結構為時，其氫化後形成之環丁烷二醇化合物之結構為。當環丁烷二酮化合物之結構為，其氫化後形成之環丁烷二醇化合物之結構為。當環丁烷二酮化合物之結構為，其氫化後形成之環丁烷二醇化合物之結構為。上述R¹、R²、R³、與R⁴各自為氫、C_1-10之烷基、C_5-10之環烷基、或C_6-10之芳基，R⁵與R⁷各自為C_5-10之環烷基，每一R⁶與R⁸各自為氫、C_1-10之烷基、C_5-10之環烷基、或C_6-10之芳基，以及n與m各自介於4至9。在一實施例中，環丁烷二酮化合物之結構為，而環丁烷二醇化合物之結構為。在一實施例中，環丁烷二酮化合物之結構為，而環丁烷二醇化合物之結構為。在一實施例中，環丁烷二酮化合物之結構為，而環丁烷二醇化合物之結構為。在一實施例中，環丁烷二酮化合物之結構為，而環丁烷二醇化合物之結構為。在一實施例中，環丁烷二酮化合物之結構為，而環丁烷二醇化合物之結構為。在一實施例中，環丁烷二酮化合物之結構為，而環丁烷二醇化合物之結構為。除上述環丁烷二酮化合物外，亦可採用其他合適的環丁烷二酮化合物以形成對應之環丁烷二醇化合物。

在一實施例中，上述氫化製程的氫氣壓力可介於10bar至120bar之間。在一實施例中，上述氫化製程的氫氣壓力可介於30bar至70bar之間。一般來說，氫化速率隨著氫氣壓力增加而上升，然而若氫氣壓力過高，則增加設備與工安成本。在一實施例中，上述氫化製程的溫度介於50℃至200℃之間。在一實施例中，上述氫化製程的溫度介於60℃至120℃之間。氫化速率隨著溫度上升而增加，然而若氫化製程的溫度過高，則會增加副產物的比例。

上述觸媒在氫化環丁烷二酮化合物時具有下述優點：(1)中低溫中壓氫化製程；(2)轉化率>99%；以及(3)環丁烷二醇化合物產物具有高選擇率。

為了讓本發明之上述和其他目的、特徵、和優點能更明顯易懂，下文特舉數實施例配合所附圖示，作詳細說明如下：

實施例

製備例A

首先將含硝酸鎂(256g)與硝酸鋁(357g)之1L去離子水溶液，加入含氫氧化鈉(208g)與碳酸鈉(152g)之1L去離子水溶液，於室溫攪拌並熟化18小時，形成鎂鋁溶膠凝膠(sol-gel)。之後將200g氧化鋁粉體(粉體組成為95wt%氧化鋁及5wt%氧化鑭)加入鎂鋁溶膠凝膠中，並持續攪拌1小時之後過濾，所得濾餅經水洗三次後於110℃烘乾，乾燥後的粉體(表面披覆有氧化鎂鋁之氧化鋁/氧化鑭粉體)經成型步驟後得到20~30網孔數(mesh)的均勻顆粒，此即用於負載觸媒的載體。秤取20g之載體，加入RuCl₃溶液(含有0.4g釕)，攪拌20分鐘至分散均勻，再加熱至120℃後維持5小時以去除溶劑。接著加熱至200℃培燒12小時後，置入80℃的水中水洗五次，然後在120℃乾燥4小時，即得表面覆有釕之載體作為A觸媒，上述載體與釕之重量比為100：2。

製備例B

將20g的氧化鋁(Al₂O₃)加入RuCl₃溶液(含有0.4g釕)，攪拌20分鐘至分散均勻，再加熱至120℃後維持5小時以去除溶劑。接著加熱至200℃培燒12小時後，置於80℃的水中水洗五次，然後在120℃乾燥4小時，即得表面覆有釕之氧化鋁載體作為B觸媒，其中氧化鋁與釕之重量比為100：2。

製備例C

將20g的沸石(ZSM-5，來源：sud-chemie SiO₂/Al₂O₃=27)加入RuCl₃溶液(含有0.4g釕)，攪拌20分鐘至分散均勻，再加熱至120℃後維持5小時以去除溶劑。接著加熱至200℃培燒12小時後，置於80℃的水中水洗五次，然後在120℃乾燥4小時，即得表面覆有釕之沸石載體作為C觸媒，其中沸石與釕之重量比為100：2。

製備例D

首先將含硝酸鎂(256g)與硝酸鋁(357g)之1L去離子水溶液，加入含氫氧化鈉(208g)與碳酸鈉(152g)之1L去離子水溶液，於室溫攪拌並熟化18小時，形成鎂鋁溶膠凝膠(sol-gel)。之後將100g氧化鋁粉體(粉體組成為95wt%氧化鋁及5wt%氧化鑭)加入鎂鋁溶膠凝膠中，並持續攪拌1小時之後過濾，所得濾餅經水洗三次後於110℃烘乾，乾燥後之粉體(表面披覆有氧化鎂鋁之氧化鋁/氧化鑭粉體)經成型步驟以得20~30網孔數(mesh)的均勻顆粒，此即用以負載觸媒的載體。秤取20g之載體，加入RuCl₃溶液(含有1.6g釕)，攪拌20分鐘至分散均勻，再加熱至120℃後維持5小時以去除溶劑。接著加熱至200℃培燒12小時後，置入80℃的水中水洗五次，然後在120℃乾燥4小時，即得表面覆有釕之載體作為D觸媒，上述載體與釕之重量比為100：8。

製備例E

首先將含硝酸鎂(256g)與硝酸鋁(357g)之1L去離子水溶液，加入含氫氧化鈉(208g)與碳酸鈉(152g)之1L去離子水溶液，於室溫攪拌並熟化18小時，形成鎂鋁溶膠凝膠(sol-gel)。之後將100g氧化鋁粉體(粉體組成為>99wt%之氧化鋁)加入鎂鋁溶膠凝膠中，並持續攪拌1小時之後過濾，所得濾餅經水洗三次後於110℃烘乾，乾燥後之粉體(表面披覆有氧化鎂鋁之氧化鋁粉體)經成型步驟以得20~30網孔數(mesh)的均勻顆粒，此即用以負載觸媒的載體。秤取20g之載體，加入RuCl₃溶液(含有0.4g釕)，攪拌20分鐘至分散均勻，再加熱至120℃後維持5小時以去除溶劑。接著加熱至200℃培燒12小時後，置入80℃ 的水中水洗五次，然後在120℃乾燥4小時，即得表面覆有釕之載體作為E觸媒，上述載體與釕之重量比為100：2。

製備例F

首先將含硝酸鎂(256g)與硝酸鋁(357g)之1L去離子水溶液，加入含氫氧化鈉(208g)與碳酸鈉(152g)之1L去離子水溶液，於室溫攪拌並熟化18小時，形成鎂鋁溶膠凝膠(sol-gel)。之後將100g氧化鋁粉體(粉體組成為>99wt%之氧化鋁)加入鎂鋁溶膠凝膠中，並持續攪拌1小時之後過濾，所得濾餅經水洗三次後於110℃烘乾，乾燥後粉體(表面披覆有氧化鎂鋁之氧化鋁粉體)經成型步驟以得到20~30網孔數(mesh)的均勻顆粒，此即用以負載觸媒的載體。秤取20g之載體，加入RuCl₃溶液(含有1.6g釕)，攪拌20分鐘至分散均勻，再加熱至120℃後維持5小時以去除溶劑。接著加熱至200℃培燒12小時後，置入80℃的水中水洗五次，然後在120℃乾燥4小時，即得表面覆有釕之載體作為F觸媒，上述載體與釕之重量比為100：8。

實施例1

取6ml 20-30mesh之A觸媒置於固定床反應器中，以連續式滴流床(trickle-bed)模式進行試驗，對4wt% 2,2,4,4-四甲基-1,3-環丁烷二酮進行氫化反應。反應條件：溶劑為乙酸乙酯(Ethyl acetate，EA)，進料之重量空間流速(Weight hourly space velocity，WHSV)為0.24hr^-1，反應溫度為80℃，反應壓力為35kg/cm²且氫氣與2,2,4,4-四甲基-1,3-環丁二酮莫耳比為69。以氣相層析分析儀(GC)分析氫化結果如下：2,2,4,4-四甲基-1,3-環丁二酮之轉化率為99.9%，產物中2,2,4,4-四甲基-1,3-環丁二醇(2,2,4,4-Tetramethyl-1,3-cyclobutanediol，CBDO)之選擇率為77.6%，如第1表所示。

實施例2

與實施例1類似，差別在於反應壓力改為60kg/cm²且氫氣與2,2,4,4-四甲基-1,3-環丁二酮莫耳比為69，其他反應參數相同。以GC分析氫化結果如下：2,2,4,4-四甲基-1,3-環丁烷二酮之轉化率為99.9%，產物中CBDO之選擇率為98.4%，如第2表所示。

實施例3

取6ml 20-30mesh之B觸媒置於固定床反應器中，以連續式滴流床(trickle-bed)模式進行試驗，對4wt% 2,2,4,4-四甲基-1,3-環丁二酮進行氫化反應。反應條件：溶劑為EA，進料之WHSV為0.24hr^-1，反應溫度為80℃，反應壓力為35kg/cm²且氫氣與2,2,4,4-四甲基-1,3-環丁二酮莫耳比為69。以GC分析氫化結果如下：2,2,4,4-四甲基-1,3-環丁烷二酮轉化率為88.6%，產物中CBDO之選擇率為7.4%，如第1表所示。

實施例4

與實施例3類似，差別在於反應壓力改為60kg/cm²且氫氣與2,2,4,4-四甲基-1,3-環丁二酮莫耳比為69，其他反應參數相同。以GC分析氫化結果如下：2,2,4,4-四甲基-1,3-環丁烷二酮之轉化率為99.9%，產物中CBDO之選擇率為20.6%，如第2表所示。

實施例5

取6ml 20-30mesh之C觸媒置於固定床反應器中，以連續式滴流床(trickle-bed)模式進行試驗，對4wt% 2,2,4,4-四甲基-1,3-環丁烷二酮進行氫化反應。反應條件：溶劑為EA，進料之WHSV為0.24hr^-1，反應溫度為80℃，反應壓力為35kg/cm²，且氫氣與2,2,4,4-四甲基-1,3-環丁二酮莫耳比為69。以GC分析氫化結果如下：2,2,4,4-四甲基-1,3-環丁烷二酮轉化率為61.8%，產物中CBDO之選擇率為1.7%，如第1表所示。

實施例6

與實施例5類似，差別在於反應壓力改為60kg/cm²且氫氣與2,2,4,4-四甲基-1,3-環丁二酮莫耳比為69，其他反應參數相同。以GC分析氫化結果如下：2,2,4,4-四甲基-1,3-環丁烷二酮之轉化率為99.4%，產物中CBDO之選擇率為22.7%，如第2表所示。

由第1表可知，相同釕負載量的觸媒，自製觸媒(含氧化鎂鋁)的2,2,4,4-四甲基-1,3-環丁烷二酮轉化率與CBDO的選擇性最好，且開環副產物比例低，至於部分氫化之環狀酮醇產物可經由分離回收。上述環狀酮醇之結構為，而開環副產物包含開環酮醇如、TMPD如、DIPK如、DIPA如、或上述之組合。

由第2表可知，相同釕負載量的觸媒，自製觸媒(含氧化鎂鋁)的2,2,4,4-四甲基-1,3-環丁烷二酮轉化率與CBDO的選擇性最好且開環副產物比例低。由第1與2表可知，增加氫氣壓力可增加CBDO的選擇率。環狀酮醇與開環副產物之定義如前述。

實施例7-1

取6ml 20-30mesh之D觸媒置於固定床反應器中，以連續式滴流床(trickle-bed)模式進行試驗，對4wt% 2,2,4,4-四甲基-1,3-環丁烷二酮進行氫化反應。反應條件：溶劑為正丁醇(n-Butanol，BuOH)，進料之WHSV為0.24hr^-1，進料之液體空間流速(Liquid hourly space velocity，LHSV)為4hr^-1，反應溫度為135℃，反應壓力為50kg/cm²，且氫氣與2,2,4,4-四甲基-1,3-環丁二酮莫耳比為69。以GC分析氫化結果如下：2,2,4,4-四甲基-1,3-環丁烷二酮轉化率為99.8%，產物中CBDO之選擇率為10%，如第3表所示。

實施例7-2

與實施例7-1類似，差別在於反應壓力改為35kg/cm²，且氫氣與2,2,4,4-四甲基-1,3-環丁二酮莫耳比為69，進料之WHSV降為0.12hr^-1，進料之LHSV降為2hr^-1，且反應溫度降為100℃，其他反應參數相同。以GC分析氫化結果如下：2,2,4,4-、四甲基-1,3-環丁烷二酮之轉化率為99.9%，產物中CBDO之選擇率為77.3%，如第3表所示。

實施例7-3

與實施例7-2類似，差別在於反應溫度降為80℃，其他反應參數相同。以GC分析氫化結果如下：2,2,4,4-四甲基-1,3-環丁烷二酮之轉化率為99.9%，產物中CBDO之選擇率為97.2%，如第3表所示。

由第3表可知，在採用Ru比例較高之D觸媒時，降低氫化溫度不會降低2,2,4,4-四甲基-1,3-環丁烷二酮的轉化率，且可提升產物中CBDO的選擇率。

實施例8

與實施例1類似，差別在於反應壓力改為20kg/cm²，且氫氣與2,2,4,4-四甲基-1,3-環丁二酮莫耳比為69，其他反應參數相同。以GC分析氫化結果如下：2,2,4,4-四甲基-1,3-環丁烷二酮之轉化率為99.9%，產物中CBDO之選擇率為76.3%，如第4表所示。

由第4表可知，增加反應壓力可增加產物中CBDO的選擇率。由第3與4表之比較可知，增加觸媒中的Ru含量會增加產物中CBDO的選擇率。

實施例8-1

取6ml 20-30mesh之E觸媒置於固定床反應器中，以連續式滴流床(trickle-bed)模式進行試驗，對4wt% 2,2,4,4-四甲基-1,3-環丁烷二酮進行氫化反應。反應條件：溶劑為EA，進料之WHSV為0.24hr^-1，進料之LHSV為4hr^-1，反應溫度為80℃，反應壓力為35kg/cm²，且氫氣與2,2,4,4-四甲基-1,3-環丁二酮莫耳比為69。以GC分析氫化結果如下：2,2,4,4-四甲基-1,3-環丁烷二酮轉化率為99.9%，產物中CBDO之選擇率為99.2%，如第5表所示。另一方面，上述連續式氫化反應在操作超過135小時後，2,2,4,4-四甲基-1,3-環丁烷二酮轉化率為99.9%，且產物中CBDO之選擇率為99.5%，顯見此觸媒與氫化條件有長效穩定性。

實施例8-2

與實施例8-1類似，差別在於反應溫度降為70℃，其他反應參數相同。以GC分析氫化結果如下：2,2,4,4-四甲基-1,3-環丁烷二酮之轉化率為99.95%，產物中CBDO之選擇率為92.8%，且開環副產物比例很低，如第5表所示。

實施例8-3

與實施例8-1類似，差別在於反應溫度降為60℃，其他反應參數相同。以GC分析氫化結果如下：2,2,4,4-四甲基-1,3-環丁烷二酮之轉化率為99.18%，產物中CBDO之選擇率為75.2%，如第5表所示。

實施例8-4

與實施例8-1類似，差別在於反應溫度降為60℃，反應壓力增為60kg/cm²，且氫氣與2,2,4,4-四甲基-1,3-環丁二酮莫耳比為69，其他反應參數相同。以GC分析氫化結果如下：2,2,4,4-四甲基-1,3-環丁烷二酮之轉化率為99.9%，產物中CBDO之選擇率為99.2%，如第5表所示。

由第5表可知，即使不含La之載體也呈現不錯的CBDO選擇率。另一方面，降低溫度雖會降低產物中CBDO的選擇率，但可在中低溫時搭配較高的反應壓力以提高產物中CBDO的選擇率。

實施例9-1

取6ml 20-30mesh之F觸媒置於固定床反應器中，以連續式滴流床(trickle-bed)模式進行試驗，對4wt% 2,2,4,4-四甲基-1,3-環丁烷二酮進行氫化反應。反應條件：溶劑為EA，進料之WHSV為0.24hr^-1，進料之LHSV為4.5hr^-1，反應溫度為60℃，反應壓力為20kg/cm²，且氫氣與2,2,4,4-四甲基-1,3-環丁二酮莫耳比為69。以GC分析氫化結果如下：2,2,4,4-四甲基-1,3-環丁烷二酮轉化率為99.9%，產物中CBDO之選擇率為99.6%，如第6表所示。

實施例9-2

與實施例9-1類似，差別在於2,2,4,4-四甲基-1,3-環丁烷二酮之濃度改為6wt%，進料之LHSV降為3hr^-1，其他反應參數相同。以GC分析氫化結果如下：2,2,4,4-四甲基-1,3-環丁烷二酮之轉化率為99.9%，產物中CBDO之選擇率為99.3%，如第6表所示。

實施例9-3

與實施例9-1類似，差別在於2,2,4,4-四甲基-1,3-環丁烷二酮之濃度改為8wt%，進料之LHSV降為2.25hr^-1，其他反應參數相同。以GC分析氫化結果如下：2,2,4,4-四甲基-1,3-環丁烷二酮之轉化率為99.9%，產物中CBDO之選擇率為99.1%，如第6表所示。

實施例9-4

與實施例9-3類似，差別在於溶劑改為EA與BuOH之共溶劑 (重量比為0.5：0.5)，其他反應參數相同。以GC分析氫化結果如下：2,2,4,4-四甲基-1,3-環丁烷二酮之轉化率為99.9%，產物中CBDO之選擇率為93.8%，但開環副產物比例低，如第6表所示。

實施例9-5

與實施例9-4類似，差別在於2,2,4,4-四甲基-1,3-環丁烷二酮之濃度改為10wt%，進料之LHSV降為1.8hr^-1，其他反應參數相同。以GC分析氫化結果如下：2,2,4,4-四甲基-1,3-環丁烷二酮之轉化率為99.9%，產物中CBDO之選擇率為93.5%，但開環副產物比例低，如第6表所示。

實施例9-6

與實施例9-5類似，差別在於反應壓力增加為60kg/cm²，且氫氣與2,2,4,4-四甲基-1,3-環丁二酮莫耳比為69，其他反應參數相同。以GC分析氫化結果如下：2,2,4,4-四甲基-1,3-環丁烷二酮之轉化率為99.9%，產物中CBDO之選擇率為99.5%，如第6表所示。

實施例10

取7ml 20-30mesh之E觸媒置於1/2吋固定床反應器中，以連續式滴流床(trickle-bed)模式進行試驗，對4wt% 2,2,4,4-四甲基-1,3-環丁烷二酮進行氫化反應。反應條件：溶劑為EA，進料之WHSV為0.24hr^-1，反應溫度為80℃，反應壓力為60kg/cm²，且氫氣與2,2,4,4-四甲基-1,3-環丁二酮莫耳比為12。以GC分析氫化結果如下：2,2,4,4-四甲基-1,3-環丁烷二酮轉化率為99.9%，產物中CBDO之選擇率為99.1%。

由第6表可知，在採用Ru比例較高之F觸媒時，降低氫化壓力不會降低產物中CBDO的選擇率。另一方面，上述氫化製程可搭配不同的溶劑組合、反應物濃度、與進料流速，以增加氫化製程彈性。

雖然本發明已以數個實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何本技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作任意之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

Claims

一種氫化環丁烷二酮化合物的觸媒，包括：一載體，包括表面披覆有第二氧化物的第一氧化物粉體；以及一VIIIB族過渡金屬，負載於該載體上，其中該第一氧化物包括氧化矽、氧化鋁、氧化鋯、氧化鈦、氧化鋅、或上述之組合，以及其中該第二氧化物之組成為M_xAl_(1-x)O_(3-x)/2，M係鹼土族金屬，且x介於0.3至0.7之間。
如申請專利範圍第1項所述之氫化環丁烷二酮化合物的觸媒，其中該鹼土族金屬包括鎂、鈣、或上述之組合。
如申請專利範圍第1項所述之氫化環丁烷二酮化合物的觸媒，其中該VIIIB族過渡金屬包括釕、鈀、或上述之組合。
如申請專利範圍第1項所述之氫化環丁烷二酮化合物的觸媒，其中該第一氧化物與該第二氧化物之重量比介於1：3至4：1之間。
如申請專利範圍第1項所述之氫化環丁烷二酮化合物的觸媒，其中該VIIIB族過渡金屬與該載體之重量比介於1：10至1：200之間。
如申請專利範圍第1項所述之氫化環丁烷二酮化合物的觸媒，其中該載體更包括一稀土元素，且該稀土元素占該載體之1wt%至10wt%之間。
一種氫化環丁烷二酮化合物的方法，包括：以一觸媒搭配氫氣，氫化環丁烷二酮化合物以形成環丁烷二醇化合物，其中該氫化環丁烷二酮化合物的觸媒包括：一載體，包括表面披覆有第二氧化物的第一氧化物粉體；以及一VIIIB族過渡金屬，負載於該載體上，其中該第一氧化物包括氧化矽、氧化鋁、氧化鋯、氧化鈦、氧化鋅、或上述之組合，以及其中該第二氧化物之組成為M_xAl_(1-x)O_(3-x)/2，M係鹼土族金屬，且x介於0.3至0.7之間。
如申請專利範圍第7項所述之氫化環丁烷二酮化合物的方法，其中該鹼土族金屬包括鎂、鈣、或上述之組合。
如申請專利範圍第7項所述之氫化環丁烷二酮化合物的方法，其中該VIIIB族過渡金屬包括釕、鈀、或上述之組合。
如申請專利範圍第7項所述之氫化環丁烷二酮化合物的方法，其中該第一氧化物與該第二氧化物之重量比介於1：3至4：1之間。
如申請專利範圍第7項所述之氫化環丁烷二酮化合物的方法，其中該VIIIB族過渡金屬與該載體之重量比介於1：10至1：200之間。
如申請專利範圍第7項所述之氫化環丁烷二酮化合物的方法，其中該載體更包括一稀土元素，且該稀土元素占該載體之1wt%至10wt%之間。
如申請專利範圍第7項所述之氫化環丁烷二酮化合物的方法，其中環丁烷二酮化合物之結構為：其中R¹、R²、R³、與R⁴各自為氫、C_1-10之烷基、C_5-10之環烷基、或C_6-10之芳基，R⁵與R⁷各自為C_5-10之環烷基，每一R⁶與R⁸各自為氫、C_1-10之烷基、C_5-10之環烷基、或C_6-10之芳基，以及n與m各自介於4至9。
如申請專利範圍第7項所述之氫化環丁烷二酮化合物的方法，其中該環丁烷二醇化合物之結構為：其中R¹、R²、R³、與R⁴各自為氫、C_1-10之烷基、C_5-10之環烷基、或C_6-10之芳基，R⁵與R⁷各自為C_5-10之環烷基，每一R⁶與R⁸各自為氫、C_1-10之烷基、C_5-10之環烷基、或C_6-10之芳基，以及n與m各自介於4至9。
如申請專利範圍第7項所述之氫化環丁烷二酮化合物的方法，其中該氫氣之壓力介於10bar至120bar之間。
如申請專利範圍第7項所述之氫化環丁烷二酮化合物的方法，其中氫化環丁烷二酮化合物的溫度介於50℃至200℃之間。