一種多元醇縮甲醛加氫脫羥基的方法與流程

本發明涉及化學化工領域，具體地說是一種多元醇縮甲醛加氫脫羥基的方法。

背景技術：

縮醛類化合物的用途廣泛，可以作為例如燃油添加劑，油脂的溶劑、提取劑、藥物的中間體、樹脂材料的原料等使用。例如乙二醇縮甲醛可以作為低沸點化合物的溶劑，及油脂、蠟、染料及纖維衍生物的萃取劑。

近年來，隨著石油資源的枯竭，生物質基資源越來越受到重視，利用生物質基多元醇來生產縮醛產品是一個重要的課題。生物質基多元醇多羥基化合物由于有著多個羥基，其形成縮醛之后，往往仍有羥基沒有反應，而這些羥基的存在會阻礙其作為溶劑、提取劑等方面的應用。因此，選擇合適的方法，使多余的羥基脫除，形成不含羥基的結構，就成為一個重要的命題。縮醛類的底物合成的縮醛反應是一類可逆反應，如果使用傳統的加氫脫除方法進行脫除，那么縮醛類底物在加氫的過程中也非常容易發生逆反應，從而導致縮醛結構的破壞。因此，尋找能夠不破壞縮醛結構的加氫過程，就成為了重要的課題。

長鏈的飽和烷烴分子是一類弱極性的分子，而多元醇縮甲醛則是強極性的分子，由于溶劑的籠效應，能夠阻礙縮醛分子的分解，從而保證加氫條件下，縮醛結構的完整性。

技術實現要素：

一種多元醇縮甲醛加氫脫羥基的方法，該方法利用了長鏈的飽和烷烴為溶劑，長鏈的飽和烷烴分子是一類弱極性的分子，而多元醇縮甲醛則是強極性的分子，由于溶劑的籠效應，能夠阻礙縮醛分子的分解，從而保證加氫條件下，縮醛結構的完整性。實現了上述目的。

本發明采用的技術方案為：

以多元醇縮甲醛為底物，以長鏈弱極性分子為溶劑，在催化劑的作用下，縮醛加氫脫羥基，并且保持縮醛結構。

所述的多元醇縮甲醛為1，3-甘油縮甲醛(5-羥基-1,3-二氧雜環己烷)(結構式A)，1，2-甘油縮甲醛(4-羥甲基-1,3-二氧雜環戊烷)(結構式B)，1，4-赤蘚醇縮甲醛(5,6-二羥基-1,3-二氧雜環庚烷)(結構式C)，2，3-赤蘚醇縮甲醛(5,6-二羥甲基-1,3-二氧雜環庚烷)(結構式D)，1，3-赤蘚醇縮甲醛(4-羥基-5-羥甲基-1,3-二氧雜環戊烷)(結構式E)，5-羥基-1，3-二氧雜環庚烷(結構式F)中的一種。

所用的催化劑為Rh/C，Ru/C，Pd/C中的一種，其中，催化劑中金屬組分占催化劑總量的質量百分比為2-15wt％。

所述的長鏈弱極性分子溶劑為C12-C24飽和烷烴中的一種或兩種以上，所述長鏈弱極性分子溶劑具體為十二烷，十三烷，十四烷，十五烷，十六烷，十七烷，十八烷，十九烷，二十烷，二十一烷，二十二烷，二十三烷，二十四烷。

催化劑的加入量為多元醇縮甲醛質量的1-20％，優選為4.5-5.5％，溶劑的質量為多元醇縮甲醛質量1-20倍，優選為4.5-5.5倍。

該反應適用于間歇釜式反應器，反應時，首先將長鏈多羥基化合物滴加入溶劑中，通過劇烈攪拌使其分散，然后加入催化劑，充入氫氣至一定的壓力，升溫至相應溫度，啟動攪拌，反應至結束。

反應溫度為60至220℃，優選為95-105^oC，反應時間為0.5-10h，優選為0.9-1.1h，氫氣壓力為0.1-10MPa，優選為1.8-2.2MPa。

本發明優點：

相比于傳統的加氫脫羥基催化方法，該方法選用長鏈的飽和烷烴作為溶劑，加氫過程中的縮醛結構得到保持，羥基的脫除率較高，多元醇縮甲醛的轉化率達到90％以上，脫羥基產物的選擇性可達80％以上。

附圖說明

圖1為實施例1中所得產品的¹H-NMR譜圖。

圖2為實施例1中所得產品的¹³C-NMR譜圖。

具體實施方式

下面結合實施例對本發明提供的方法進行詳述，但不以任何形式限制 本發明。

實施例1：

向反應釜中加入40g十八烷，加熱攪拌，將3g 1，3-甘油縮甲醛在劇烈攪拌的條件下，滴加到十八烷當中去，攪拌均勻以后，加入0.1g Ru/C催化劑，充氫氣壓力至2.0MPa，升溫至140℃，反應4h，經過色譜檢驗，1，3-甘油縮甲醛的轉化率為90％，產物1，3-二氧雜環己烷選擇性達到85％。

實施例2～9：重復實施例1的反應過程，不同的是反應條件與所使用的溶劑、催化劑不同。各實施例的具體反應條件和結果列于表1中。

表1、實施例2～9具體反應條件

實施例10：

向反應釜中加入十六烷50g，加熱攪拌，將3.5g 5-羥基-1,3-二氧雜環己烷在劇烈攪拌的條件下，滴加到油醇當中去，攪拌均勻以后，加入催化劑對Pd/C 0.2g。充氫氣至4MPa，升溫至120^oC，反應4h，經過色譜檢驗，1，3-甘油縮甲醛的轉化率為95％，產物1，3-丙二醇甲醛選擇性達到85％。

實施例11～14：重復實施例10的反應過程，不同的是使用的底物不同。各實施例的具體底物列于表2中。

表2、實施例11～14具體反應條件