一种多元醇缩甲醛加氢脱羟基的方法技术

本发明专利技术公开了一种多元醇缩甲醛加氢脱羟基的方法。该方法以多元醇缩醛为底物，以长链弱极性分子为溶剂，在催化剂的作用下，缩醛加氢脱羟基得到氧杂环烷烃并且保持缩醛结构。所用的催化剂可以使Rh/C，Ru/C，Pd/C。该方法选用特殊溶剂，使得加氢过程中的缩醛结构得到保持，羟基的脱除率较高，多元醇缩甲醛的转化率达到90％以上，脱羟基产物的选择性可达80％以上。

Method for hydrogenation of formaldehyde by polyol condensation

The invention discloses a method for hydrogenation of formaldehyde by polyol condensation. The method takes polyol acetal as substrate and uses long chain weak polar molecule as solvent. Under the action of catalyst, the aldehyde is hydrogenated and hydroxyl radical is used to obtain oxygen heterocyclic alkane, and the acetal structure is maintained. The catalyst used can make Rh/C, Ru/C, Pd/C. The method adopts a special solvent, the acetal hydrogenation process is maintained, the higher removal rate of hydroxyl, conversion of polyol formaldehyde the rate of more than 90% dehydroxylating the selectivity of the product can reach more than 80%.

【技术实现步骤摘要】
一种多元醇缩甲醛加氢脱羟基的方法
本专利技术涉及化学化工领域，具体地说是一种多元醇缩甲醛加氢脱羟基的方法。
技术介绍
缩醛类化合物的用途广泛，可以作为例如燃油添加剂，油脂的溶剂、提取剂、药物的中间体、树脂材料的原料等使用。例如乙二醇缩甲醛可以作为低沸点化合物的溶剂，及油脂、蜡、染料及纤维衍生物的萃取剂。近年来，随着石油资源的枯竭，生物质基资源越来越受到重视，利用生物质基多元醇来生产缩醛产品是一个重要的课题。生物质基多元醇多羟基化合物由于有着多个羟基，其形成缩醛之后，往往仍有羟基没有反应，而这些羟基的存在会阻碍其作为溶剂、提取剂等方面的应用。因此，选择合适的方法，使多余的羟基脱除，形成不含羟基的结构，就成为一个重要的命题。缩醛类的底物合成的缩醛反应是一类可逆反应，如果使用传统的加氢脱除方法进行脱除，那么缩醛类底物在加氢的过程中也非常容易发生逆反应，从而导致缩醛结构的破坏。因此，寻找能够不破坏缩醛结构的加氢过程，就成为了重要的课题。长链的饱和烷烃分子是一类弱极性的分子，而多元醇缩甲醛则是强极性的分子，由于溶剂的笼效应，能够阻碍缩醛分子的分解，从而保证加氢条件下，缩醛结构的完整性。
技术实现思路
一种多元醇缩甲醛加氢脱羟基的方法，该方法利用了长链的饱和烷烃为溶剂，长链的饱和烷烃分子是一类弱极性的分子，而多元醇缩甲醛则是强极性的分子，由于溶剂的笼效应，能够阻碍缩醛分子的分解，从而保证加氢条件下，缩醛结构的完整性。实现了上述目的。本专利技术采用的技术方案为：以多元醇缩甲醛为底物，以长链弱极性分子为溶剂，在催化剂的作用下，缩醛加氢脱羟基，并且保持缩醛结构。所述的多元醇缩甲醛为1，3-甘油缩甲醛(5-羟基-1,3-二氧杂环己烷)(结构式A)，1，2-甘油缩甲醛(4-羟甲基-1,3-二氧杂环戊烷)(结构式B)，1，4-赤藓醇缩甲醛(5,6-二羟基-1,3-二氧杂环庚烷)(结构式C)，2，3-赤藓醇缩甲醛(5,6-二羟甲基-1,3-二氧杂环庚烷)(结构式D)，1，3-赤藓醇缩甲醛(4-羟基-5-羟甲基-1,3-二氧杂环戊烷)(结构式E)，5-羟基-1，3-二氧杂环庚烷(结构式F)中的一种。所用的催化剂为Rh/C，Ru/C，Pd/C中的一种，其中，催化剂中金属组分占催化剂总量的质量百分比为2-15wt％。所述的长链弱极性分子溶剂为C12-C24饱和烷烃中的一种或两种以上，所述长链弱极性分子溶剂具体为十二烷，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。催化剂的加入量为多元醇缩甲醛质量的1-20％，优选为4.5-5.5％，溶剂的质量为多元醇缩甲醛质量1-20倍，优选为4.5-5.5倍。该反应适用于间歇釜式反应器，反应时，首先将长链多羟基化合物滴加入溶剂中，通过剧烈搅拌使其分散，然后加入催化剂，充入氢气至一定的压力，升温至相应温度，启动搅拌，反应至结束。反应温度为60至220℃，优选为95-105oC，反应时间为0.5-10h，优选为0.9-1.1h，氢气压力为0.1-10MPa，优选为1.8-2.2MPa。本专利技术优点：相比于传统的加氢脱羟基催化方法，该方法选用长链的饱和烷烃作为溶剂，加氢过程中的缩醛结构得到保持，羟基的脱除率较高，多元醇缩甲醛的转化率达到90％以上，脱羟基产物的选择性可达80％以上。附图说明图1为实施例1中所得产品的1H-NMR谱图。图2为实施例1中所得产品的13C-NMR谱图。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术提供的方法进行详述，但不以任何形式限制本专利技术。实施例1：向反应釜中加入40g十八烷，加热搅拌，将3g1，3-甘油缩甲醛在剧烈搅拌的条件下，滴加到十八烷当中去，搅拌均匀以后，加入0.1gRu/C催化剂，充氢气压力至2.0MPa，升温至140℃，反应4h，经过色谱检验，1，3-甘油缩甲醛的转化率为90％，产物1，3-二氧杂环己烷选择性达到85％。实施例2～9：重复实施例1的反应过程，不同的是反应条件与所使用的溶剂、催化剂不同。各实施例的具体反应条件和结果列于表1中。表1、实施例2～9具体反应条件实施例10：向反应釜中加入十六烷50g，加热搅拌，将3.5g5-羟基-1,3-二氧杂环己烷在剧烈搅拌的条件下，滴加到油醇当中去，搅拌均匀以后，加入催化剂对Pd/C0.2g。充氢气至4MPa，升温至120oC，反应4h，经过色谱检验，1，3-甘油缩甲醛的转化率为95％，产物1，3-丙二醇甲醛选择性达到85％。实施例11～14：重复实施例10的反应过程，不同的是使用的底物不同。各实施例的具体底物列于表2中。表2、实施例11～14具体反应条件本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多元醇缩甲醛加氢脱羟基的方法，其特征在于：该方法以多元醇缩甲醛为底物，以长链弱极性分子为溶剂，在催化剂的作用下，缩醛加氢脱羟基，并且保持缩醛结构。

【技术特征摘要】
1.一种多元醇缩甲醛加氢脱羟基的方法，其特征在于：该方法以多元醇缩甲醛为底物，以长链弱极性分子为溶剂，在催化剂的作用下，缩醛加氢脱羟基，并且保持缩醛结构。2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的多元醇缩甲醛为1，3-甘油缩甲醛，1，2-甘油缩甲醛，1，4-赤藓醇缩甲醛，2，3-赤藓醇缩甲醛，1，3-赤藓醇缩甲醛，5-羟基-1，3-二氧杂环庚烷中的一种。3.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：所用的催化剂为Rh/C，Ru/C，Pd/C中的一种，其中，催化剂中金属组分占催化剂总量的质量百分比为2-15wt％。4.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的长链弱极性分子溶剂为C12-C24饱和烷...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜文强，徐杰，石松，孙颖，高进，郑玺，
申请(专利权)人：中国科学院大连化学物理研究所，
类型：发明
国别省市：辽宁,21