[发明专利]催化氧化1－甲氧基－2－丙醇制备1－甲氧基－2－丙酮的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种由1-甲氧基-2-丙醇催化氧化制备1-甲氧基-2-丙酮的方法。

背景技术

1-甲氧基-2丙酮(甲氧基丙酮)是一种性能优良的有机溶剂和农药中间体，可广泛用于制造油漆、清洗剂、染料、农药、除草剂等各种制品。工业生产一般先以甲醇和环氧丙烷反应合成1-甲氧基-2-丙醇(1，2-丙二醇单甲醚)，然后将1-甲氧基-2-丙醇进一步催化氧化制得1-甲氧基-2-丙酮。其反应过程为：

其中在第2步将1-甲氧基-2-丙醇催化氧化制备1-甲氧基-2-丙酮过程成中，通常是以8～10族的过渡金属如钯、钌、铑为催化剂，铜、铂等为助催化剂。如美国专利US 6232505公开采用炭载、硅载的钌、铑、镍、钯、铂等作催化剂，H₂O₂为氧化剂，由1-甲氧基-2-丙醇制备1-甲氧基-2-丙酮的方法，催化剂用量为原料1-甲氧基-2-丙醇重量的0.0001～0.01％，80℃保温反应2h后，原料1-甲氧基-2-丙醇的转化率大于95％，产品1-甲氧基-2-丙酮的选择性大于84％；苏黎世瑞士国家技术研究中心的T.Mallat等还尝试采用Pb/Bi/Pd作催化剂，在烷烃溶剂中由空气直接催化氧化1-甲氧基-2-丙醇制备1-甲氧基-2-丙酮，当催化剂用量为1-甲氧基-2-丙醇质量的5％时，所得1-甲氧基-2-丙酮的选择性最高，达到85％。上述方法中均需使用钌、铑、钯等贵金属催化剂，并都需要大大的过量，而且催化剂使用寿命较短，制备成本较高；其次，此类催化剂需要结构复杂的配体，催化剂制备过程困难，废弃催化剂处理麻烦，不利于大规模工业化生产。

中国专利CN 01131292公开了采用硅胶、氧化铝做载体，Cu、Ag、Au为催化剂，Mg、Ni、Cr、Li为助催化剂，以空气作氧化剂，由1-甲氧基-2-丙醇制备1-甲氧基-2-丙酮的方法。体系温度为300℃，空气流量为1.48L/h时，1-甲氧基-2-丙醇的转化率可达74.3％，1-甲氧基-2-丙酮的收率可达63.0％。该反应需在管式反应器中进行，反应器设计及操作过程复杂，并且原料1-甲氧基-2-丙醇转化率较低。因此仍有值得改进的地方。

发明内容

本发明的目的在于克服上述已有技术的不足，提供一种催化剂主体不使用过渡金属，反应条件温和，设备简单，操作容易，反应速率快，产品转化率高，适合工业化生产的催化氧化1-甲氧基-2-丙醇制备1-甲氧基-2-丙酮的方法。

本发明目的实现，其特征在于催化氧化是在2、2、6、6-四甲基哌啶-1-氧自由基或具有相似结构的哌啶醇类化合物和亚硝酸盐或硝酸盐为催化剂，磷酸(氢)盐、卤化物、卤酸盐、硼酸盐、钼酸盐、碳酸(氢)盐、硫酸盐、醋酸盐中的一种或混合为助催化剂，卤素或次卤酸盐或双氧水或氧气或空气或有机过氧化物为氧化剂的条件下进行。

本发明中2、2、6、6-四甲基哌啶-1-氧自由基(TEMPO)催化剂，在反应过程中可起到传递运输氧自由基的作用，使反应容易进行。并且试验表明，具有相似结构的哌啶醇类化合物，如：4-甲氧基TEMPO，4-乙氧基TEMPO，4-乙酰基TEMPO，4-羟基TEMPO，4-苯氧基TEMPO，4-胺基TEMPO，N，N-二甲胺基-TEMPO及TEMPO的聚合物等也具有类似作用，在本发明方法中同样可以作为催化剂使用。试验比较，本发明优选采用TEMPO催化剂。本发明中催化剂反应量与通常催化剂用量相当。亚硝酸盐或硝酸盐催化剂，可以例如是NaNO₂、KNO₂、NaNO₃、KNO₃等，用量也为通常催化剂用量。两类催化剂混合使用，具有更好效果，两者混合比，较好呈等物质的量用量。