[发明专利]改性阳离子交换树脂催化剂

说明书

一、技术领域

本发明公开了一种催化剂，特别是一种改性阳离子交换树脂催化剂，属于有机树脂催化剂技术领域。

二、背景技术

磺酸型阳离子交换树脂催化剂近年来在化工领域的酯化、水解、缩合、水合、烷基化、酰基化等有机反应中得到广泛应用。但普通的磺酸型阳离子交换树脂在高温下存在磺基脱落严重，催化剂活性损失较快的缺点，为此专利CN1167011、US4269943通过在苯环上引入C1等吸电子基团，可以有效地提高磺酸根的稳定性。由于在丁烯水合等较高反应温度的情况下，树脂小球容易结块，增加催化剂床层的压降，专利CN86102121通过向反应溶液中引入阳离子表面活性剂可以有效地降低床层的压力降。尽管通过改性以后的催化剂的活性稳定性得到了改善，但催化剂的活性仍然不尽如人意，例如当将该催化剂用于丁烯水合制备仲丁醇时，丁烯的单程转化率只有5％左右，造成大量的丁烯循环，生产效率低下，如何改进催化剂的活性成为一个亟待解决的问题。

三、发明内容

本发明的目的旨在克服上述已有技术的不足，公开一种催化活性高的改性阳离子交换树脂催化剂。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种改性阳离子交换树脂催化剂，其特殊之处在于，它是以芳香系列磺化阳离子交换树脂为原料，经过氨基化反应制成的一种磺基被部分胺基化或部分季铵基化的阳离子交换树脂，其结构式为：

或

其中Q＝NHR₁、NR₁R₂、NR₁R₂R₃或N⁺R₁R₂R₃R₄，Q的含量为0.05％-50％m/m，最佳含量为0.1％-30％m/m；

为苯乙烯与二乙烯基苯共聚物或苯酚系列共聚物；X为H原子或吸电子基团。

所述的改性阳离子交换树脂催化剂，当Q＝NHR₁时，则R₁可以是H或C₁-C₄₀的烃基或取代烃基，R₁中的碳原子数最佳值为1-24。

所述的改性阳离子交换树脂催化剂，当Q＝NR₁R₂、NR₁R₂R₃或N⁺R₁R₂R₃R₄时，则R₁、R₂、R₃、R₄可以是C₁-C₄₀的烃基或取代烃基，R₁、R₂、R₃、R₄中的碳原子数最佳值为1-24。

以上所述的取代烃中的取代基可以是卤素、磺酸根、胺基、芳基、吡啶、羟基、羧基中的任意一种。

所述的改性阳离子交换树脂催化剂，其特殊之处还在于，当Q为N⁺R₁R₂R₃R₄时，则该催化剂就是通过季铵化反应制成的一种磺酸基被部分季铵化的磺酸季铵盐。

所述的改性阳离子交换树脂催化剂，若是通过氨基化制成的磺酸基被部分胺基化的磺酰胺，所用的胺基化试剂可以是伯胺、仲胺、叔胺或者其烃基是带有取代基的伯胺、仲胺或叔胺中的任意一种。

所述的改性阳离子交换树脂催化剂，当X为吸电子基团时，X可以是-N0₂、-Cl、-Br、-CX₃、-CN中的任意一种，其中以-Cl或-Br效果最佳。

本发明与已有技术相比具有的积极效果是，本发明通过在磺基上引入有机胺基团，有效地提高了阳离子交换树脂的催化活性，使得丁烯水合反应中的丁烯单程水合转化率大于8％；并且，本发明的催化剂在使用过程中可使床层压差明显减小，并且基本不随运行时间的延长而增大，本发明所述的催化剂不仅适用于丁烯水合反应，而且适用于其它所有的用阳离子交换树脂为催化剂的反应。

四、具体实施方式

为更好地理解本发明，下面结合具体实施例对其作进一步详细的阐述。

实施例1：