[发明专利]一种制备甘油缩苯甲醛的方法

说明书

技术领域

本发明涉及甘油缩醛（酮）技术领域，具体地说是一种制备甘油缩苯甲醛的方法。

背景技术

大力发展生物柴油对经济可持续发展，推进能源替代，减轻环境压力，控制城市大气污染，确保国家能源安全具有重要的战略意义。然而，目前生产生物柴油的方法主要是以动植物油脂与低分子量醇（如甲醇、乙醇等）进行酯交换反应。如下式1所示，式1为现有技术中制备生物柴油反应方程式。此反应过程会联产大量的低质量甘油，每生产10吨生物柴油约产生1吨甘油。

式1

随着石油资源日趋短缺，世界各国从环境保护和资源再生角度考虑，会继续大力推广生物柴油，因此副产物甘油将会大量过剩，甘油市场供过于求，从而致使传统的甘油生产装置相继停产。从另外一个角度看，这些粗甘油废液如果不能及时有效地利用和处理，将可能成为新的污染源。因此，生物柴油生产过程中低价粗甘油的有效综合利用成为生物柴油产业一个严峻而又关键的问题，如何合理利用粗甘油，寻找和开发其新用途，将是生物柴油产业可持续发展的关键和保障。

式2为甘油与醛（酮）反应生成五元或六元环状缩醛（酮）甘油缩醛（酮）的反应式

式2

如式2所示，甘油同各种醛或酮反应可以生成五元环或六元环状缩醛或缩酮。该反应生成的五元环或六元环状缩醛或缩酮是一类优于母体羰基化合物、有广泛用途的高档新型香料，具有极强的扩散能力和稳定的化学性能；甘油缩醛（酮）是重要的羰基保持形式，常用于甾族、糖类物质的合成及油漆、食品、烟草、化妆品和制药工业等的中间体或原料。目前，甘油缩醛(酮)最吸引人的研究领域之一是制备改进生物柴油性质的甘油基添加剂。此类甘油缩醛（酮）以10％的体积比加入到燃油中，可用作内燃机点火加速剂和抗震剂，不但能降低点火温度、倾点（PP）和粘度，也可减少柴油燃料的颗粒排放。更重要的是其可以直接保留在生物柴油中，将使生物柴油产量增加16%。

因此，将甘油作为原材料加工成其他高附加值产品，不但能够解决甘油过剩危机，还能延伸产业链、使生物柴油增产，提高综合经济效益，一举两得，不但是一种符合当前经济发展、环境保护需要的可持续发展路线，也是实现对天然资源的完全循环利用，近似于零排放的绿色清洁技术。

传统的醛（酮）的缩合反应多为二醇类缩醛（酮），对于合成甘油类缩醛（酮）的研究较少。甘油与醛酮缩合制备甘油缩醛（酮）的催化剂通常为无机酸（如H₂SO₄、HCl、H₃PO₄等）。由于这些体系副反应多、对设备腐蚀性强、产品纯度低、反应后处理复杂、产生的大量酸性废渣和废液给环境带来了严重破坏，造成二次污染，其使用大大受到限制。后来发展起来的一些固体酸催化剂，如杂多酸、铌酸、分子筛等虽然克服了上述不足之处，且使后处理工艺简化，然而固体多相催化剂的活性点密度低，相对活性较低，容易失活，一般需要较长的反应时间和较高的温度，容易产生更多的副产物。因此，开发清洁、绿色的甘油缩醛（酮）生成工艺，解决苛刻的工艺条件，设计一个催化活性高，产品容易分离，替代无机酸和易挥发、有毒的带水有机溶剂的环境友好的化学转化过程，使甘油缩醛（酮）的生产更加绿色化，是绿色新型平台化合物甘油高值化利用、生物柴油规模化生产、满足绿色生物质化工要求的必然选择。

鉴于上述现有的甘油与醛（酮）反应中存在的问题和缺陷，本发明人依靠多年的实践经验和丰富专业知识研发一种制备甘油缩苯甲醛的制备方法，以解决现有技术中存在的问题。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种甘油缩苯甲醛的方法。具有环保，设备腐蚀性低，催化剂可重复利用，有效提高甘油缩苯甲醛的产率等特点。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下技术方案：

一种制备甘油缩苯甲醛的方法，将甘油与苯甲醛加入到作为反应介质和催化剂的离子液体中进行亲核加成反应，所述离子液体的阳离子和阴离子中至少含有一个酸性基团。

进一步，所述阳离子选自下列阳离子中的一种：烷基咪唑阳离子、磺酸取代烷基咪唑阳离子、烯丙基咪唑阳离子、羧基取代烷基咪唑阳离子、烷基吡啶阳离子，磺酸取代烷基吡啶阳离子、羧基取代烷基吡啶阳离子、磺酸取代烷基六亚甲基四胺阳离子、磺酸取代烷基三乙烯二胺阳离子、羧基取代烷基胺阳离子和磺酸取代烷基胺阳离子。

进一步，所述阳离子优选为烷基咪唑阳离子、磺酸取代烷基咪唑阳离子或磺酸取代烷基吡啶阳离子。