[发明专利]由愈创木酚或烷基愈创木酚制备苯酚和酚类物质的方法

说明书

一种由愈创木酚或烷基愈创木酚制备苯酚和酚类物质的方法属有机化学领域。该方法采用Ag负载催化剂，其中效果最为显著的是Ag/TiO₂催化剂，从而实现了由愈创木酚或烷基愈创木酚到苯酚和酚类物质的高效转化。催化剂的合成采用等体积浸渍法，银的负载量有0.1～30wt％，并实现了在低负载量下的高效转化。本发明优势在于使用了银负载型催化剂，使反应产物中苯酚等酚类化合物的选择性很高，并且几乎没有苯环加氢产物产生。反应温度在200～400℃，反应时间0.25～12h。愈创木酚或烷基愈创木酚可实现高效转化，并且产物全部为苯酚和酚类物质。催化剂在间歇釜反应中重复使用性能较好，并可在固定床上长时间运行。

技术领域

本发明属有机化学领域，具体涉及一种由愈创木酚或烷基愈创木酚制备苯酚和酚类物质的方法。

背景技术

生物质能源是一种新型的能源，以生物质代替传统的石油煤炭等化石原料，来合成人类所需的化学品具有重要研究意义。木质素是生物质木质纤维素组成中的一部分，且所占比例较大。木质素主要由三种结构单元构成：对羟苯基类、愈创木基类及紫丁香基类。对生物质进行高温热裂解得到生物燃料油是一种对生物质进行利用的重要技术，得到的生物燃料油中含有大量的木质素的裂解产物，如愈创木酚等含氧化合物。目前对生物燃料油进行加氢脱氧(HDO)是得到高品质的生物燃料油的主要方法。研究的热点主要集中在对含氧化合物彻底的加氢脱氧。

目前，对生物燃料油加氢脱氧的研究主要采用木质素结构单元化合物作为模型化合物来研究其加氢等反应。愈创木酚就是常用的几种模型化合物之一。Van Ngoc Bui等人研究了CoMoS/Al₂O₃催化剂在愈创木酚加氢反应中的性能。当使用CoMoS/ZrO₂作为催化剂，反应温度为300℃时，主要产物为苯酚和苯环饱和产物，收率分别为56％和30％，R.N.Olcese等人使用Fe/SiO₂催化剂在固定床中以反应温度400℃进行愈创木酚加氢处理，其得到的产品中包含苯酚、苯的衍生物及甲酚，其收率分别为34％、38％和12％。Cho RimLee等人研究Pt、Pd、Rh和Ru负载在SiO₂-Al₂O₃载体上的催化剂在愈创木酚加氢反应中的性能。反应温度248℃时，反应产物为环己烷及其衍生物，选择性100％。

目前，对愈创木酚的加氢脱氧存在的主要问题是如果用贵金属催化剂进行加氢脱氧很容易对苯环加氢，造成H₂的大量浪费，而如果用传统的Co、Mo、Ni、Fe等非贵金属加氢催化剂时，产物的分布大多比较分散，通常包括苯酚类化合物、苯的衍生物及苯环饱和产物。同时反应的条件苛刻(高温高压)，反应速率低，所以反应的效果并不理想。

发明内容

本发明的目的是提供一种合成苯酚等酚类化合物(甲酚、二甲酚以及三甲酚)的方法。

本发明一种由愈创木酚或烷基愈创木酚制备苯酚和酚类物质的方法，该方法使用银负载催化剂对愈创木酚或烷基愈创木酚加氢脱氧反应进行催化，实现苯酚类化合物的高选择性合成，具体为：

将愈创木酚或烷基愈创木酚溶解在有机溶剂中，将银负载催化剂加入到愈创木酚或烷基愈创木酚溶液中，所述银负载催化剂的用量为愈创木酚或烷基愈创木酚质量的0.1～40wt％，密封后用氢气置换反应器中的空气，反复置换气体9次，最后通入不超过20MPa的氢气，反应温度范围为200～400℃，反应1～12h，制得所述苯酚等酚类化合物。

所述酚类化合物包括：甲酚、二甲酚以及三甲酚。

所述有机溶剂为：正庚烷、苯、甲苯、环己烷、正十四烷或正十六烷中的至少一种。

所述银负载催化剂为采用等体积浸渍法将银负载到载体上的负载型银催化剂，银的负载量为催化剂质量的0.1～30wt％之间。