[发明专利]可将萜类化合物转化为芳香烃的组合催化剂及方法

说明书

本发明提供了一种可将萜类化合物转化为芳香烃的组合催化剂及方法。所述的可将萜类化合物转化为芳香烃的组合催化剂，其特征在于，包含超强酸和多元杂多酸中的至少一种。该组合催化剂更易制备、成本更低，使用此催化剂时，反应条件更温和，转化率和选择性较高，可以解决现有的从萜类化合物转化为芳香烃的反应效率低、催化剂昂贵、反应条件苛刻等缺陷，从而为萜类化合物转化为芳香烃提供绿色、廉价和高效的途径。

技术领域

本发明涉及一种可将萜类化合物转化为芳香烃的组合催化剂及方法。

背景技术

芳香烃是有机化工的重要原料，主要来源于煤、焦油和石油等不可再生资源。寻求从可再生资源生产芳香烃对于节能减排、减少产业对石油资源的依赖非常有必要。而萜类化合物是重要的可再生生物质资源，在自然界中分布广泛，结构多样，储量丰富。将可再生的萜类化合物通过催化重整与氧化等反应转化为芳香烃，是一条生物质转化的新途径。

早在1938年，Palmer等人即使用Cu-Ni合金做为重整催化剂，在170-190℃的条件下将单环萜烯歧化得到对伞花烃与对薄荷烷，二者可蒸馏分离(US Patent 2211432)。此后，相关研究大都是利用过渡或其化合物作为催化剂，反应条件大都比较苛刻。例如，2010年Leita等人使用负载于γ-Al₂O₃的Pd催化剂，在O₂，Ar混合气体，250-350℃的条件下将桉叶油醇转化为对伞花烃(WO2011/006183)，但制备此催化剂的原料较昂贵，催化反应条件也较为苛刻。

由此可见，现有的萜类物质转化为芳香烃的途径有限，所需催化剂较为昂贵，反应条件苛刻，有较大的改进空间。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够在温和条件下将萜类化合物转化为芳香烃的催化剂并提供使用该催化剂将萜类化合物转化为芳香烃的方法。

为了达到上述目的，本发明提供了一种可将萜类化合物转化为芳香烃的组合催化剂，其特征在于，包含超强酸和多元杂多酸中的至少一种。

优选地，所述的超强酸为三氟甲磺酸(CF₃SO₃H，或HOTf)或双三氟甲烷磺酰亚胺[(CF₃SO₂)₂NH，或Tf₂NH]。

优选地，所述的多元杂多酸含磷、钒、钼和钨中的至少两种。

优选地，所述的多元杂多酸为H₄[PMo₁₁VO₄₀]、H₅[PMo₁₀V₂O₄₀]或H₆[PMo₉V₃O₄₀]。

更优选地，所述的多元杂多酸为H₄[PMo₁₁VO₄₀]。

优选地，所述的超强酸和多元杂多酸的摩尔比例为0～25∶1。

本发明还提供了一种将萜类化合物转化为芳香烃的方法，其特征在于，包括：在反应容器中加入反应底物萜类化合物、上述催化剂和溶剂，通入氧气作为氧化剂，将萜类化合物在温度为50-80℃的条件下转化为芳香烃。

优选地，所述的萜类化合物与超强酸的摩尔比例为100∶0～15。

优选地，所述的反应容器中还加入添加剂。

优选地，所述的反应容器中还加入添加剂为四乙二醇二甲醚，萜类化合物与四乙二醇二甲醚的摩尔比例为100∶0～15。

优选地，所述的萜类化合物为桉叶油醇、1，4-桉树脑、松油醇、萜烯-4-醇、γ-松油烯、萜品油烯或柠檬烯。