[发明专利]一种醚类的制备方法

说明书

本发明公开一种醚类的制备方法，其特征在于，以金刚石电极为工作电极，以惰性电极为对电极，以有机酸在醇类溶剂中的溶液作为电解液，进行电解，生成醚类化合物。本发明所用的反应物价廉、无毒，反应条件温和，反应在常温常压下进行，反应效率高，过程转换率高，原子经济性高，无需外加催化剂，不排放对环境有害的尾气，反应易于放大，有很好的应用的前景。

技术领域

本发明属于有机燃料应用技术领域，具体涉及一种醚类的制备方法。

背景技术

目前石化资源是最主要的能源来源，但是由于其不可再生，我们正面临着能 源枯竭的危险，发展替代的可再生能源迫在眉睫。生物质能源，由于其来源的稳 定性及环境友好性，其开发和利用一直以来都是可再生能源研究领域的热点。利 用来源广泛的生物质为原料合成可再生的绿色燃料是清洁燃料发展的重要方向。 在将生物质转换为高附加值燃料和化学品的过程中，有机电化学合成是最符合绿 色化学理念的技术，近年来受到了更为广泛的关注，国内外研究者相继开展了大 量研究。Nilges P等人从糠醛类化合物出发(以石墨电极，铅、铜、镍、铁和铝 等金属电极为工作电极)，利用电化学方法合成了呋喃，以戊酸为底物在铂电极 上电催化合成辛烷；Xin等人在铅工作电极上以乙酰丙酸为底物合成了戊酸和γ- 戊内酯。在国内，申请号为201410602128.5的发明专利采用卤化物为催化剂、石墨和铂为工作电极电催化合成了α-羰基酮类化合物；申请号为200610167955.1 的发明专利利用垃圾和生物质电催化制备出一系列气体燃料和液体燃料，但是单 电极材料未明确；申请号为201610014043.4发明专利在非质子型极性溶剂中， 以石墨棒、锌片或铁片为阳极，玻碳或铂为阴极，间接电催化合成了2-芳基吡咯 类化合物；申请号为201610324116.X的发明专利开发了一种利用五氯吡啶电催 化并选择性氢化脱氯的方法，该方法采用酸性电解液，以金属材料为阴极、化学 惰性导电材料或涂覆贵金属氧化物的钛金属材料为阳极进行。这些电化学方法实 现了化学品的高效生产。其中，Nilges P等人以油酸为底物，在较低的底物浓度 (0.025mol/L-0.25mol/L)、醇为电解液，以KOH作为支持电解质，石墨为工 作电极，铂电极为对电极，银氯化银为参比电极的三电极体系，工作电极和对电 极的距离为2mm，电催化合成得到选择性比例约为2:1的烯烃/醚二元混合物， 总库伦效率可达50％。

醚类物质被广泛地用作溶剂、燃料及燃料添加剂，在工业、日用化工及药物 生产中十分重要。目前已公布的关于生物质燃料制备的工艺，生产周期相对较长， 准备工艺繁琐、复杂，反应对温度、压力等条件要求较高，反应时间长，往往还 需要加入催化剂，产物后分离比较麻烦，并且原子经济性低。而Nilges P等人电 催化合成烯烃/醚二元产物的过程中，采用的工作电极石墨对醚类产物的选择性 低，且底物浓度过低，过程法拉第效率较低，板间距过小(2mm)，不宜放大。 因此，目前迫切需要开发一种高效、高选择性醚类燃料的制备方法。

发明内容

本发明为了克服现有电化学合成方法无法实现高效、高选择性合成的清洁燃 料的不足，提供了一种醚类的制备方法。

本发明的目的通过以下技术方案予以实现：

一种醚类的制备方法，以金刚石电极为工作电极，以惰性电极为对电极，以 有机酸在醇类溶剂中的溶液作为电解液，进行电解，生成醚类化合物。

本发明优选的实施方案中，还向所述电解液中加入支持性电解质，所述支持 性电解质选自KOH、NaOH或CH₃ONa。

本发明优选的实施方案中，其中所述金刚石电极为利用掺硼金刚石 (boron-doped diamond,BDD)薄膜作为电极材料而制成的电极。而掺硼金刚石 薄膜特殊的sp3键结构及其具有的导电性，赋予了金刚石薄膜电极优异的电化学 特性，如宽的电化学势窗、较低的背景电流、较好的物理化学稳定性以及低吸附 特性等。

本发明优选的实施方案中，所述惰性电极为Pt电极。