[发明专利]一种由生物质平台化合物制备乙苯和苯乙烯的方法

说明书

本发明涉及一种由生物质平台化合物甲醛、乙醛、巴豆醛制备乙苯或苯乙烯的方法。该方法分为两步：第一步为甲醛与乙醛或巴豆醛发生碳碳偶联反应和Diels Alder反应，生成碳数为10的中间产物A；第二步为中间产物A经脱氢、脱羰基反应生成乙苯或苯乙烯。本发明提供了一种以生物质平台化合物制备乙苯和苯乙烯的方法，具有反应条件温和、产物选择性高的特点。

技术领域

本发明涉及一种由生物质平台化合物制备乙苯和苯乙烯的方法。具体的说是以生物质平台化合物甲醛、乙醛、巴豆醛为原料，通过碳碳偶联、Diels-Alder反应以及脱氢、脱羰基反应制备乙苯和苯乙烯。

背景技术

乙苯是一个芳香族的有机化合物，主要用途是在石油化学工业作为生产苯乙烯的中间体，所制成的苯乙烯一般被用来制备常用的塑料制品——聚苯乙烯。尽管在原油里存在少量的乙苯，但大批量生产仍然是靠在酸催化下苯与乙烯反应。乙苯经过催化脱氢，生成氢气和苯乙烯。

苯乙烯最重要的用途是作为合成橡胶和塑料的单体，用来生产丁苯橡胶、聚苯乙烯、泡沫聚苯乙烯；也用于与其他单体共聚制造多种不同用途的工程塑料。如与丙烯腈、丁二烯共聚制得ABS树脂，广泛用于各种家用电器及工业上；与丙烯腈共聚制得的SAN是耐冲击、色泽光亮的树脂；与丁二烯共聚所制得的SBS是一种热塑性橡胶，广泛用作聚氯乙烯、聚丙烯的改性剂等。目前，世界苯乙烯的年产量约为2200万吨。

然而，化石资源的日益匮乏、石油价格的增长、温室气体的大量排放以及社会对能源的需求，要求人们寻找可以替代化石资源的新能源。生物质作为唯一可再生的有机碳源，可以用于生产燃料、化学品及碳材料。今年来，以生物质平台化合物合成芳香化合物成为研究的热点。

呼延成等人[ChemSusChem,2017,10:2880-2885]报道了利用双丙酮醇与丙烯醛经Diels-Alder、脱氢、脱羰基反应，制备了邻二甲苯。代弢等人[Angew.Chem.,2018,57:1808-1812]报道了异戊二烯和丙烯醛经DA反应和脱氢、脱羰基反应生成对二甲苯。Ivo F.Teixeira等人[ACS Catal.2018,8:1843-1850]报道了以乙醇和呋喃为原料，经烷基化和Diels-Alder、脱水芳构化等步骤成功合成出了乙苯。在300℃，HUSY的催化下，当乙醇与呋喃的比例为10:1时，可获得约30％的乙苯收率。

但是，总体来说，目前以生物质平台化合物合成乙苯或苯乙烯的路线较少，收率也不理想。因此，本专利开发了以甲醛、乙醛和巴豆醛为原料，合成乙苯和苯乙烯的路线，原料价格低廉、步骤少，收率高，有望大规模生产生物质乙苯和苯乙烯。这对我国减少对化石能源依赖，降低环境污染，减少温室气体排放等均具有重要意义。

发明内容

本发明目的在于提供一种由生物质平台化合物制备乙苯和苯乙烯的方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种由生物质平台化合物制备乙苯和苯乙烯的方法：

该方法分为两步：

第一步为甲醛原料与乙醛原料和/或巴豆醛发生碳碳偶联反应和Diels-Alder反应，生成碳数为10的中间产物A；

第二步为中间产物A经脱氢、脱羰基反应生成乙苯和苯乙烯。

所述的甲醛原料为甲醛气体、甲醛水溶液、三聚甲醛或多聚甲醛中的一种或两种以上混合物；

所述的乙醛原料为乙醛气体、乙醛液体、乙醛水溶液、三聚乙醛或多聚乙醛中的一种或两种以上混合物；