[发明专利]一种环戊烯催化氧化制备戊二醛的工艺方法

说明书

本发明涉及一种环戊烯催化氧化制备戊二醛的工艺方法，将过氧化氢溶液和反应溶剂混合，按照催化剂为环戊烯质量的1～4％的添加量加入钨基分子筛催化剂，混合均匀，加入环戊烯，搅拌，反应体系进行催化氧化反应，得到戊二醛产物。与现有技术相比，本发明具有环戊烯的转化率高、戊二烯的选择性高、收率高、反应过程环境友好、后处理简单等优点。

技术领域

本发明涉及固液多相催化反应，尤其是涉及环戊烯催化氧化制备戊二醛的工艺方法。

背景技术

戊二醛(简称GA)，无色或浅黄色有刺激性气味的油状液体，易溶于水、乙醇，溶于苯，不易燃、不挥发，在空气中不稳定。在常温下可被空气氧化，也容易发生缩合、聚合等反应。它是一种重要的饱和直链脂肪族二元醛，是重要的精细化工产品和中间体，具有交联和固化蛋白质的作用。是一种高效低毒的灭菌消毒剂、优良的皮革鞣制剂、彩色显像管坚膜剂及有机合成剂，广泛应用于生物医学工程、细胞免疫学、生物化学、皮革化学、组织化学及微生物工业、环境保护等领域。

目前主要的合成方法有吡啶法、丙烯醛法、多元醇氧化法、戊二酸还原法及环戊烯氧化法等。最早用于工业化生产的是吡啶法，但因其原料消耗大、成本高、污染大、产品质量差而被淘汰。戊二醇氧化法虽然反应路线短，可由于其氧化反应的氧化深度不易控制、收率低、原料短缺且生产成本高，因此实现工业化的可能性也并不大。环戊烯氧化法是现今研究较多的一种方法，含钨分子筛备受学者青睐。

目前用于此反应的非均相催化剂主要有杂多酸固载、复合金属氧化物、钨-介孔分子筛等，上述催化剂应用于环戊烯氧化制戊二醛反应的有W-SBA-15、W-MCM-41、W-MCM-48等，但钨基分子筛用于此催化氧化反应还未有人提出。

中国专利CN1680032A公布了一种用于以过氧化氢水溶液为氧化剂选择氧化环戊烯制备戊二醛的新型多相含钨催化剂及其制造方法。该新型含钨催化剂是通过在合成HMS型全硅介孔分子筛的过程中加入钨酸前驱体的合成方法将具有催化氧化活性的氧化钨组分原位引入到HMS介孔分子筛的骨架内而制得的，但是该催化剂用于催化环戊烯的氧化反应中时，目标产物戊二醛的收率为56.9～75.1％，戊二醛的选择性为73.5～82.0％，其催化效果并不是很好，催化剂活性和选择性均有待提高。

当今中国环境问题已经显得严重，环境问题已经得到极大的关注，绿色化学已是化学工业领域研究发展的必然方向。开发优良的催化剂和最佳的工艺条件是实现绿色化工的重要部分，以实现绿色化学为宗旨，合成一种催化活性好的催化剂用于环戊烯催化氧化制备戊二醛反应具有重要的研究意义。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种环戊烯催化氧化制备戊二醛的工艺方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种环戊烯催化氧化制备戊二醛的工艺方法，包括以下步骤：

将过氧化氢溶液和反应溶剂混合，按照催化剂为环戊烯质量的1～4％的添加量加入钨基分子筛催化剂，混合均匀，加入环戊烯，搅拌，反应体系进行催化氧化反应，得到戊二醛产物。

其中，所述反应溶剂选自甲醇、乙醇、异丙醇或叔丁醇的一种或几种。

所述催化氧化反应的反应温度为20～50℃，优选为25～35℃。

所述催化氧化反应的反应时间为12～48小时，优选为24～36小时。

所述环戊烯和过氧化氢的摩尔比为1～2。

所述钨基分子筛催化剂中氧化钨的质量负载量为2～15％。

本发明采用钨基分子筛催化环戊烯催化氧化制备戊二醛的反应，并且优化了反应条件：