[发明专利]一种氯代甲苯的催化氧化制备氯代苯甲醛的方法

说明书

本发明公开了一种氯代甲苯的催化氧化制备氯代苯甲醛的方法，该方法采用高压反应釜为反应器，以M/Al‑MCM‑41(M＝Co,Mn)负载金属氧化物为催化剂，其中，以Al‑MCM‑41分子筛为载体，Co,Mn为活性组分，氧气为氧化剂，KBr为助催化剂，乙酸为溶剂。最佳反应条件为：反应温度120℃，反应时间10h，催化剂用量2.5％，活性组分负载量13％，Co/Mn＝1/2，助催化剂用量为0.5％，通氧控制反应压力不超过0.2MPa，溶剂用量为30％，邻氯甲苯转化率最高可达90％，氯代苯甲醛的选择性最高为92％。本发明催化剂稳定性好，催化剂成本低，具有环境友好，反应工艺简单等特点，具有良好的工业化应用前景。

技术领域

本发明属于氯代苯甲醛制备技术领域，具体涉及一种氯代甲苯的催化氧化制备氯代苯甲醛的方法。

背景技术

邻氯苯甲醛，密度为1.243g/cm3，沸点为211.9℃(常压)，对氯苯甲醛，密度为1.196g/cm3，沸点为214℃，它们者是合成染料，农药和医药的重要中间体。

目前氯代苯甲醛可以通过以下几种方法合成，包括氯化水解，电化学氧化，以及过氧化氢氧化，空气或氧气直接氧化等。氯代苯甲醛的传统工业生产主要通过氯代甲苯的氯化水解法，该方法具有工艺过程复杂，氯化程度难以控制，生产成本高，环境污染严重等缺点。近年来，氯代甲苯直接在氧气作用下液相氧化制备氯代苯甲醛引起了很大的关注，这种方法具有环境友好，反应工艺简单等优点。

发明内容

本发明针对上述现有技术的不足，提供一种氯代甲苯的催化氧化制备氯代苯甲醛的方法，该方法工艺简单，绿色安全环保，易于工业化制备氯代苯甲醛。

为实现上述技术目的，本发明所采取的技术方案为：

本发明提供了一种氯代甲苯的催化氧化制备氯代苯甲醛的方法，以氯代甲苯为原料，在负载金属氧化物催化剂、氧化剂、助催化剂和溶剂的作用下催化氧化制备氯代苯甲醛，所述负载金属氧化物催化剂为M/Al-MCM-41，催化剂制备方法为采用水热晶化法合成金属原子Al掺杂的MCM-41介孔分子筛，以制备好的Al-MCM-41分子筛为载体，采用浸渍负载法将活性组分M负载到载体上，合成杂原子M/Al-MCM-41负载金属氧化物催化剂，其中M＝Co、Mn，Co、Mn的摩尔比为1:0.5～4；以Co、Mn为活性组分，其负载量为载体的质量比为0～20％；制备氯代苯甲醛包括以下步骤：

S1、称量适量的氯代甲苯，加入高压反应釜，然后分别加入负载金属氧化物催化剂、氧化剂、助催化剂、溶剂，开启机械搅拌0.5～1h，搅拌转速100～2000转/min；

S2、搅拌结束后程序升温至反应温度，温度区间80～160℃，升温速率20～100℃/h，待温度稳定后通入氧气；

S3、继续保持温度反应2～15h，待反应结束后通冷却水降温，待物料冷至室温后取样进行气相色谱分析。

所述氯代甲苯为邻氯甲苯或对氯甲苯。

步骤S1中，所述负载金属氧化物催化剂为M/Al-MCM-41，助催化剂为KBr，氧化剂为氧气，溶剂为乙酸。

步骤S1中，催化剂的用量为0～20％，助催化剂的用量为0～10％，溶剂的用量为0～50％。

步骤S2中，反应温度为120℃，升温速率50℃/h，通氧控制反应压力不超过0.2MPa。

步骤S3中，在上述反应条件下反应时间为10h。

反应在高压反应釜中进行，高压反应釜内具有机械搅拌装置，所述高压反应釜分别连接控制器和氧气瓶。

所述的方法氯代甲苯的转化率为0～90％，氯代苯甲醛选择性60～95％。本发明具有以下有益效果：