專利名稱：：一種丙酮醇的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種以1，2-丙二醇為原料制備丙酮醇的方法。具體地，是以堿土金屬氧化物為催化劑，l，2-丙二醇催化氣相脫氫生成丙酮醇的方法。
背景技術(shù)：
：丙酮醇又名l-羥基-2-丙酮(羥基丙酮)或乙酰甲醇，用于合成消化系統(tǒng)的4阻滯藥西咪替丁的中間體4_甲基咪唑、喹諾酮類抗菌藥左旋氧氟沙星的中間體(s)-(+)-2-氨基丙醇、外消旋組氨酸的中間體4-羥甲基咪唑，還用于生物素(維生素H)以及無潰瘍毒副作用的解熱鎮(zhèn)痛藥阿司匹林丙酮酯等藥物和手性中間體(1)_(_)-1，2-丙二醇的合成。丙酮醇的合成方法主要是一溴丙酮酯化/醇解法和1，2_丙二醇的氧氣或K^r(VUS04氧化法等。前者反應(yīng)條件溫和、合成或生產(chǎn)設(shè)備要求低且簡單，產(chǎn)品收率高純度高，但主要原料一溴丙酮的價格導致生產(chǎn)成本過高是該方法的最大缺點；后者反應(yīng)條件及設(shè)備要求高，產(chǎn)品收率低。CN101016234A提供了一種副產(chǎn)物少、工藝簡單的1，2-丙二醇氣相氧化聯(lián)產(chǎn)1-羥基_2-丙酮和丙酮醛的方法，但其催化劑為電解銀，制備困難、價格昂蟲貝°
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種1，2-丙二醇催化氣相脫氫制備丙酮醇的方法。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用堿土金屬氧化物為催化劑，以1，2-丙二醇為原料制備丙酮醇，產(chǎn)物分布簡單，1，2-丙二醇轉(zhuǎn)化率較高，丙酮醇選擇性高。本發(fā)明的催化劑為堿土金屬氧化物催化劑，堿土金屬為鎂、鈣、鍶和鋇中的一種或幾種的混合物。本發(fā)明的催化劑制備步驟如下(1)由堿土金屬的可溶性鹽溶液與氫氧化鈉、氫氧化鉀或碳酸鈉、碳酸鉀水溶液在室溫-10(TC下反應(yīng)、陳化1-10小時，生成堿土金屬的氫氧化物或堿式碳酸鹽、碳酸鹽沉淀物；(2)將步驟1得到的沉淀物分離、干燥，得到堿土金屬的氫氧化物或堿式碳酸鹽、碳酸鹽固體；(3)將步驟2得到的固體在500-100(TC下焙燒3_6小時，制得催化劑樣品。催化劑制備中的堿土金屬可溶性鹽為堿土金屬的硝酸鹽或醋酸鹽。催化劑制備中的堿土金屬可溶性鹽溶液濃度為0.l-2mol/L。催化劑制備中的氫氧化鈉、氫氧化鉀或碳酸鈉、碳酸鉀水溶液濃度為0.l-4mol/L。催化劑制備中的焙燒氣氛為空氣(馬弗爐中進行)、流動的氮氣(99.99%的高純N2，30ml/min)或抽空(10—2Pa)條件。本發(fā)明采用上述催化劑與1，2-丙二醇物料與催化劑接觸反應(yīng)，反應(yīng)溫度為350-700°C，最佳為400-650"C;反應(yīng)壓力為常壓-5MPa;1，2-丙二醇的液體空速0.510h—、最佳為l-5h—、其中，1，2-丙二醇的單程轉(zhuǎn)化率可達60%以上，液體產(chǎn)物中丙酮醇選擇性可達90wt^以上。具體實施例方式本發(fā)明提供一種1，2_丙二醇物料與固體催化劑接觸反應(yīng)制備丙酮醇的方法。下面通過實施例對本發(fā)明做出詳細描述，但本發(fā)明并不局限于這些實施例。實施例l(催化劑制備)催化劑A的制備過程如下室溫下，將濃度為1.5mol/L的Mg(N0^和1.5mol/L的K2C03溶液等體積混合、反應(yīng)，陳化6小時，過濾后，固體干燥制得堿式碳酸鎂；將堿式碳酸鎂置于馬弗爐中，55(TC焙燒4小時，得到Mg0催化劑。^物理吸脫附法測得其BET比表面積為58m7g。實施例2(催化劑制備)催化劑B的制備過程如下6(TC下，將濃度為1.5mol/L的Mg(N0^和1.5mol/L的K2C03溶液等體積混合、反應(yīng)，陳化6小時，過濾后，固體干燥制得堿式碳酸鎂；將堿式碳酸鎂置于馬弗爐中，55(TC焙燒4小時，得到Mg0催化劑。^物理吸脫附法測得其BET比表面積為110m7g。實施例3(催化劑制備)催化劑C的制備過程如下10(TC下，將濃度為1.5mol/L的Mg(N03)2和1.5mol/L的1(20)3溶液等體積混合、反應(yīng)，陳化6小時，過濾后，固體干燥制得堿式碳酸鎂；將堿式碳酸鎂置于馬弗爐中，55(TC焙燒4小時，得到Mg0催化劑。^物理吸脫附法測得其BET比表面積為150m7g。實施例4(催化劑制備)催化劑D的制備過程如下室溫下，將lmol/L的Mg(N03)2和2mol/L的K0H溶液等體積混合、反應(yīng)，陳化6小時，過濾后，固體干燥制得Mg(0H)2;將Mg(0H)2于抽空(10—2Pa)條件下、60(TC煅燒4小時，制得MgO催化劑。NJ勿理吸脫附法測得其BET比表面積為130m2/g。實施例5(催化劑制備)催化劑E的制備過程如下室溫下，將lmol/L的Ca(N03)2和lmol/L的K2C03溶液等體積混合、反應(yīng)，陳化6小時，過濾后，固體干燥制得CaC03;將CaC03于流動氮氣氣氛中，90(TC焙燒4小時，制得CaO催化劑。N2物理吸脫附法測得其BET比表面積為12.3m7g。實施例6(反應(yīng)評價)分別使用實施例l、2、3、4、5制備的催化劑A、B、C、D、E，采用固定床反應(yīng)器，l，2-丙二醇催化脫氫制備丙酮醇。反應(yīng)條件如下催化劑裝填量為lg，反應(yīng)溫度40(TC，原料為1，2-丙二醇，l，2-丙二醇進料重量空速為2h—、反應(yīng)壓力為常壓。反應(yīng)進料1小時后取產(chǎn)物進行分析，反應(yīng)結(jié)果如表1所示。結(jié)果表明，在上述催化劑上，1，2-丙二醇的轉(zhuǎn)化率分別為42.69%、47.98%、50.80%、49.91%和31.26%，產(chǎn)物中丙酮醇的選擇性分別為96.12wt%、94.76wt%、95.36wt%、95.82wtX禾口92.17wt%。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>*其它產(chǎn)物包括環(huán)氧丙烷、丙醛、丙酮、丙烯醇等實施例7(反應(yīng)評價)分別使用實施例l、2、3、4、5制備的催化劑A、B、C、D、E，采用固定床反應(yīng)器，l，2-丙二醇催化脫氫制備丙酮醇。反應(yīng)條件如下催化劑裝填量為lg，反應(yīng)溫度50(TC，原料為1，2-丙二醇，l，2-丙二醇進料重量空速為2h—、反應(yīng)壓力為常壓。反應(yīng)進料1小時后取產(chǎn)物進行分析，反應(yīng)結(jié)果如表2所示。結(jié)果表明，在上述催化劑上，l，2-丙二醇的轉(zhuǎn)化率分別為60.53%、63.17%、67.22%、67.09%和46.83%，產(chǎn)物中丙酮醇的選擇性分別為90.34wt%、91.59wt%、91.03wt%、91.32wt^和87.61wt%。表2<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>*其它產(chǎn)物包括環(huán)氧丙烷、丙醛、丙酮、丙烯醇等。權(quán)利要求一種由1，2-丙二醇制備丙酮醇的方法，以堿土金屬氧化物為催化劑，1，2-丙二醇與催化劑接觸反應(yīng)，其反應(yīng)溫度為350-700℃，反應(yīng)壓力為常壓-5MPa，1，2-丙二醇的液體重量空速為0.5～10h-1，將1，2-丙二醇催化脫氫生成丙酮醇。2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述的堿土金屬氧化物催化劑，堿土金屬為鎂、鈣、鍶和鋇中的一種或幾種的混合物。3.如權(quán)利要求1、3所述的方法，其中，所述的堿土金屬氧化物催化劑，堿土金屬為鎂、鈣中的一種或兩種的混合物。4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，反應(yīng)溫度為400-650°C;反應(yīng)壓力為常壓_5MPa，1，2-丙二醇的液體重量空速為l-5h一1。全文摘要一種由1，2-丙二醇氣相脫氫制備丙酮醇的方法。該方法以堿土金屬氧化物為催化劑，1，2-丙二醇氣相脫氫生成丙酮醇。1，2-丙二醇的單程轉(zhuǎn)化率大于60％，產(chǎn)物中丙酮醇選擇性大于90wt％。該方法工藝簡單，成本低，無污染，是一條環(huán)境友好丙酮醇生產(chǎn)路線。文檔編號C07C49/17GK101774898SQ200910076950公開日2010年7月14日申請日期2009年1月14日優(yōu)先權(quán)日2009年1月14日發(fā)明者于政錫,劉中民,張世剛,張新志,畢怡,王瑩利,許磊申請人:中國科學院大連化學物理研究所