專利名稱：催化合成溴代烷的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于溴代烷的合成方法，特別是屬于使用鉬鎳催化劑催化合成溴代烷的方法。
溴代烷，特別是一溴代烷是重要的有機(jī)合成原料。在工業(yè)生產(chǎn)中，特別在制藥、染料、香料、農(nóng)藥制造中，他們有的可以作中間體、有的可以作溶劑、致冷劑等，他們是一類很重要的有機(jī)化合物。目前常用的幾十種溴代烷中，其生產(chǎn)方法主要有以下幾種1．用烷醇在催化劑硫酸存在下攪拌使其與氫溴酸反應(yīng)來生產(chǎn)溴代烷，反應(yīng)產(chǎn)物通過蒸餾，將蒸餾液集于分液罐。用水洗滌后，加5％～7％碳酸鈉調(diào)節(jié)pH=8～9，分去水層，再洗至pH=5～6為止，分盡洗液，加無水氯化鈣脫水，減壓蒸餾，根據(jù)不同產(chǎn)物，在不同的溫度壓力下收集餾分，而得到產(chǎn)品。1-溴丙烷收集58.5℃～60.5℃餾分，2-溴丙烷收集70℃～72℃餾分，1-溴異戊烷收集118℃～122℃餾分，收率以異戊醇計為78％；2．溴素法(Hengry Giman 1992)(樊能廷《有機(jī)合成事典》[M]北京，北京理工大學(xué)出版社1992,17)在一定的條件下，用溴元素直接與烷烴(取代反應(yīng))、與醇(取代反應(yīng))、與烯烴(加成反應(yīng))等進(jìn)行反應(yīng)，再進(jìn)行分離精餾得到產(chǎn)品。該方法工藝條件較苛刻，設(shè)備要求高，主要在實驗室工作條件下進(jìn)行。
3．相移催化合成十二烷基溴(《精細(xì)石油化工》98年第2期14～18頁)，此方法為多相條件下進(jìn)行，與本發(fā)明均相反應(yīng)機(jī)理不同。
4．固體強(qiáng)酸催化合成法(《精細(xì)化工》17卷7期417-420頁2000.7)用固體超強(qiáng)酸TiO2/SO42-作催化劑催化合成1-溴代十二烷，用適量十二醇和固體超強(qiáng)酸加入反應(yīng)器中，調(diào)整好溫度和攪拌速度，滴加氫溴酸，反應(yīng)開始。待反應(yīng)到一定時間后停止反應(yīng)。濾去固體催化劑，經(jīng)過分液除去水相，得到的有機(jī)相用一定溫度的去離子水洗至pH值顯中性。再用無水硫酸鈉干燥后進(jìn)行真空精餾，在提取132℃～134℃/799.9Pa作為產(chǎn)品。制備TiO2/SO42-固體超強(qiáng)酸催化劑的工藝條件是硫酸濃度1.0mol/L，浸漬時間2h，燃燒溫度500℃，燃燒時間3h。
在已有技術(shù)中，一溴代烷的生產(chǎn)主要是用硫酸作催化劑，得到產(chǎn)物在分離、脫水中要求加碳酸鈉、無水氯化鈣，生產(chǎn)中會產(chǎn)生廢液和廢渣，對環(huán)境有一定的污染，所以在工藝中必需考慮綜合治理，相應(yīng)投資將加大，日常維護(hù)費(fèi)用也將增大，同時產(chǎn)品收率不高。
本發(fā)明的目的在于避免現(xiàn)有技術(shù)不足之處，為提高生產(chǎn)率和減少三廢排放。經(jīng)過發(fā)明人的潛心努力，研究出了一套高效、經(jīng)濟(jì)、無污染的生產(chǎn)工藝，用鉬鎳催化劑的方法，完成了該方法研究。該方法較同類的制取溴代烷方法比較，有工藝先進(jìn)，流程短，設(shè)備簡單，操作方便，經(jīng)濟(jì)效益顯著的特點。
本發(fā)明是采用催化劑催化合成溴代烷的方法，其特征為用脂肪醇在鉬鎳催化劑存在下催化合成溴代烷的方法，在脂肪醇中加入2％～6％的鉬鎳催化劑，在反應(yīng)溫度90℃～128℃下攪拌，滴加氫溴酸，通過反應(yīng)時間1～5小時，反應(yīng)完成后，過濾分離，減壓蒸餾，收集65℃～122℃/2.5～22.5kPa的餾分作產(chǎn)品。
上述用鉬鎳催化劑催化合成溴代烷的方法，其特征是脂肪醇與氫溴酸的分子比例為1.0∶1～5，其中1.0∶2～4較好。
上述用鉬鎳催化劑催化合成溴代烷的方法，其特征是所用的催化劑為鉬鎳催化劑，其主要成分為鉬和鎳，MoO3∶NiO質(zhì)量比例為1～2∶2～4。
上述用鉬鎳催化劑催化合成溴代烷的方法，其特征是所用鉬鎳催化劑，在使用一段時間后，其催化能力下降了10％～15％，應(yīng)該進(jìn)行再生，將需要再生的催化劑在氧化氣氛加熱至400℃～450℃，保溫3h即可恢復(fù)活性，重復(fù)使用。
上述用鉬鎳催化劑催化合成溴代烷的方法，其特征是所用的脂肪醇為丙醇、丁醇、戊醇、異戊醇、十二醇、十四醇等，得到的產(chǎn)物為1-溴丙烷、2-溴丙烷、1、2-二溴丙烷、1、3-二溴丙烷、1-溴丁烷、2-溴戊烷、1-溴代異戊烷、1、5-二溴戊烷、1-溴十二烷、1-溴十四烷等。
本發(fā)明方法經(jīng)過實踐，具有以下優(yōu)點不產(chǎn)生廢液和廢渣，有利于環(huán)境的保護(hù)。工藝流程短，設(shè)備簡單，主要設(shè)備不須耐腐材料制作，投資減少，生產(chǎn)成本可大幅度下降。經(jīng)過實踐證明，在本發(fā)明方法投入生產(chǎn)后，有良好的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。
實施例1用丙醇在鋁鎳催化劑存在下催化合成溴代烷的方法，在丙醇中加入4％的鉬鎳催化劑，在反應(yīng)溫度80℃下攪拌，滴加氫溴酸，通過反應(yīng)時間1.5小時，反應(yīng)完成后，過濾分離，減壓蒸餾，回流溫度72℃，收集65℃～75℃/21.3kPa的餾分得到產(chǎn)品1-溴丙烷。
實施例2用丙醇在鉬鎳催化劑存在下催化合成溴代烷的方法，在丙醇中加入3％的鉬鎳催化劑，在反應(yīng)溫度80℃下攪拌，滴加氫溴酸，通過反應(yīng)時間3小時，反應(yīng)完成后，過濾分離，減壓蒸餾，回流溫度58℃，收集58℃～60.5℃/21.3kPa的餾分，得產(chǎn)品2-溴丙烷。
實施例3用丙醇在鉬鎳催化劑存在下催化合成溴代烷的方法，在丙醇中加入3％的鉬鎳催化劑，在反應(yīng)溫度95℃下攪拌，滴加氫溴酸，通過反應(yīng)時間2.5小時，反應(yīng)完成后，過濾分離，減壓蒸餾，回流溫度92℃，收集138℃～142℃/21.3kPa下的餾分，得產(chǎn)品1、2-二溴丙烷。
實施例4用丙醇在鉬鎳催化劑存在下催化合成溴代烷的方法，在丙醇中加入3％的鉬鎳催化劑，在反應(yīng)溫度95℃下攪拌，滴加氫溴酸，通過反應(yīng)時間3小時，反應(yīng)完成后，過濾分離，減壓蒸餾，回流溫度73℃，收集159℃～172℃/21.3kPa下的餾分，得產(chǎn)品1、3-二溴丙烷。
實施例5用丁醇在鉬鎳催化劑存在下催化合成溴代烷的方法，在丁醇中加入4％的鉬鎳催化劑，在反應(yīng)溫度97℃下攪拌，滴加氫溴酸，通過反應(yīng)時間3.5小時，反應(yīng)完成后，過濾分離，減壓蒸餾，回流溫度95℃，收集96℃～102℃/21.3kPa的餾分，得產(chǎn)品1-溴丁烷。
實施例6用戊醇在鉬鎳催化劑存在下催化合成溴代烷的方法，在戊醇中加入3.5％的鉬鎳催化劑，在反應(yīng)溫度98℃下攪拌，滴加氫溴酸，通過反應(yīng)時間2小時，反應(yīng)完成后，過濾分離，減壓蒸餾，回流溫度98℃，收集115℃～121℃/21.3kPa的餾分，得產(chǎn)品2-溴戊烷。
實施例7用異戊醇在鉬鎳催化劑存在下催化合成溴代烷的方法，在異戊醇中加入2％的鉬鎳催化劑，在反應(yīng)溫度96℃下攪拌，滴加氫溴酸，通過反應(yīng)時間3.5小時，反應(yīng)完成后，過濾分離，減壓蒸餾，回流溫度95℃，收集118℃～202℃/20.5～14.5kPa的餾分，得產(chǎn)品1-溴代異戊烷。
實施例8用戊醇在鉬鎳催化劑存在下催化合成溴代烷的方法，在戊醇中加入3％的鋁鎳催化劑，在反應(yīng)溫度98℃下攪拌，滴加氫溴酸，通過反應(yīng)時間3小時，反應(yīng)完成后，過濾分離，減壓蒸餾，回流溫度90℃，收集104℃～106℃/2.5kPa的餾分，得產(chǎn)品1.5-二溴戊烷。
實施例9用十二醇在鉬鎳催化劑存在下催化合成溴代烷的方法，在十二醇中加入3％的鋁鎳催化劑，在反應(yīng)溫度95℃下攪拌，滴加氫溴酸，通過反應(yīng)時間4小時，反應(yīng)完成后，過濾分離，減壓蒸餾，回流溫度88℃～94℃，收集140℃～200℃/21.3kPa的餾分，得產(chǎn)品1-溴十二烷。
實施例10用十四醇在鉬鎳催化劑存在下催化合成溴代烷的方法，在十四醇中加入2％的鉬鎳催化劑，在反應(yīng)溫度98℃下攪拌，滴加氫溴酸，通過反應(yīng)時間5.5小時，反應(yīng)完成后，過濾分離，減壓蒸餾，回流溫度99℃～101℃，用50％乙醇洗滌二次，再用無水硫酸鎂干燥24小時即得產(chǎn)品1-溴十四烷。
權(quán)利要求
1.一種采用催化劑催化合成溴代烷的方法，其特征為用脂肪醇在鉬鎳催化劑存在下催化合成溴代烷的方法，在脂肪醇中加入2％～6％的鉬鎳催化劑，在反應(yīng)溫度90℃～128℃下攪拌，滴加氫溴酸，通過反應(yīng)時間1～5小時，反應(yīng)完成后，過濾分離，減壓蒸餾，收集65℃～122℃/2.5～22.5kPa的餾分作產(chǎn)品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用鉬鎳催化劑催化合成溴代烷的方法，其特征是脂肪醇與氫溴酸的分子比例為1.0∶1～5，其中1.0∶2～4較好。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉬鎳催化劑催化合成溴代烷的方法，其特征是所用的催化劑為鉬鎳催化劑，其主要成分為鉬和鎳，MoO3∶NiO質(zhì)量比例為1～2∶2～4。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用鉬鎳催化劑催化合成溴代烷的方法，其特征是所用鉬鎳催化劑，在使用一段時間后，其催化能力下降了10％～15％，應(yīng)該進(jìn)行再生，將需要再生的催化劑在氧化氣氛加熱至400℃～450℃，保溫3h即可恢復(fù)活性，重復(fù)使用。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用鉬鎳催化劑催化合成溴代烷的方法，其特征是所用的脂肪醇為丙醇、丁醇、戊醇、異戊醇、十二醇、十四醇等，得到的產(chǎn)物為1-溴丙烷、2-溴丙烷、1、2-二溴丙烷、1、3-二溴丙烷、1-溴丁烷、2-溴戊烷、1、5-二溴戊烷、1-溴代異戊烷、1-溴十二烷、1-溴十四烷等。
全文摘要
一種采用催化劑催化合成溴代烷的方法,是用脂肪醇在鉬鎳催化劑存在下催化合成溴代烷的方法,在脂肪醇中加入2%～6%的鉬鎳催化劑,在反應(yīng)溫度90℃～128℃下攪拌,滴加氫溴酸,通過反應(yīng)時間1～5小時,反應(yīng)完成后,過濾分離,減壓蒸餾,收集65℃～122℃/2.5～22.5kPa的餾分作產(chǎn)品。所用鉬鎳催化劑可再生重復(fù)使用。合成溴代烷有1－溴丙烷、2－溴丙烷、1、2－二溴丙烷、1、3－二溴丙烷、1－溴丁烷、2－溴戊烷、1、5－二溴戊烷、1－溴代異戊烷、1－溴十二烷、1－溴十四烷等。
文檔編號C07C17/00GK1310157SQ0110711
公開日2001年8月29日 申請日期2001年2月10日 優(yōu)先權(quán)日2001年2月10日
發(fā)明者鄒貴田 申請人:鄒貴田