專利名稱：醇氨氧化為季銨鹽的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種新穎的醇氨氧化制備季銨鹽的方法。具體地說，本發(fā)明涉及將含 有1至3個碳原子的醇與氨水反應(yīng)經(jīng)催化氧化制備季銨鹽的方法。
背景技術(shù)：
季銨鹽又稱四級銨鹽。NH4離子中的四個氫原子都被烴基取代形成的化合物。季 銨鹽的性質(zhì)與無機(jī)銨鹽相似，易溶于水，水溶液導(dǎo)電，在日用化工領(lǐng)域、紡織領(lǐng)域有廣泛的 應(yīng)用。 目前常用的季銨鹽的生產(chǎn)方法為用脂肪酸為原料，經(jīng)氨化制得脂肪腈，再經(jīng)氫化 為脂肪胺，然后將伯胺與鹵代烷反應(yīng)，即得季銨鹽；或用叔胺為原料，與鹵代烴加熱縮合為 季銨鹽。生產(chǎn)過程復(fù)雜，成本高，易造成環(huán)境污染。 已經(jīng)有許多專利在解決將甲醇或乙醇注入反應(yīng)器中以生產(chǎn)HCN或乙腈的問題。 例如US3， 911， 089、4， 485， 079、5， 288， 473，日本專利申請2[1990]_38， 33374-87， 474、 79-08， 655及78-35， 232。 CN1240674C公開了一種將混合醇氨氧化為混合腈的方法。但所 有的這些專利涉及的醇氨氧化的方法都只能在高溫(40(TC以上)下反應(yīng)，能耗較大，并且 無法實現(xiàn)醇到胺或者季銨鹽的一步直接氨氧化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個目的就是提供一種方法，其可以將醇一步直接氨氧化為季銨鹽。
本發(fā)明的進(jìn)一步目的是對這一反應(yīng)提供一種新的催化劑。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了如下的技術(shù)手段 本發(fā)明的一個方面是，提供一種含1 3個碳原子的醇的氨氧化的方法，這種氨氧 化的方法是使這類醇與氧化劑和氨進(jìn)行催化反應(yīng)。 具體的說本發(fā)明的方法包括將一定量的醇、氨、氧化劑和催化劑引入反應(yīng)區(qū)(如 釜式反應(yīng)器)中均勻混合并充分反應(yīng)以獲得產(chǎn)物季銨鹽，使含有季銨鹽的反應(yīng)器流出物通 過冷卻器(如驟冷塔)以冷卻反應(yīng)器流出物，通過后處理過程分離產(chǎn)物季銨鹽，回收催化 劑。 本發(fā)明的另一個方面，是提供一種新的催化劑用于上述的醇的氨氧化反應(yīng)。這種 催化劑的成份和比例可以用下面的實驗式表示
VAnDmOx 式(1) 其中A是鐵、鈷、鎳、鉻、錳、銅、鋅、鎘、錫、鉍、銻、鑭、鈰、釹、釤和鋨中的一種或幾 種。D是碳、氫、氮、磷、硫、硼中的一種或幾種。n = 0 5， m = 0 10， x是由其他元素的 氧化態(tài)決定的，釩的平均原子價< +5價。上述催化劑為均相催化劑，在后處理過程中能被 回收并重復(fù)使用。 式(1)的催化劑可以包含未列入式(1)的其他元素的化合物，只要它們對于醇的 催化氨氧化成所需要的季銨鹽沒有實質(zhì)性的不利的影響。 一般的說，所有的醇可被氨氧化為季銨鹽或胺的混合物，優(yōu)選的醇包括C1 C3醇，含有多個羥基的醇也可以使用，例如乙
二醇或丙二醇。 在本發(fā)明的氨氧化過程中，反應(yīng)最好在液相進(jìn)行，即在液相使醇類、氨、氧化劑和 催化劑充分混合，充分反應(yīng)，包括添加稀釋劑如水等。 應(yīng)當(dāng)指出，當(dāng)在醇與氧化劑和醇與氨之比對于化學(xué)計量是過量的條件下操作時， 就是理論上也達(dá)不到醇的100%的轉(zhuǎn)化。但是，這樣操作的好處是醇對相應(yīng)的季銨鹽的選 擇性大大增加，而未反應(yīng)的醇可以分離回收重新作為氨氧化的進(jìn)料。 反應(yīng)的溫度可以在3(TC到20(TC之間變化，壓力可以在1到5個大氣壓之間變化， 根據(jù)不同的醇調(diào)節(jié)不同的溫度范圍。 實施本發(fā)明的優(yōu)點是在催化劑的作用下，可以將含有1至3個碳原子的醇一步直 接化為季銨鹽，并且反應(yīng)條件溫和，反應(yīng)溫度在20(TC以下，耗能少，成本低，對環(huán)境友好。
下面是本發(fā)明的一些實例，僅作為例證，而不應(yīng)看做是對任何方面有所限制。顯 然，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，在不偏離公開內(nèi)容的精神和范圍以及權(quán)益要求范圍的前 提下，可根據(jù)前述公開內(nèi)容和討論對本發(fā)明進(jìn)行改進(jìn)和深化。
具體實施例方式
實施例1 : 催化劑的組成為VW?！?晶.卜8.50x。以上述物質(zhì)作為甲醇氨氧化的催化劑，醇/氨/
氧化劑的物質(zhì)的量比例為1 : 0.2 : 0.5以水作稀釋劑，反應(yīng)溫度優(yōu)選為16(TC，反應(yīng)壓力 優(yōu)選為2.5個大氣壓，得到以四甲基銨為陽離子的季銨鹽。
實施例2: 催化劑的組成為VN?！病?0x。以上述物質(zhì)作為甲醇氨氧化的催化劑，醇/氨/氧 化劑的物質(zhì)的量比例為l : 0. 1 : 0.2，反應(yīng)溫度優(yōu)選為7(TC，反應(yīng)壓力優(yōu)選為1.2個大 氣壓，得到以N-甲醇基烏若托品為陽離子的季銨鹽。
實施例3 : 催化劑的組成為VCo。—aiN?！?.5(V6H?！?.20x。以上述物質(zhì)作為乙醇氨氧化的催化劑，醇 /氨/氧化劑的物質(zhì)的量比例為1 : 0.25 : 0.6以水作稀釋劑，反應(yīng)溫度優(yōu)選為170°C， 反應(yīng)壓力優(yōu)選為3.2個大氣壓，得到以乙基銨為陽離子的季銨鹽。
實施例4 : 催化劑的組成為VW?！?3Bi。—。.5Sb?！?.5N?！?.5P?！猑C卜6H?！?.20x。以上述物質(zhì)作為丙醇氨氧
化的催化劑，醇/氨/氧化劑的物質(zhì)的量比例為i : o.2 : 0.6以水作稀釋劑，反應(yīng)溫度
優(yōu)選為12(TC，反應(yīng)壓力優(yōu)選為3個大氣壓，得到以丙基銨為陽離子的季銨鹽。
權(quán)利要求
一種將含有1至3個碳原子的醇氨氧化為季銨鹽的方法，其特征在于該方法將一定量的醇、氨、氧化劑和催化劑引入反應(yīng)區(qū)中均勻混合并充分反應(yīng)以獲得產(chǎn)物季銨鹽。其中所述催化劑為均相催化劑，能被回收并重復(fù)使用，其包含的元素及其比例如成分式所示VAnDmOx其中A選自鐵、鈷、鎳、鉻、錳、銅、鋅、鎘、錫、鉍、銻、鑭、鈰、釹、釤和鋨中的一種或幾種元素。n＝0～5，D選自碳、氫、氮、磷、硫、硼中的一種或幾種元素。m＝0～10，x是由催化劑中其他元素的氧化態(tài)決定的。
2. 按照權(quán)利要求1所述的醇氨氧化為季銨鹽的方法的具體實施方式
其特征在于甲醇 被氨氧化成四甲基銨陽離子。
3. 按照權(quán)利要求1所述的醇氨氧化為季銨鹽的方法的具體實施方式
其特征在于甲醇 被氨氧化成N-甲醇基烏若托品陽離子。
4. 按照權(quán)利要求1所述的醇氨氧化為季銨鹽的方法的具體實施方式
其特征在于乙醇 被氨氧化成乙基銨陽離子。
5. 按照權(quán)利要求1所述的醇氨氧化為季銨鹽的方法的具體實施方式
其特征在于丙醇 被氨氧化成丙基銨陽離子。
全文摘要
本發(fā)明涉及制烏洛托品的方法，具體的說是以釩化合物作催化劑，氨氧化甲醇一步合成烏洛托品的方法。其中所述催化劑包含的元素及其比例如成分式所示VDmOx。本發(fā)明具有反應(yīng)步驟簡單，生產(chǎn)速度快，成本低廉，減少能耗，利于環(huán)境保護(hù)等特點。
文檔編號B01J27/24GK101735075SQ200810122170
公開日2010年6月16日 申請日期2008年11月10日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月10日
發(fā)明者馮云龍, 呂耀康, 蘇虹 申請人:浙江師范大學(xué)