一种Na-γ-Al2O3催化剂的制备方法及其催化合成苯甲醚的应用

技术领域

本发明属于苯甲醚合成的技术领域，涉及一种Na-γ-Al

背景技术

苯甲醚亦称茴香醚、甲氧基苯，是最基本的芳香醚类化合物。苯甲醚容易发生亲电取代反应，因而被广泛用于含有甲氧基芳香化合物的合成，是多种药物和有机化学品合成的中间体；由于其具有特殊的香味，通常人们将其作为香皂或洗涤剂的添加剂；因为它介电常数大、沸点高,可作为优良的通用试剂、引发剂、溶剂、恒温器填充物等；另外,由于它能提高汽油辛烷值,也可作为汽油添加剂代替甲基叔丁基醚。近年来，市场对于苯甲醚的需求量逐年增长。

目前工业上生产苯甲醚的方法主要是苯酚与碱反应生成苯酚钠，苯酚钠再与硫酸二甲酯反应合成苯甲醚，即所谓的两步法。

方程式如下：

此法中硫酸二甲酯为剧毒物，需要使用过量的碱，产生大量的含盐废水，安全风险大，环境污染严重。随着国家对环保的重视程度也越来越高，传统高污染工艺势必会受到限制，开发苯甲醚低成本、绿色高效生产工艺势在必行。

以甲醇为甲基化试剂在碱性条件下反应合成苯甲醚：

甲醇与苯酚合成苯甲醚，具有原料成本低，后处理简单的潜在优势，但是甲醇的反应活性较低，与苯酚反应过程中C-甲基化、O-甲基化反应同时进行，提高苯甲醚的选择性是一个关键点。由于其较低的反应活性和目标产物选择性使得甲醇作为甲基化试剂的工艺路线难以工业化。

由碳酸二甲酯做甲基化试剂在碱性催化剂作用下生成苯甲醚：

碳酸二甲酯作为一种绿色环保的甲基化试剂，与苯酚合成苯甲醚时，不需要使用碱，有等摩尔量的二氧化碳和甲醇产生，反应过程没有污染物生成。相比于甲醇做甲基化试剂，碳酸二甲酯就相对优势明显，绿色环保无污染、高选择性、高转化率，产物易分离且可以循环使用等，使其成为现在最有效的工艺路线，但碳酸二甲酯参与甲基化反应需要在高温高压催化剂的条件下进行。Ouk等使用固/液相转移催化剂，常压下合成苯甲醚。反应以四丁基溴化铵(TBAB)为相转移催化剂，使用0.75当量的K

发明内容

本发明的目的是针对合成苯甲醚存在工艺路线较长、环境污染、催化剂催化活性低、催化活性不稳定等问题，提供一种Na-γ-Al

本发明所采用的Na-γ-Al

1、将γ-Al

2、按摩尔比γ-Al

上述步骤1中，优选搅拌速度为600～650转/分钟。

上述步骤2中，优选γ-Al

本发明Na-γ-Al

上述催化合成苯甲醚的方法中，优选碳酸二甲酯与苯酚的质量比为2∶1～4∶1，优选Na-γ-Al

上述催化合成苯甲醚的方法中，进一步优选在密闭条件下180～200℃反应1～3小时。

本发明的有益效果如下：

1、本发明改变了传统以γ-Al

2、相比于一般催化剂而言，本发明催化剂具有超强的碱性，可以为碳酸二甲酯与苯酚提供反应条件，苯酚的转化率可达到80％以上，苯甲醚的选择性基本可达到100％；相比于同类型催化剂具有合成步骤简单快捷、活性好、催化效率高、无环境污染、不腐蚀设备以及可重复使用和再生的优点，有良好的工业应用前景。

附图说明

图1是实施例1活化后的γ-Al

图2是实施例1制备的Na-γ-Al

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明，但本发明的保护范围不仅限于这些实施例。

实施例1

1、取γ-Al

2、将N

由图1可见，活化后的γ-Al

实施例2

1、取γ-Al

2、将N

实施例3

1、取γ-Al

2、将N

实施例4

将碳酸二甲酯与苯酚按不同摩尔比加入高压反应釜中，并加入碳酸二甲酯与苯酚总质量不同质量含量的实施例1所制备Na-γ-Al

表1

由表1可知，本发明催化剂用于催化碳酸二甲酯与苯酚反应合成苯甲醚，苯酚的转化率可达80％以上，进一步提高了苯甲醚的产率。