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TWI665180B - 將酸氫化成醇之製法 - Google Patents

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TWI665180B
TWI665180B TW107124024A TW107124024A TWI665180B TW I665180 B TWI665180 B TW I665180B TW 107124024 A TW107124024 A TW 107124024A TW 107124024 A TW107124024 A TW 107124024A TW I665180 B TWI665180 B TW I665180B
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周俊彥
張鴻銘
邱聖涵
林裕川
江家維
杜政杰
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長春石油化學股份有限公司
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    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
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    • C07C29/132Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring by reduction of an oxygen containing functional group
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    • C07C29/149Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring by reduction of an oxygen containing functional group of >C=O containing groups, e.g. —COOH of carboxylic acids or derivatives thereof with hydrogen or hydrogen-containing gases
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Abstract

本發明提供一種將酸氫化成醇之製法,其步驟係包括:將含銅層狀矽酸鹽(copper phyllosilicate)作為催化劑,經還原處理後,在該經還原之催化劑的存在下將酸氫化成醇,其中,該催化劑包含載體SiO 2以及活性金屬Cu。本發明將酸氫化成醇之製法不僅可將羧酸氫化成醇,還可將二元酸直接氫化成二元醇、環烷羧酸直接氫化成環烷醇,具有簡化反應步驟、降低生產成本、降低反應壓力、提高反應收率等優勢。

Description

將酸氫化成醇之製法
本發明係關於一種將酸氫化成醇之製法,特別係一種將具有羧基(-COOH)之單元酸、二元酸或環烷羧酸類直接氫化成醇之製法。
一元醇及二元醇是應用非常廣泛的重要化工原料,目前主要是從化石燃料生產而得,然而,化石燃料的利用對於環境會產生大量污染,且化石燃料係屬不可再生,資源將日益匱乏,故尋找其他製造一元醇及二元醇的方法為目前相關產業的研究重點。
目前雖已知可利用將有機酸進行氫化反應來獲得一元醇及二元醇,然而,有機酸中具有的C=O鍵親電性低,因此,對羧酸進行氫化反應的條件十分嚴苛,例如:較高的反應溫度及較高的氫氣壓力等。較常見將酸氫化成醇的方式是先將有機酸進行酯化後,再進一步將酯氫化成醇的二步法。
為增加前述氫化反應的收率,目前大多使用活性高的貴金屬催化劑搭配一至多種金屬進行酸氫化,另外,亦有研究報導於反應中使用銅系催化劑,但僅將含羥基的單元酸氫化成醇。
習知將酸一步氫化成醇的反應較為困難,尤其是對於羧酸,羧酸中的C=O鍵因親電性低難以被催化劑吸附,所以氫化條件較為嚴苛,通常須先將酸酯化後,再將酯氫化成醇,即須採用兩步法,反應程序複雜,而在酸一步氫化成醇的反應中使用貴金屬催化劑雖亦有高的收率,但貴金屬催化劑的製備較為複雜,且生產成本也較高。
另外,目前雖已有使用銅系催化劑的文獻,但使用雙金屬之含銅催化劑,如:CuO/CoO,其反應需要在280 atm高壓下進行,才可達到將己二酸氫化,反應條件艱難;單金屬之含銅催化劑,如:Cu/SiO 2,目前則僅用於將含羥基的單元酸氫化成二元醇的反應中,且收率遠低於95 %。
有鑑於此,為解決上述問題,本發明之主要目的在於提供一種將酸氫化成醇之製法,其步驟係包括:將含銅層狀矽酸鹽(copper phyllosilicate)作為催化劑,經還原處理後,在該經還原之催化劑的存在下將酸氫化成醇,其中,該催化劑包含載體SiO 2以及活性金屬Cu。
於一較佳實施例,該催化劑經紅外線光譜(infrared spectroscopy,IR)分析係具有I 670/I 800峰值面積比值範圍為0.05至0.5。
於一較佳實施例,該催化劑經紅外線光譜(infrared spectroscopy,IR)分析係具有I 670/I 800峰值面積比值範圍為0.1至0.37。
於一較佳實施例,該酸係包含選自由單元酸、含羥基之單元酸、二元酸及多元酸所組成之群組中之其一或其組合。
於一較佳實施例,該酸係包含具有羧基(-COOH)之一種或多種化合物,該醇係一元醇或二元醇。
於一較佳實施例,該酸係包含選自由甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、戊酸、己酸、辛酸、丁二酸、戊二酸、己二酸、癸二酸及1,4-環己烷二羧酸所組成之群組中之其一或其組合;對應所製成之醇分別為甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、戊醇、己醇、辛醇、丁二醇、戊二醇、己二醇、癸二醇及1,4-環己烷二甲醇。
於一較佳實施例,該還原處理係將含銅層狀矽酸鹽於氫氣環境下及120℃至400℃下,進行1至7小時前處理。
於一較佳實施例,反應時之壓力係50 kg/cm 2至100 kg/cm 2
於一較佳實施例,反應時之壓力係90 kg/cm 2
本發明之另一目的在於提供一種將二元酸直接氫化成二元醇之製法,其步驟係包括:如前所述之將酸氫化成醇之製法,其中,在該經還原之催化劑的存在下將二元酸直接氫化成二元醇。
本發明之另一目的在於提供一種將環烷羧酸直接氫化成環烷醇之製法,其步驟係包括:如前所述之將酸氫化成醇之製法,其中,在該經還原之催化劑的存在下將環烷羧酸直接氫化成環烷醇。
本發明將酸氫化成醇之製法具有以下優勢:
1. 本發明使用含銅層狀矽酸鹽作為催化劑,其相較於習知使用貴金屬催化劑的成本較低,且其組成簡單,製備上較為容易;
2. 本發明之製法係採用一步法將酸直接氫化成醇,而不需先將酸經酯化後再進行氫化,藉以使反應步驟簡化,降低生產成本;
3. 相較於使用CuO/CoO之銅系催化劑其反應壓力高達280 atm,本發明之製法所需的反應壓力較低;
4. 相較於以往使用的Cu/SiO 2催化劑,本發明之含銅層狀矽酸鹽因具有層狀結構而有高度分散的活性金屬銅,除了可將單元酸、含羥基之單元酸、二元酸及多元酸氫化成醇,亦可將二元酸直接氫化成二元醇、環烷羧酸直接氫化成環烷醇,同時收率可達95%以上。
有關本發明之詳細說明、實施態樣及技術內容,現就配合圖式說明如下,然而,應理解這些實施態樣僅用於幫助可更加容易理解本發明,而非用以限制本發明之範圍。
本文中所稱之「包含或包括」意指不排除一或多個其他組件、步驟、操作和/或元素的存在或添加至所述之組件、步驟、操作和/或元素。「一」意指該物的語法對象為一或一個以上(即,至少為一)。
本發明提供一種將酸氫化成醇之製法,其步驟係包括:將含銅層狀矽酸鹽(copper phyllosilicate)作為催化劑,經還原後,在該經還原之催化劑的存在下將酸氫化成醇,其中,該催化劑包含載體SiO 2以及活性金屬Cu。
本發明亦提供一種將二元酸直接氫化成二元醇之製法,其步驟係包括:將含銅層狀矽酸鹽(copper phyllosilicate)作為催化劑,經還原後,在該經還原之催化劑的存在下將二元酸直接氫化成二元醇,其中,該催化劑包含載體SiO 2以及活性金屬Cu。
本發明亦提供一種將環烷羧酸直接氫化成環烷醇之製法,其步驟係包括:將含銅層狀矽酸鹽(copper phyllosilicate)作為催化劑,經還原後,在該經還原之催化劑的存在下將將環烷羧酸直接氫化成環烷醇,其中,該催化劑包含載體SiO 2以及活性金屬Cu。
本文所述之「將酸氫化成醇之製法」係指經一步法將酸氫化成醇,即將酸經氫化反應後直接生成醇之製法,而非將酸先經酯化反應生成酯後,再將酯經氫化反應生成醇之二步法。
本文所述之「酸」係指本發明之製法的反應物。於一較佳實施態樣中,該酸例如但不限於:包含選自由單元酸、含羥基之單元酸、二元酸及多元酸所組成之群組中之其一或其組合。於一較佳實施態樣中,該酸係包含具有羧基(-COOH)之一種或多種化合物。於一較佳實施態樣中,該酸例如但不限於:包含選自由甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、戊酸、己酸、辛酸、丁二酸、戊二酸、己二酸、癸二酸、1,4-環己烷二羧酸、及其他有機酸所組成之群組中之其一或其組合。
本文所述之「醇」係指本發明之製法的生成物(或稱產物),其依據反應物可以係一元醇、二元醇或多元醇。於一較佳實施態樣中,本發明將酸氫化成醇之製法中,反應物為一元羧酸,生成物為一元醇。於一較佳實施態樣中,本發明將酸氫化成醇之製法中,反應物為二元羧酸,生成物為二元醇。於一較佳實施態樣中,本發明將酸氫化成醇之製法中,反應物為環烷羧酸,生成物為環烷醇。於一較佳實施態樣中,本發明將酸氫化成醇之製法中,當反應物之酸係甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、戊酸、己酸、辛酸、丁二酸、戊二酸、己二酸、癸二酸、1,4-環己烷二羧酸之其一時,對應所製成之醇分別為甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、戊醇、己醇、辛醇、丁二醇、戊二醇、己二醇、癸二醇、1,4-環己烷二甲醇。
本文所述之「催化劑」(或稱觸媒)係使用含銅層狀矽酸鹽(copper phyllosilicate,CPS),是氫化作用中良好的催化劑。含銅層狀矽酸鹽形成層狀結構,具有高度分散的活性金屬銅(Cu),同時Cu 0和Cu +之間具有協同作用,使本發明中使用的含銅層狀矽酸鹽具有優良的催化性能。而銅和二氧化矽之間具有較強的相互作用,使催化劑具有良好的耐熱性,因而可避免活性金屬團聚所導致的催化劑失活。於一較佳實施態樣中,本發明含銅層狀矽酸鹽經紅外線光譜(infrared spectroscopy,IR)分析具有670及800 cm -1的譜帶,經實驗發現I 670與I 800的面積比值可作為層狀結構所佔的比例,當I 670與I 800面積比例太低時,表示含銅層狀矽酸鹽的層狀結構少,銅金屬的表面積太小,因此反應速率過慢,甚至無法進行催化反應;當I 670與I 800面積比例過高時,表示含銅層狀矽酸鹽的層狀結構較多,銅金屬的表面積太大,使催化劑的活性變得太高,造成反應物過度氫化,導致副產物增加,因而影響收率,故較佳係具有I 670/I 800峰值面積比值(ration)範圍為0.05至0.5,例如但不限於:0.05、0.07、0.1、0.13、0.15、0.17、0.2、0.23、0.25、0.27、0.3、0.33、0.35、0.37、0.4、0.43、0.45、0.47、或0.5。於一更佳實施態樣中,本發明含銅層狀矽酸鹽經紅外線光譜分析係具有I 670/I 800峰值面積比值範圍為0.1至0.37,例如但不限於:0.1、0.11、0.12、0.13、0.14、0.15、0.16、0.17、0.18、0.19、0.2、0.21、0.22、0.23、0.24、0.25、0.26、0.27、0.28、0.29、0.3、0.31、0.32、0.33、0.34、0.35、0.36、0.37。
本發明經實驗發現產物「醇」之收率與活性金屬表面積之間具有相關性,故分散於層狀矽酸鹽的銅粒子較佳係銅奈米粒子。
本發明之製法使用含銅層狀矽酸鹽作為催化劑,該催化劑在製備後、使用前需經還原處理,該還原處理步驟例如:將含銅層狀矽酸鹽置於氫氣環境下使其還原,然而,本發明對於催化劑還原之方法不予限定。於一較佳實施態樣中,該還原處理係將含銅層狀矽酸鹽於氫氣環境下及120℃至400℃下,進行1至7小時前處理;前述還原反應之溫度例如但不限於:120℃、150℃、170℃、200℃、220℃、250℃、270℃、300℃、320℃、350℃、370℃、或400℃等;前述還原反應之時間例如但不限於:1小時、2小時、3小時、4小時、5小時、6小時、或7小時等。
本發明之製法中,氫化反應時需維持一定的反應壓力,於一較佳實施態樣中,反應壓力可以係50至200 kg/cm 2,例如但不限於:50 kg/cm 2、60 kg/cm 2、70 kg/cm 2、80 kg/cm 2、90 kg/cm 2、100 kg/cm 2、110 kg/cm 2、120 kg/cm 2、130 kg/cm 2、140 kg/cm 2、150 kg/cm 2、160 kg/cm 2、170 kg/cm 2、180 kg/cm 2、190 kg/cm 2、或200 kg/cm 2等。於一更佳實施態樣中,本發明製法之反應壓力係90 kg/cm 2
本發明之製法中,氫化反應具有較佳之反應溫度及反應時間,於一較佳實施態樣中,氫化反應係於溫度150℃至350℃下反應3至24小時,反應溫度例如但不限於:150℃、160℃、170℃、180℃、190℃、200℃、210℃、220℃、230℃、240℃、250℃、260℃、270℃、280℃、290℃、300℃、310℃、320℃、330℃、340℃、或350℃等,反應時間例如但不限於:3小時、3.5小時、4小時、4.5小時、5小時、5.5小時、6小時、6.5小時、7小時、7.5小時、8小時、8.5小時、9小時、9.5小時、10小時、10.5小時、11小時、11.5小時、12小時、12.5小時、13小時、13.5小時、14小時、14.5小時、15小時、15.5小時、16小時、16.5小時、17小時、17.5小時、18小時、18.5小時、19小時、19.5小時、20小時、20.5小時、21小時、21.5小時、22小時、22.5小時、23小時、23.5小時、或24小時等。
關於前述氫化反應之反應壓力、溫度及時間,可依反應物及催化劑的不同與所需達成之效果進行反應條件的調整搭配,於一較佳實施態樣中,在經還原之含銅層狀矽酸鹽的存在下,氫化反應係於240℃下,將氣體壓力維持在90 kg/cm 2,反應12至20小時。此般氫化反應條件的優勢在於,反應壓力僅需維持在90 kg/cm 2,即可達成將羧酸一步氫化成醇且收率高達95%以上之優異功效,改善習知製法需維持高壓反應而使反應條件艱難或貴金屬催化劑使生產成本居高不下等缺點。
以下示例是用以說明而非限制本發明。
[製備例1] 含銅層狀矽酸鹽催化劑之製備
(1) 取15 g的硝酸銅以及46ml的氨水,將其加入到300ml的純水中。
(2) 將上述溶液加入45ml矽溶膠進行攪拌1天。
(3) 將上述溶液置於80℃水浴中加熱,直至pH值由11降至7。
(4) 將上述溶液置入150℃烘箱加熱1天後,進行過濾並在60℃下進行乾燥。
(5) 最後將其放入高溫爐,在400℃下鍛燒4小時而得到含銅層狀矽酸鹽催化劑(copper phyllosilicate,CPS)。
[實施例1]
(1) 將0.3g的製備例1的含銅層狀矽酸鹽催化劑放置於1升高壓釜內,在氫氣環境與350˚C下進行3小時還原處理。
(2) 接著,將0.6g的反應物己二酸、及180ml的溶劑1,4-二噁烷加入至高壓釜。
(3) 先通入氮氣置換3次,再通入氫氣置換3次,之後通入氫氣使壓力升至54kg/cm 2
(4) 將溫度升至240℃,並將壓力維持在90kg/cm 2,進行攪拌反應12小時。
(5) 反應結束後過濾催化劑,使用氣相層析儀進行分析,結果如表1所示。
[實施例2-12]
除了將反應物改為表1的反應物外,係與實施例1同樣地進行反應,結果如表1所示。
表1
實施例 反應物 要產物 產物收率 (%)
1 己二酸 己二醇 95.9
2 1,4-環己烷二羧酸 1,4-環己烷二甲醇 97.2
3 甲酸 甲醇 98.6
4 乙酸 乙醇 98.2
5 丙酸 丙醇 96.7
6 丁酸 丁醇 96.9
7 戊酸 戊醇 96.3
8 己酸 己醇 96.1
9 辛酸 辛醇 95.7
10 丁二酸 丁二醇 95.2
11 戊二酸 戊二醇 97.2
12 癸二酸 癸二醇 95.1
結果顯示,如表1之實施例1所示,利用本發明之製法成功使己二酸轉化為己二醇,且產物收率高達95.9%,證實本發明之製法可應用於將羧酸直接氫化為醇類,以及證實本發明之製法可應用於將二元酸直接氫化為二元醇,且產物收率達95%以上。
如表1之實施例2所示,利用本發明之製法成功使1,4-環己烷二羧酸轉化為1,4-環己烷二甲醇,且產物收率高達97.2%,證實本發明之製法可應用於將環烷羧酸直接氫化為環烷醇,以及證實本發明之製法可應用於將環烷類二元酸直接氫化為環烷類二元醇,且產物收率達95%以上。
如表1之實施例3至9所示,利用本發明之製法成功使甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、戊酸、己酸及辛酸等單元酸分別轉化為甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、戊醇、己醇及辛醇等與其對應之一元醇,且產物收率高達95.7%至98.6%,顯見本發明之製法可將單元酸直接氫化成一元醇,且產物收率皆達95%以上。
如表1之實施例10至12所示,利用本發明之製法,除了使己二酸轉化為己二醇外,亦可成功使丁二酸、戊二酸及癸二酸等二元酸分別轉化為丁二醇、戊二醇及癸二醇等與其對應之二元醇,產物收率達95.1%至97.2%,因此,本發明將酸氫化成醇之製法可使二元酸直接氫化為二元醇,且產物收率達95%以上。
是以,經實施例1至12可證,本發明之製法可將酸僅經一步即氫化成對應之醇,且反應壓力僅需維持在90 kg/cm 2,產物收率高達95.1%至98.6%。
[製備例2] 殼狀銅矽(Cu/SiO 2)催化劑之製備
(1) 取15g的硝酸銅,將其加入到13ml的純水中。
(2) 將硝酸銅水溶液均勻噴灑在16g的二氧化矽上。
(3) 將其放置於60℃烘箱中進行乾燥一晚。
(4) 最後將其放入400℃下高溫爐鍛燒4小時而得到殼狀銅矽催化劑。
[比較例1]
除了將催化劑改為製備例2之催化劑外,係與實施例1同樣地進行反應,己二醇的產率為69.3%。
[比較例2]
除了將催化劑改為市售的非層狀Cu/SiO 2催化劑(CU60/8T、Johnson Matthey公司製)外,係與實施例1同樣地進行反應,己二醇的產率為72.8%。
[比較例3]
除了將催化劑改為市售的貴金屬Ru/Al 2O 3催化劑(T-8403、Clariant公司製)外,係與實施例1同樣地進行反應,己二醇的產率為52.6%。
[比較例4]
除了將催化劑改為市售的銅系多金屬Cu/Al/Mn催化劑(T-8706、Clariant公司製)外,係與實施例1同樣地進行反應,己二醇的產率為76.6%。
是以,使用催化劑成份具有Cu/SiO 2但不具有層狀結構之比較例1及2,其產物收率分別為69.3%及72.8%,遠低於相同反應條件下實施例1之產物收率95.9%。若比較含有銅成份之催化劑(即比較例1、2、4),其產物收率約為69%-77%,亦遠低於相同反應條件下實施例1之產物收率95.9%。此外,一般而言使用貴金屬催化劑預期將有較高的產物收率,但比較例3使用市售貴金屬催化劑Ru/Al 2O 3的產物收率僅52.6%,遠低於相同反應條件下實施例1之產物收率95.9%。顯而易見地,比較例1至4將己二酸氫化為己二醇之收率僅52.6%至76.6%,遠低於同樣轉化己二酸之實施例1之產物收率,即本發明之製法使用含銅層狀矽酸鹽作為反應催化劑,不僅可將酸僅經一步即氫化成對應之醇,且產生了其他替代催化劑所無法達到的優異功效。
[製備例3]
除了使用7g的硝酸銅以及21ml的氨水外,係與製備例1同樣地進行,得到含銅層狀矽酸鹽催化劑。
[製備例4]
除了使用27g的硝酸銅以及82ml的氨水外,係與製備例1同樣地進行,得到含銅層狀矽酸鹽催化劑。
IR光譜量測及分析
針對製備例1至4,進行IR光譜量測及分析。
IR量測:使用spectrum 1000型(購自Perkin Elmer公司),配製2wt%催化劑於溴化鉀(KBr)中,進行樣品壓成試片,接著將試片放入機台分析,在波長400~4400 cm -1的範圍之間進行量測,所得之紅外線光譜圖如圖1所示。
光譜分析:計算I 670與I 800的峰值面積,得到I 670與I 800的面積比值,其結果如表2所示。
[實施例13、14]
實施例13之反應程序與實施例1相同,差異僅在於:將催化劑改為製備例3的催化劑、以及將反應時間改為20小時。
實施例14之反應程序與實施例1相同,差異僅在於:將催化劑改為製備例4的催化劑。
實施例13及14之反應結果如表2所示。
表2
催化劑 產物收率 (%)
種類 I670/I800
實施例1 製備例1 0.24 95.9
比較例1 製備例2 0 69.3
實施例13 製備例3 0.1 94.5
實施例14 製備例4 0.37 87.2
結果顯示,圖1中I 1040與I 670表示含銅層狀矽酸鹽中OH振動、I 1100與I 800表示非晶質氧化矽譜帶(amorphous silica SiO band),由此可見,I 670與I 800的面積比值可作為含銅層狀矽酸鹽催化劑中層狀結構所佔的比例。
依據上述IR光譜分析結果,當I 670/I 800比例太低時,表示層狀結構少,銅金屬的表面積太小,導致催化劑活性太低,因此反應速率過慢,甚至無法進行催化反應;當I 670/I 800比例過高時,表示層狀結構較多,銅金屬的表面積太大,導致催化劑活性太高,會造成反應物過度氫化,導致副產物增加,因而影響收率。一併參照如表2之實施例12至14的反應結果可知,I 670與I 800的面積比值在0.1至0.37的範圍內具有良好的效果。
此外,從IR光譜來看,I 670也可以證明本發明含銅層狀矽酸鹽催化劑特有結構。
綜上所述,本發明將酸氫化成醇之製法具有以下優勢:本發明使用含銅層狀矽酸鹽作為催化劑,其相較於習知使用貴金屬催化劑的成本較低,且其組成簡單,製備上較為容易;本發明之製法係採用一步法將酸直接氫化成醇,而不需先將酸經酯化後再進行氫化,藉以使反應步驟簡化,降低生產成本; 相較於使用CuO/CoO之銅系催化劑其反應壓力高達280 atm,本發明之製法所需的反應壓力較低;相較於以往使用的Cu/SiO 2催化劑,本發明之含銅層狀矽酸鹽由於具有層狀結構而有高度分散的活性金屬銅,因此具有高表面積的活性金屬銅,並且在Cu +與Cu 0之間具有協同作用,除了可將單元酸、含羥基之單元酸、二元酸及多元酸氫化成醇,亦可將二元酸直接氫化成二元醇、環烷羧酸直接氫化成環烷醇,同時收率可達95%以上。
以上已將本發明做一詳細說明,惟以上所述者,僅惟本發明之一較佳實施例而已,當不能以此限定本發明實施之範圍,即凡依本發明申請專利範圍所作之均等變化與修飾,皆應仍屬本發明之專利涵蓋範圍內。
無。
圖1,係本發明一較佳實施態樣中所使用催化劑之紅外線光譜圖。

Claims (10)

  1. 一種將酸氫化成醇之製法,其步驟係包括:將含銅層狀矽酸鹽(copper phyllosilicate)作為催化劑,經還原處理後,在該經還原之催化劑的存在下將有機酸氫化成醇,其中,該催化劑包含載體SiO2以及活性金屬Cu,且該催化劑經紅外線光譜(infrared spectroscopy,IR)分析係具有I670/I800峰值面積比值範圍為0.05至0.5。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之將酸氫化成醇之製法,其中,該催化劑經紅外線光譜(infrared spectroscopy,IR)分析係具有I670/I800峰值面積比值範圍為0.1至0.37。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之將酸氫化成醇之製法,其中,該酸係包含選自由單元酸、含羥基之單元酸、二元酸及多元酸所組成之群組中之其一或其組合。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之將酸氫化成醇之製法,其中,該酸係包含具有羧基(-COOH)之一種或多種化合物,該醇係一元醇或二元醇。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之將酸氫化成醇之製法,其中,該酸係包含選自由甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、戊酸、己酸、辛酸、丁二酸、戊二酸、己二酸、癸二酸及1,4-環己烷二羧酸所組成之群組中之其一;對應所製成之醇分別為甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、戊醇、己醇、辛醇、丁二醇、戊二醇、己二醇、癸二醇及1,4-環己烷二甲醇。
  6. 如申請專利範圍第3項所述之將酸氫化成醇之製法,其中,該還原處理係將含銅層狀矽酸鹽於氫氣環境下及120℃至400℃下,進行1至7小時前處理。
  7. 如申請專利範圍第3項所述之將酸氫化成醇之製法,其中,反應時之壓力係50kg/cm2至100kg/cm2
  8. 如申請專利範圍第7項所述之將酸氫化成醇之製法,其中,反應時之壓力係90kg/cm2
  9. 一種將二元酸直接氫化成二元醇之製法,其步驟係包括:如申請專利範圍第1至8任一項所述之將酸氫化成醇之製法,其中,在該經還原之催化劑的存在下將二元有機酸直接氫化成二元醇。
  10. 一種將環烷羧酸直接氫化成環烷醇之製法,其步驟係包括:如申請專利範圍第1至8任一項所述之將酸氫化成醇之製法,其中,在該經還原之催化劑的存在下將有機環烷羧酸直接氫化成環烷醇。
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102125847A (zh) * 2010-12-30 2011-07-20 厦门大学 一种用于制备乙二醇的铜镍硅催化剂及其制备方法
CN103816908A (zh) * 2014-03-20 2014-05-28 神华集团有限责任公司 一种用于醋酸酯加氢制乙醇的催化剂及其制备方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2990568B2 (ja) * 1993-12-13 1999-12-13 花王株式会社 銅含有水素化触媒の調製法およびアルコールの製造法
US6455742B1 (en) * 1999-09-02 2002-09-24 Wisconsin Alumni Research Foundation Method for catalytically reducing carboxylic acid groups to hydroxyl groups in hydroxycarboxylic acids
WO2001021306A1 (fr) * 1999-09-21 2001-03-29 Asahi Kasei Kabushiki Kaisha Catalyseurs pour l'hydrogenation de l'acide carboxylique
RU2290994C1 (ru) * 2005-12-21 2007-01-10 Институт Катализа Им. Г.К. Борескова Сибирского Отделения Российской Академии Наук Катализатор, способ его приготовления и способ получения дигидроксиалканов
CN103170337B (zh) * 2013-02-27 2015-01-14 厦门大学 用于生产乙醇的催化剂及其制备方法
WO2017167772A1 (de) * 2016-03-31 2017-10-05 Basf Se Verfahren zur hydrierung von carbonsäuren zu alkoholen

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102125847A (zh) * 2010-12-30 2011-07-20 厦门大学 一种用于制备乙二醇的铜镍硅催化剂及其制备方法
CN103816908A (zh) * 2014-03-20 2014-05-28 神华集团有限责任公司 一种用于醋酸酯加氢制乙醇的催化剂及其制备方法

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