专利名称：一种用1,2－丙二醇气相脱氢联产α－羟基丙酮和丙酮醛的方法
技术领域：
本发明属于化学化工技术领域，具体涉及一种用1，2-丙二醇气相脱氢联产α-羟基丙酮和丙酮醛的方法。
背景技术：
α-羟基丙酮又名丙酮醇，用于合成消化系统的H2阻滞药西咪替丁的中间体4-甲基咪唑、喹诺酮类抗菌药左旋氧氟沙星的中间体(s)-(+)-2氨基丙醇、外消旋组氨酸的中间体4-羟甲基咪唑，还用于生物素(维生素H)以及无溃疡毒副作用的解热镇痛药阿司匹林丙酮酯等药物和手性中间体(1)-(-)-1，2-丙二醇的合成。a-羟基丙酮的合成方法主要是一溴丙酮酯化/醇解法和1，2-丙二醇的氧气或K2CrO7/H2SO4氧化法等。前者反应条件温和、合成或生产设备要求低且简单，产品收率高纯度高，但主要原料一溴丙酮的价格导致生产成本过高是该方法的最大缺点；后者则刚好相反，反应条件及设备要求高，产品收率不高，但原料成本低并可连续生产。
丙酮醛是一种黄绿色的液体，由于含有相邻两个羰基而具有独特的反应性能，是一种重要的合成中间体，可用于合成药物中间体如4-甲基咪唑，另外还可以用于生物化学和有机合成，可通过气化反应得到用途广泛的乳酸。丙酮醛的合成方法主要有丙酮法和1，2丙二醇法两种。后者具有更好的得率及工业化前景，但催化剂的成本较高。这些合成方法中丙酮醛的选择性都较高，产物中含有少量的α-羟基丙酮。
1，2-丙二醇的脱氢氧化经历这样一个过程1，2-丙二醇→α-羟基丙酮→丙酮醛→乙酸、CO2、H2O由上述可知，α-羟基丙酮和丙酮醛的分别生产均存在一些问题，如果能够得到一种由1，2-丙二醇联产两种产品的方法，无疑可以提高原料的利用率，间接降低了生产成本，提高产品的经济优势。
发明内容
本发明的目的是提供一种原料选择面广、副产物少、能连续进行和工艺简单的1，2-丙二醇气相脱氢联产α-羟基丙酮和丙酮醛的方法。
本发明提出了用一种1，2-丙二醇气相脱氢联产α-羟基丙酮和丙酮醛的方法。该方法是在电解银催化剂的存在下，进行气相脱氢氧化，同时得到α-羟基丙酮和丙酮醛，汽化的1，2-丙二醇与氧气连续进入催化床进行脱氢氧化反应。
本发明以液体1，2-丙二醇为原料，汽化的1，2-丙二醇与预热过的氧源在电解银催化剂的存在下，连续进入催化床进行气相脱氢氧化，同时得到α-羟基丙酮和丙酮醛，其具体的反应条件为氧气和1，2-丙二醇的摩尔比是0.25~1.00，反应温度是300~500℃，反应压力是常压，1，2-丙二醇的液时空速是2.20~10.93h-1。
本发明中，氧气和1，2-丙二醇的摩尔比可以是0.25~0.75。
本发明中，反应温度可以是350~450℃。
本发明中，1，2-丙二醇的液时空速可以是4.37~8.73h-1。
本发明中，原料1，2-丙二醇和水混合后一起进行反应，其中混合后水含量可以为质量分数0~50％。
本发明中，液体原料1，2-丙二醇和水混合后可以同时汽化，再和预热过的氧源进行混合。
本发明中，液体原料1，2-丙二醇和水可以分别汽化后，再和预热过的氧源进行混合。
本发明中，氧源可以直接采用氧气或者空气。
本发明中，氧源可以用氮气进行稀释，稀释后氮气的体积分数是0~98％。
本发明方法使催化脱氢能连续进行，并同时生成α-羟基丙酮和丙酮醛，工艺简单，副产物少，催化脱氢的转化率可达到50％，产物中α-羟基丙酮和丙酮醛的选择性之和达到75％~100％。
具体实施例方式
下面通过实例进一步描述本发明。
实施例1采用3g电解银催化剂，1，2-丙二醇80％的水溶液和氧气为原料，氮气稀释后氮气所占的体积分数为96.4％，原料经汽化后在不锈钢反应管中进行反应，反应温度300~310℃，进料氧醇比0.25，液时空速8.73h-1，1，2-丙二醇的转化率38.18％，产物中α-羟基丙酮的选择性37.52％，丙酮醛的选择性56.78％。
实施例2采用3g电解银催化剂，1，2-丙二醇80％的水溶液和氧气为原料，氮气稀释后氮气所占的体积分数为96.4％，原料经汽化后在不锈钢反应管中进行反应，反应温度350~360℃，进料氧醇比0.25，液时空速8.73h-1，1，2-丙二醇的转化率41.29％，产物中α-羟基丙酮的选择性36.47％，丙酮醛的选择性57.85％。
实施例3采用3g电解银催化剂，1，2-丙二醇80％的水溶液和空气为原料，氮气稀释后氮气所占的体积分数为96.4％，原料经汽化后在不锈钢反应管中进行反应，反应温度490~500℃，进料氧醇比0.25，液时空速8.73h-1，1，2-丙二醇的转化率37.82％，产物中α-羟基丙酮的选择性27.29％，丙酮醛的选择性57.42％。
实施例4采用3g电解银催化剂，1，2-丙二醇80％的水溶液和空气为原料，氮气稀释后氮气所占的体积分数为91.7％，原料经汽化后在不锈钢反应管中进行反应，反应温度350~360℃，进料氧醇比0.75，液时空速8.73h-1，1，2-丙二醇的转化率68.99％，产物中α-羟基丙酮的选择性37.18％，丙酮醛的选择性44.25％。
实施例5采用3g电解银催化剂，1，2-丙二醇80％的水溶液和空气为原料，氮气稀释后氮气所占的体积分数为91.7％，原料经汽化后在不锈钢反应管中进行反应，反应温度350~360℃，进料氧醇比1.00，液时空速8.73h-1，1，2-丙二醇的转化率78.68％，产物中α-羟基丙酮的选择性32.56％，丙酮醛的选择性50.46％。
实施例6采用3g电解银催化剂，1，2-丙二醇80％的水溶液和空气为原料，氮气稀释后氮气所占的体积分数为96.4％，原料经汽化后在不锈钢反应管中进行反应，反应温度350~360℃，进料氧醇比0.25，液时空速10.93h-1，1，2-丙二醇的转化率42.38％，产物中α-羟基丙酮的选择性38.24％，丙酮醛的选择性46.91％。
实施例7采用3g电解银催化剂，1，2-丙二醇80％的水溶液和空气为原料，氮气稀释后氮气所占的体积分数为96.4％，原料经汽化后在不锈钢反应管中进行反应，反应温度350~360℃，进料氧醇比0.25，液时空速2.20h-1，1，2-丙二醇的转化率60.35％，产物中α-羟基丙酮的选择性34.85％，丙酮醛的选择性44.45％。
实施例8采用3g电解银催化剂，1，2-丙二醇纯液体和空气为原料，氮气稀释后氮气所占的体积分数为96.4％，原料经汽化后在不锈钢反应管中进行反应，反应温度350~360℃，进料氧醇比0.25，液时空速8.73h-1，1，2-丙二醇的转化率55.75％，产物中α-羟基丙酮的选择性37.05％，丙酮醛的选择性58.20％。
实施例9采用3g电解银催化剂，1，2-丙二醇50％的水溶液和空气为原料，氮气稀释后氮气所占的体积分数为96.4％，原料经汽化后在不锈钢反应管中进行反应，反应温度350~360℃，进料氧醇比0.25，液时空速8.73h-1，1，2-丙二醇的转化率50.84％，产物中α-羟基丙酮的选择性38.24％，丙酮醛的选择性57.12％。
实施例10采用3g电解银催化剂，1，2-丙二醇80％的水溶液和空气为原料，氮气稀释后氮气所占的体积分数为30.5％，原料经汽化后在不锈钢反应管中进行反应，反应温度350~360℃，进料氧醇比0.25，液时空速8.73h-1，1，2-丙二醇的转化率46.85％，产物中α-羟基丙酮的选择性38.25％，丙酮醛的选择性58.75％。
实施例11采用3g电解银催化剂，1，2-丙二醇80％的水溶液和氧气为原料，不用氮气稀释，原料经汽化后在不锈钢反应管中进行反应，反应温度350~360℃，进料氧醇比0.25，液时空速8.73h-1，1，2-丙二醇的转化率51.65％，产物中α-羟基丙酮的选择性38.45％，丙酮醛的选择性58.20％。
权利要求
1.一种用1，2-丙二醇气相脱氢联产α-羟基丙酮和丙酮醛的方法，其特征在于，以液体1，2-丙二醇为原料，汽化的1，2-丙二醇与预热过的氧源在电解银催化剂的存在下，连续进入催化床进行气相脱氢氧化，同时得到α-羟基丙酮和丙酮醛，其具体的反应条件为氧气和1，2-丙二醇的摩尔比是0.25～1.00，反应温度是300～500℃，反应压力是常压，1，2-丙二醇的液时空速是2.20～10.93h-1。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，氧气和1，2-丙二醇的摩尔比是0.25～0.75。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，反应温度是350～450℃。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，1，2-丙二醇的液时空速是4.37～8.73h-1。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，原料1，2-丙二醇是和水混合后一起进行反应，其中混合后水含量为质量分数0～50％。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，液体原料1，2-丙二醇和水混合后同时汽化，再和预热过的氧源进行混合。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，液体原料1，2-丙二醇和水是分别汽化后，再和预热过的氧源进行混合。
8.根据权利要求1或者2所述的方法，其特征在于，氧源直接采用氧气或者空气。
9.根据权利要求1或者2所述的方法，其特征在于，氧源用氮气进行稀释，稀释后氮气的体积分数是0～98％。
全文摘要
本发明属于化学化工技术领域，具体涉及一种用1，2－丙二醇气相脱氢联产α－羟基丙酮和丙酮醛的方法。本发明是采用电解银作为催化剂，在不锈钢反应管中1，2－丙二醇气相脱氢生成两种产物，氧气和1，2－丙二醇的摩尔比是0.25～1.00，反应温度是300～500℃，反应压力是常压，1，2－丙二醇的液时空速是2.20～10.93h
文档编号C07C49/00GK101016234SQ200710036588
公开日2007年8月15日 申请日期2007年1月18日 优先权日2007年1月18日
发明者李楠, 徐华龙, 沈伟, 邱建立, 刘琼 申请人:复旦大学, 上海华谊集团上硫化工有限公司