专利名称：不饱和环醚的制备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种在液相中在载体支持的含钴催化剂的催化下，从二醇中制备不饱和环醚的方法和涉及新的特别是靠溶胶浸渍而制成的载体支持的含钴催化剂。
DE-A2346943公开了一种在氢气流下从二醇制备不饱和环状化合物的方法。在该方法中所用的催化剂是一种被载体支持的含铜铬催化剂或被载体支持的含铜催化剂和正钨酸或杂多钨酸的混合物。转化率和产量不令人满意的。
JP01/287079公开了一种在600dc时由氢气还原的含钴催化剂下的分别从1，4-丁二醇和1，5-戊二醇制备二氢呋喃和二氢吡喃的方法。
US-A2993910公开了一种在300℃到450℃范围内由氢气还原的钴催化剂存在下，从1，4-丁二醇制备二氢呋喃的方法。
本发明的目的是克服以上缺陷。相应地，我们发现了一种新的改进的以通用分子式II的二醇制备通用分子式I的不饱和环醚的方法。 式中Z表示-(CHR4)q或-(CHR4)q-O-q为0，1，2或3R1，R2，R3和R4表示氢气或C1-C4基 式中，R1、R2和R3意义同前，在一种被载体支持的含钴催化剂的存在下，在此，所用的钴催化剂含有承载在一种惰性载体上的钴和一种贵金属，原子比0.5∶1-70000∶1，该贵金属从铂，钯，铑，铱，钌，锇，铼或它们的混合物中选择，以及可选择地还含有碱金属和碱土金属盐，钪，钒，铬，锰，铁，镍，铜，锌，锗，锡，铅，锑，铋，或它们的混合物上，此反应在温度150℃-300℃内液相中进行和特别地依靠溶胶浸渍制备的新的被载体支持的含钴催化剂的存在。
本发明方法可如下操作二醇II通常是在含1-20wt％，优选为2-10wt％的被载体支持的含钴催化剂存在下，在150-300℃，优选160-240℃温度范围下进行反应而生成的。所得的混合物可从不饱和环醚和反应中的水中间歇地或优选连续地蒸馏出。可供选择地，在反应中形成的不饱和环醚可在反应条件下为惰性的气体如氮气或氩气汽提。在连续操作方式中，依靠加入新的二醇II可保持反应器中的液面高度。为了降低饱和环醚的含量，该饱和环醚不容易与不饱和环醚分离，向反应器中计量加入0.05-1wt％，优选0.1-0.3wt％的碱金属化合和/或碱土金属化合物，例如以氢氧化物或碳酸盐的形式。
适宜的被载体支持的含钴催化剂是在一个有孔载体上的钴氧化物或钴金属粒子。它含有一种或多种稀有金属，这些金属可从铂，钯，铑，铱，钌，锇，铼或它们的混合物中选择，优选铂，钯，铼或它们的混合物，更优选铂，钯或它们的混合物，可以选择地还含有碱金属盐或碱土金属盐，钪，钒，铬，锰，铁，镍，铜，锌，锗，锡，铅，锑，铋或它们的混合物(化合物A)，其用量可在0.01-10wt％，优选0.1-5wt％，更优选0.5-3wt％，优选锂，钾，钠，钙，锶，钡，锰，铁，镍，铜，锌，锑或它们的混合物，更优选钾，钠，锰，铁，镍，铜，锌或它们的混合物。
被载体支持的催化剂中钴或氧化钴的百分含量通常为1-70wt％，优选5-50wt％，更优选10-40wt％。
为增加催化剂活性，可加入一种或多种从下组元素中选择的元素铂，钯，铑，铱，钌，饿，铼或它们的混合物，优选铂，钯，铼或它们的混合物，更优选铂，钯或它们的混合物。
这些元素的重量为0.001-2wt％，优选0.005-1wt％，更优选0.01-0.5wt％。
被载体支持的催化剂中通常钴和贵金属的重量比为0.5∶1-70,000∶1，优选5∶1-10,000∶1，更优选20∶1-4,000∶1。
适宜的载体是惰性载体。如SiO2，Al2O3，TiO2，ZrO2，各种类型的沸石如孔隙细的如A-型沸石，孔隙一般的如ZSM-5，ZSM-11，镁碱沸石，孔隙粗的如八面沸石，β-沸石，发光沸石，硅铝钾沸石，热液处理制成的磷酸盐如AIPO和SAPO，活性炭或碱土金属氧化物，优选SiO2，ZrO2和沸石，更优选SiO2。
被载体支持的催化剂的表面积(BET)通常为1-600m2/g，优选10-500m2/g，更优选50-400m2/g。
被载体支持的催化剂的孔隙率通常为0.01-1.5ml/g，优选0.1-1.2ml/g，更优选0.2-1ml/g。
已知被载体支持的催化剂的制备方法，一种有效的方法是用一种可溶性钴化合物(如亚硝酸盐，硝酸盐，亚硫酸盐，硫酸盐，碳酸盐，氢氧化物，如此以外，还有羧酸盐，卤化物，石盐，卤酸盐)或同时或依次用类似的可溶性化合物A(如亚硝酸盐，硝酸盐，亚硫酸盐，硫酸盐，碳酸盐，氢氧化物，羧酸盐，卤化物，石盐，卤酸盐)浸渍多孔载体材料，然后是阴离子的热分解形成氧化物。另一种可能性包括把一种钴化合物和载体材料(干燥的或以悬浮液或特别是依靠喷洒干燥)混合，可选择地同时与化合物A混合，材料的压制(如依靠捏合，可选择地添加适宜的成形剂)，挤出成形和干燥，然后在200-1300℃，优选300℃-1000℃，更优选400-800℃的温度范围内煅烧。
依靠浸渍，喷洒或使用一些其它技术，成份A可被交替的多次使用。
依靠利用一种可溶性化合物(亚硝酸盐，硝酸盐，亚硫酸盐，硫酸盐，亚磷酸盐，磷酸盐，碳酸盐，氢氧化物，除此以外，还有羧酸盐，卤化物，石盐，卤酸盐)或作为酸浸渍来施加一种或多种贵金属组份。特别优选的是以溶胶形式应用一种或几种这样的金属。
化合物I和II中，替代物R1，R2，R3，R4；连接组分Z；代码q有如下含义。
R1，R2，R3和R4独立地表示-氢气。-C1-C4烷基，如甲基，乙基，n-丙基，异丙基、n-丁基、异丁基、仲丁基和叔丁基，优选C1-C3烷基如甲基，乙基，n-丙基和异丙基，更优选甲基和乙基。Z表示--(CHR4)q或-(CHR4)q-O，q为-0，1，2或3，优选0或1，更优选1。
适宜的二醇II如1，4-丁二醇，1，5-戊二醇，1，6-已二醇或二甘醇。
适宜的不饱和环醚如3，4-二氢-2H-吡喃。2，3-二氢呋喃和1，4-二氧杂环己烷，优选3，4-二氢-2H-呋喃。
不饱和环醚I是对乙醇有价值的保护基团。
实例催化剂A-E的制备向555ml由291.3g Co(NO3)20.06 H2O和一种金属硝酸盐组成的水溶液中加入300g SiO2粉末(注射用蒸馏水吸收(wasser uptake)1.85ml/g)搅拌约2小时，在120℃下干燥16小时，在500℃下煅烧2小时。
用一种贵金属溶胶(每升0.6g)与这种组合物(重量如表1所示)喷雾2小时，然后干燥，在500℃下煅烧1小时，这种溶胶是在700ml水中混合一种贵金属盐和5g聚乙烯基吡咯烷酮和300ml乙醇，并且回流4小时而制成的。
表1中列出有关催化剂制备和性质的更具体的细节。
表1
催化剂F-H的制备。
向555ml由291.3g Co(NO3)20.06H2O和一种金属硝酸盐组成的水溶液中加入300g SiO2粉末(注射用蒸馏水吸收1.85ml/g)搅拌约2小时，在120℃下干燥16小时，在500℃下煅烧2小时。
置这种混合物(重量如表2所示)和一旋转台上，与一种贵金属溶胶275ml(每升0.6g)一起喷雾2小时，然后干燥，在500℃下煅烧1小时，这种溶胶是在700ml水中的一种贵金属盐与5g聚乙烯基吡咯烷酮和300ml乙醇混合，并回液4小时而制成的。
表2列出有关此催化剂制备和性质的更具体的细节。
表2
催化剂J的制备向555ml由291.3g Co(NO3)26H2O和一种金属硝酸盐组成的水溶液中加入300g SiO2粉末(注射蒸馏水吸收1.85ml/g)搅拌约2小时，在120℃下干燥16小时，在500℃下煅烧2小时。
336.4g预先制备的这类混合物在一张旋转台上与一种含有0.41gpt(NO3)2的水溶液250ml喷雾2小时，然后干燥，在500℃下煅烧1小时，生成的催化剂J含有0.05wt％铂，并且有表面积(BET)211m2/g。
对比催化剂X(在US-A2993910中介绍)向740ml含有388.4g CO(NH3)2·6H2O的水溶液中加入400g SiO2粉末(水吸收1.85ml/g)搅拌约2小时，在120℃下干燥16小时，在500℃下煅烧2小时(表面积(BET)230m2/g)。
置1.4升1，5-戊二醇和一定量的催化剂A-J中的一种(如表3所示)于一容器内，搅拌加热至允许加热范围的最低限度。所形成的3，4-二氢-2H-吡喃/水混合物通过蒸馏水断移出。在表3所示的时间段内不断的计量1，5-戊二醇总量(如表3所示)，随后相分离的馏出物3，4-二氢-2H-吡喃的用量和说明如表3所示。
表3
*加入10ml 1％强度的碳酸钾水溶液。*对比例(如US-A2993910所介绍)。
权利要求
1.由通式II的二醇制备通式I的不饱和环醚的方法， 式中Z表示-(CHR4)q或-(CHR4)q-O-q是0，1，2或3R1，R2，R3和R4表示氢气或C1-C4烷基， 式中，R1，R2和R3意义同前，在一种被载体支持的含钴催化剂的存在下，在此，所用的含钴催化剂含有承载在一种惰性载体上的钴和一种贵金属，原子比0.5∶1-70000∶1，该贵金属从铂，钯，铑，铱，钌，锇，铼或它们的混合物中选出，以及可供选择地还含有碱金属和碱土金属盐，钪，钒，铬，锰，铁，镍，铜，锌，锗，锡，铅，锑，铋，或它们的混合物，此反应在温度150-300℃内液相中进行和特别地依靠溶胶浸渍制备的新的被载体支持的含钴催化剂的存在。
2.制备如权利要求1定义的不饱和环醚I的方法，其中所用的被载体支持的含钴催化剂含有1-70wt％的钴和0.01-2wt％的一种或多种贵金属。
3.制备如权利要求1或2定义的不饱和环醚I的方法。其中，所用的被载体支持的含钴催化剂含有基于金属总存在量的0.001-10wt％的碱金属盐或碱土金属盐或其混合物。
4.制备如权利要求1-3定义的不饱和环醚I的方法，其中在反应中加入基于I的0.05-1wt％的碱金属盐或碱土金属盐或其混合物。
5.制备如权利要求1-4定义的不饱和环醚I的方法，其中所用的被载体支持的含钴催化剂含有基于金属总存在量的0.01-10wt％的钪，钒，铬，锰，铁，镍，铜，锌，锗，锡，铅，锡，铋或它们的混合物。
6.制备如权利要求1-5定义的不饱和环醚I的方法，其中，元素铂，钯，铑，铱，钌，锇，铼或它们的混合物以溶胶的形式被应用到由载体支持的含钴催化剂中。
7.一种由载体支持的含钴催化剂，由承载在一种惰性载体上的钴和一种贵金属组成，原子比0.5∶1-70000∶1，该种贵金属是从铂，钯，铑，铱，钌，锇，铼或它们的混合物中选出，和可选择地还含碱金属盐或碱土金属盐，钪，钒，铬，锰，铁，镍，铜，锌，锗，锡，铅，锑，铋或它们的混合物。
8.依靠溶胶浸渍制备的被载体支持的含钴催化剂，此催化剂由承载在一种惰性体上的钴和一种贵金属组成，该贵金属从铂，钯，铑，铱，钌，锇，铼或它们的混合物中选出，和可选择地还含碱金属盐或碱土金属盐，钪，钒，铬，锰，铁，镍，铜，锌，锗，锡，铅，锑，铋或它们的混合物。
全文摘要
从通式II的二醇制备通式I的不饱和环醚的方法，I式中Z表示-(CHR
文档编号B01J23/89GK1150949SQ9611152
公开日1997年6月4日 申请日期1996年8月22日 优先权日1995年8月23日
发明者J·施罗德尔, T·费泽尔, C·W·雷克尔, K·爱贝尔 申请人:巴斯福股份公司