本发明属于有机物制备技术领域，尤其涉及一种由二醇类化合物制备低级烷醇的方法。
背景技术：
近年来，在世界范围内人们广泛研究和发展利用化学或生物等方法将生物质衍生物二醇类化合物(乙二醇，1,2-丙二醇，1,2-丁二醇等)转化为燃料和其他高附加值的化学品。其中将二醇类化合物转化为低级醇类(甲醇，乙醇，丁醇)是该类化合物转化和利用的又一趋势，备受关注。由于低级醇类(甲醇，乙醇，丁醇)可以直接应用于动力燃料，该合成路径既可以提高生物质衍生物的可燃性，又可以提高生物质衍生物的应用范围。二醇类化合物含有碳氧和碳碳，其中碳氧键更容易断裂，但是选择性实现碳碳键断裂制备低级烷醇存在一定的困难。因为在有机化学领域，非极性碳碳键在热力学上非常稳定，它们的homo能量太低,lumo能量太高很难与催化剂相结合，因此在很多有机反应中碳碳键会保持稳定，因此二醇类化合物制备低级烷醇。目前，碳碳键断裂主要存在的问题是：反应底物的复杂性，不具有普适性。催化剂合成复杂，反应条件苛刻，对于低级醇类的选择性低。同样还存在的一个重要的问题是二醇类化合物转化为低级醇类需要引入大量的氢气和有毒的化学溶剂。
综上所述，现有技术存在的问题是：在二醇类化合物制备低级烷醇的过程中，所使用的催化剂制备复杂，通入高压氢气具有一定的危险性并使用了有毒有机溶剂；在合成低级烷醇的过程中选择性较低，存在着易于形成醚类化合物，操作过程困难，成本高等问题。
技术实现要素：
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种由二醇类化合物制备低级烷醇的方法。
本发明是这样实现的，一种由二醇类化合物制备低级烷醇的方法，所述由二醇类化合物制备低级烷醇的方法，在不引入氢气的条件下，以二醇类化合物和水为原料，以纳米镍为催化剂，将所述二醇类化合物、水、纳米镍装入高压反应釜后密封在水的饱和蒸汽压下(0.6-2.3mpa)发生水热反应，在160℃～220℃下反应6h～30h，冷却后过滤得到低级烷醇溶液。
进一步，所述由二醇类化合物制备低级烷醇的方法化学反应式为：
进一步，所述二醇类化合物为1,2-丙二醇、1,2-丁二醇、1，2-戊二醇、1，2-己二醇、1，3-丙二醇及1，2-丁二烯醇中的一种。
进一步，反应后的低级烷醇为：1,2-丙二醇对应的是乙醇；1,2-丁二醇对应的是正丙醇；1，2-戊二醇对应的是正丁醇；1，2-己二醇对应的是正戊醇；1，3-丙二醇对应的是乙醇；1，2-丁二烯醇对应的是正丙醇。
进一步，所述二醇类化合物和水为原料中，二醇类化合物的水溶液为：25ml，0.05mol/l的二醇类化合物水溶液；纳米镍为：0.05g～0.5g。
进一步，所述的纳米镍催化剂采用湿化学还原法制得，具体方法包括：
4.27g的氯化镍溶于300ml水中，在氮气氛围下，逐滴加入100ml的1mol的硼氢化钠水溶液，剧烈搅拌3h～5h，反应结束后用水洗涤数次，在真空干燥箱干燥12h后，得到纳米镍催化剂。
本发明的另一目的在于提供一种利用上述由二醇类化合物制备低级烷醇的方法制备的低级烷醇。
本发明的另一目的在于提供一种利用上述低级烷醇制备的动力燃料。
本发明的优点及积极效果为：
本发明发展了一种新的方法，在不使用高压氢气的条件下，通过水热反应，使用简单的非晶镍基催化剂，有效的将二醇类化合物通过选择性碳碳键的断裂转化为低级醇类。为有机反应中碳碳键的活化，特别是碳碳键断裂提供了新的思路。
与本发明最接近的现有技术发表在acscatal.2012,2,1285-1289上的论文，题目是《partialdeoxygenationof1,2-propanediolcatalyzedbyiridiumpincercomplexes》。与此方法相比，本发明的优点在于：
本发明所用催化剂为纳米镍催化剂，原料易得，成本低廉；所述催化剂制备简单，可重复使用；该反应体系以水为溶剂，并不需要引入氢气。本发明的反应条件温和，对设备要求低，只需要密封的反应釜即可，设备简单，操作容易，且对相应低级烷醇的产率(1，2-丙二醇制备乙醇)最高可达65％，具有良好的工业化前景。
附图说明
图1是本发明实施例提供的由二醇类化合物制备低级烷醇的方法流程图。
图2是本发明实施例提供的实施例1和18中产物乙醇的质谱图。
图3是本发明实施例提供的实施例14和17中产物正丙醇的质谱图。
图4是本发明实施例提供的实施例15中产物正丁醇的质谱图。
图5是本发明实施例提供的实施例16中产物正戊醇的质谱图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
现有技术，所使用的催化剂制备复杂，通入高压氢气具有一定的危险性并使用了有毒性的二氧六环为溶剂；合成的正丙醇，存在着易于形成醚类化合物，操作过程困难，成本高等问题。
基于此理论，本发明发展了一种新的方法，在水热条件下，使用简单的非晶镍基催化剂有效的将二醇类化合物通过选择性碳碳键的断裂转化为低级醇类。为有机反应中碳碳键的活化，特别是碳碳键断裂提供了新的思路。
下面结合附图对本发明的应用原理作详细描述。
如图1所示，本发明实施例提供的由二醇类化合物制备低级烷醇的方法，包括：
s101：将一定量的二醇类化合物，一定量的水和纳米镍装入高压反应釜中，混合均匀。
s102：密封后在160～220℃下反应6～24小时，冷却后得到低级烷醇溶液。
作为本发明实施例的优选方案，所述的二醇类化合物为1,2-丙二醇，1,2-丁二醇，1，2-戊二醇，1，2-己二醇，1，3-丙二醇，1，2-丁二烯醇。
反应后的主产物是1,2-丙二醇对应的是乙醇，1,2-丁二醇对应的是正丙醇，1，2-戊二醇对应的是正丁醇，1，2-己二醇对应的是正戊醇，1，3-丙二醇对应的是乙醇，1，2-丁二烯醇对应的是正丙醇。
所述的纳米镍催化剂采用湿化学还原法制得，具体方法如下：
4.27g的氯化镍溶于300ml水中，在氮气氛围下，逐滴加入100ml的1mol的硼氢化钠水溶液，剧烈搅拌3h～5h，反应结束后用水洗涤数次，在真空干燥箱干燥12h后，得到纳米镍催化剂。
作为本发明实施例的优选方案，优选的条件为160～220℃下反应6～30h。
作为本发明实施例的优选方案，优选的催化剂的量为0.05-0.5g。
下面结合具体实施例对本发明的应用原理作进一步描述。
实施例1
将25ml的0.05mol/l的1，2-丙二醇的水溶液和由硼氢化钠还原制备的纳米镍0.2g放入容积为30ml的高压反应釜中，密闭反应釜后，在200℃下反应24h，待反应釜冷却后，反应溶液待测。
利用气相色谱-质谱联用仪(tracedsqgc-ms)对所得溶液进行检测。根据浓度-峰面积标准曲线和产物峰面积，可计算出产物中乙醇的摩尔产率为48％。
实施例2
将25ml的0.05mol/l的1，2-丙二醇的水溶液和由硼氢化钠还原制备的纳米镍0.2g放入容积为30ml的高压反应釜中，密闭反应釜后，在220℃下反应24h，待反应釜冷却后，反应溶液待测。
利用气相色谱-质谱联用仪(tracedsqgc-ms)对所得溶液进行检测。根据浓度-峰面积标准曲线和产物峰面积，可计算出产物中乙醇的摩尔产率为43％。
实施例3
将25ml的0.05mol/l的1，2-丙二醇的水溶液和由硼氢化钠还原制备的纳米镍0.2g放入容积为30ml的高压反应釜中，密闭反应釜后，在180℃下反应24h，待反应釜冷却后，反应溶液待测。
利用气相色谱-质谱联用仪(tracedsqgc-ms)对所得溶液进行检测。根据浓度-峰面积标准曲线和产物峰面积，可计算出产物中乙醇的摩尔产率为46％。
实施例4
将25ml的0.05mol/l的1，2-丙二醇的水溶液和由硼氢化钠还原制备的纳米镍0.2g放入容积为30ml的高压反应釜中，密闭反应釜后，在160℃下反应24h，待反应釜冷却后，反应溶液待测。
利用气相色谱-质谱联用仪(tracedsqgc-ms)对所得溶液进行检测。根据浓度-峰面积标准曲线和产物峰面积，可计算出产物中乙醇的摩尔产率为35％。
实施例5
将25ml的0.05mol/l的1，2-丙二醇的水溶液和由硼氢化钠还原制备的纳米镍0.05g放入容积为30ml的高压反应釜中，密闭反应釜后，在200℃下反应24h，待反应釜冷却后，反应溶液待测。
利用气相色谱-质谱联用仪(tracedsqgc-ms)对所得溶液进行检测。根据浓度-峰面积标准曲线和产物峰面积，可计算出产物中乙醇的摩尔产率为15％。
实施例6
将25ml的0.05mol/l的1，2-丙二醇的水溶液和由硼氢化钠还原制备的纳米镍0.05g放入容积为30ml的高压反应釜中，密闭反应釜后，在200℃下反应30h，待反应釜冷却后，反应溶液待测。
利用气相色谱-质谱联用仪(tracedsqgc-ms)对所得溶液进行检测。根据浓度-峰面积标准曲线和产物峰面积，可计算出产物中乙醇的摩尔产率为20％。
实施例7
将25ml的0.05mol/l的1，2-丙二醇的水溶液和由硼氢化钠还原制备的纳米镍0.1g放入容积为30ml的高压反应釜中，密闭反应釜后，在200℃下反应24h，待反应釜冷却后，反应溶液待测。
利用气相色谱-质谱联用仪(tracedsqgc-ms)对所得溶液进行检测。根据浓度-峰面积标准曲线和产物峰面积，可计算出产物中乙醇的摩尔产率为42％。
实施例8
将25ml的0.05mol/l的1，2-丙二醇的水溶液和由硼氢化钠还原制备的纳米镍0.3g放入容积为30ml的高压反应釜中，密闭反应釜后，在200℃下反应24h，待反应釜冷却后，反应溶液待测。
利用气相色谱-质谱联用仪(tracedsqgc-ms)对所得溶液进行检测。根据浓度-峰面积标准曲线和产物峰面积，可计算出产物中乙醇的摩尔产率为47％。
实施例9
将25ml的0.05mol/l的1，2-丙二醇的水溶液和由硼氢化钠还原制备的纳米镍0.4g放入容积为30ml的高压反应釜中，密闭反应釜后，在200℃下反应24h，待反应釜冷却后，反应溶液待测。
利用气相色谱-质谱联用仪(tracedsqgc-ms)对所得溶液进行检测。根据浓度-峰面积标准曲线和产物峰面积，可计算出产物中乙醇的摩尔产率为46％。
实施例10
将25ml的0.05mol/l的1，2-丙二醇的水溶液和由硼氢化钠还原制备的纳米镍0.5g放入容积为30ml的高压反应釜中，密闭反应釜后，在200℃下反应24h，待反应釜冷却后，反应溶液待测。
利用气相色谱-质谱联用仪(tracedsqgc-ms)对所得溶液进行检测。根据浓度-峰面积标准曲线和产物峰面积，可计算出产物中乙醇的摩尔产率为45％。
实施例11
将25ml的0.05mol/l的1，2-丙二醇的水溶液和由硼氢化钠还原制备的纳米镍0.5g放入容积为30ml的高压反应釜中，密闭反应釜后，在200℃下反应30h，待反应釜冷却后，反应溶液待测。
利用气相色谱-质谱联用仪(tracedsqgc-ms)对所得溶液进行检测。根据浓度-峰面积标准曲线和产物峰面积，可计算出产物中乙醇的摩尔产率为47％。
实施例12
将25ml的0.05mol/l的1，2-丙二醇的水溶液和由硼氢化钠还原制备的纳米镍0.2g放入容积为30ml的高压反应釜中，密闭反应釜后，在200℃下反应6h，待反应釜冷却后，反应溶液待测。
利用气相色谱-质谱联用仪(tracedsqgc-ms)对所得溶液进行检测。根据浓度-峰面积标准曲线和产物峰面积，可计算出产物中乙醇的摩尔产率为5％。
实施例13
将25ml的0.05mol/l的1，2-丙二醇的水溶液和由硼氢化钠还原制备的纳米镍0.2g放入容积为30ml的高压反应釜中，密闭反应釜后，在200℃下反应12h，待反应釜冷却后，反应溶液待测。
利用气相色谱-质谱联用仪(tracedsqgc-ms)对所得溶液进行检测。根据浓度-峰面积标准曲线和产物峰面积，可计算出产物中乙醇的摩尔产率为31％。
实施例14
将25ml的0.05mol/l的1，2-丙二醇的水溶液和由硼氢化钠还原制备的纳米镍0.5g放入容积为30ml的高压反应釜中，密闭反应釜后，在200℃下反应18h，待反应釜冷却后，反应溶液待测。
利用气相色谱-质谱联用仪(tracedsqgc-ms)对所得溶液进行检测。根据浓度-峰面积标准曲线和产物峰面积，可计算出产物中乙醇的摩尔产率为43％。
实施例15
将25ml的0.05mol/l的1，2-丙二醇的水溶液和由硼氢化钠还原制备的纳米镍0.5g放入容积为30ml的高压反应釜中，密闭反应釜后，在200℃下反应30h，待反应釜冷却后，反应溶液待测。
利用气相色谱-质谱联用仪(tracedsqgc-ms)对所得溶液进行检测。根据浓度-峰面积标准曲线和产物峰面积，可计算出产物中乙醇的摩尔产率为46％。
实施例16
将25ml的0.05mol/l的1，2-丁二醇的水溶液和由硼氢化钠还原制备的纳米镍0.2g放入容积为30ml的高压反应釜中，密闭反应釜后，在200℃下反应24h，待反应釜冷却后，反应溶液待测。
利用气相色谱-质谱联用仪(tracedsqgc-ms)对所得溶液进行检测。根据浓度-峰面积标准曲线和产物峰面积，可计算出产物中正丙醇的摩尔产率为为42％。
实施例17
将25ml的0.05mol/l的1，2-戊二醇的水溶液和由硼氢化钠还原制备的纳米镍0.2g放入容积为30ml的高压反应釜中，密闭反应釜后，在200℃下反应24h，待反应釜冷却后，反应溶液待测。
利用气相色谱-质谱联用仪(tracedsqgc-ms)对所得溶液进行检测。根据浓度-峰面积标准曲线和产物峰面积，可计算出产物中正丁醇的摩尔产率为为50％。
实施例18
将25ml的0.05mol/l的1，2-己二醇的水溶液和由硼氢化钠还原制备的纳米镍0.2g放入容积为30ml的高压反应釜中，密闭反应釜后，在200℃下反应24h，待反应釜冷却后，反应溶液待测。
利用气相色谱-质谱联用仪(tracedsqgc-ms)对所得溶液进行检测。根据浓度-峰面积标准曲线和产物峰面积，可计算出产物中正戊醇的摩尔产率为为50％。
实施例19
将25ml的0.05mol/l的1，2-丁二烯醇的水溶液和由硼氢化钠还原制备的纳米镍0.2g放入容积为30ml的高压反应釜中，密闭反应釜后，在200℃下反应24h，待反应釜冷却后，反应溶液待测。
利用气相色谱-质谱联用仪(tracedsqgc-ms)对所得溶液进行检测。根据浓度-峰面积标准曲线和产物峰面积，可计算出产物中正丙醇的摩尔产率为为32％。
实施例20
将25ml的0.05mol/l的1，3-丙二醇的水溶液和由硼氢化钠还原制备的纳米镍0.2g放入容积为30ml的高压反应釜中，密闭反应釜后，在200℃下反应24h，待反应釜冷却后，反应溶液待测。
利用气相色谱-质谱联用仪(tracedsqgc-ms)对所得溶液进行检测。根据浓度-峰面积标准曲线和产物峰面积，可计算出产物中乙醇的摩尔产率为25％。
图2是本发明实施例提供的实施例1和18中产物乙醇的质谱图。
图3是本发明实施例提供的实施例14和17中产物正丙醇的质谱图。
图4是本发明实施例提供的实施例15中产物正丁醇的质谱图。
图5是本发明实施例提供的实施例16中产物正戊醇的质谱图。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。