复合氧化物催化制备丙二醇苯醚的方法

前言

醇醚类化合物是一类用途非常广泛的精细化学产品，因其具有两个强溶解功能的基团一醚键和羟基，既能溶解憎水化合物，又能溶解水溶性化合物，故有“万能溶剂”之称。丙二醇苯醚(PPH)是重要的丙二醇醚类化合物之一，因具有低挥发、高沸点、低毒性、对许多树脂溶解力强、成膜温度低和致密性好等特性，所以可作为绿色环保涂料助剂，广泛应用于木器漆、汽车电泳漆、船舶漆、建筑涂料等油溶性或水溶性涂料中，使涂料涂膜的流平性、光泽、丰满度得到显著提高。

合成丙二醇苯醚最常采用的路线是环氧丙烷法。常用的催化剂为NaOH、KOH和甲醇钠等均相碱性催化剂，但是这些催化剂存在产物与催化剂分离、废液处理及设备腐蚀等问题。因此，研究环境友好的固体碱催化剂催化合成丙二醇苯醚是非常必要的。

以水滑石及类水滑石为前驱体焙烧所得到的复合氧化物均存在碱中心，作为碱催化剂已被用于烯烃异构化反应、亲核卤代反应、烷基化反应、烯烃环氧化反应、Claisen-Schmidt反应等。鉴于类水滑石为前驱体的复合氧化物在上述催化反应中显示出活性高、稳定性好、选择性好、金属活性组分分散度高、再生重复性好等特点，本文将介绍一种以类水滑石化合物为前驱体制得的复合氧化物合成丙二醇苯醚。

制备方法^[1]

1、催化剂的制备

首先，用共沉淀法制备MgAl、ZnMgAl、MgAlFe和CuMgAl类水滑石化合物。以ZnMgAl类水滑石(Mg/Al摩尔比为3,Zn质量分数为8%)为例，分别称取一定量的Mg(NO₃)₂、Al(NO₃)₃、Zn(NO₃)₂溶解于一定量的去离子水中，制得溶液A;另称取一定量的NaOH和无水Na₂CO₃制得溶液B。采用双滴法，同时控制滴加速度，恒温60℃，强烈搅拌，保持pH9~10，滴加完毕后在80℃静态晶化12h，过滤、洗涤、干燥，即得到ZnMgAl类水滑石。然后，上述类水滑石经723K焙烧6h，制得催化剂。

2、丙二醇苯醚的制备

采用电磁搅拌式高压不锈钢反应釜，其容积为0.5L，内设冷却水蛇管。在反应釜中，加入一定量的苯酚、环氧丙烷和催化剂，用氮气置换釜内气体3次，然后启动搅拌，以3K・min^-1升温，至一定反应温度，定时取样，以GC-14B气相色谱定量分析丙二醇苯醚。

ZnMgAl催化剂催化合成丙二醇苯醚的适宜工艺条件为:催化剂用量1.1%，反应原料C₆H₅OH/PO摩尔比为1:1,反应温度413K，反应5h。在此条件下，环氧丙烷的转化率达到97.2%，丙二醇苯醚的选择性达93.4%。

参考文献

[1]程文萍,王雯娟,赵月昌,等. ZnMgAl复合氧化物催化合成丙二醇苯醚[J]. 化工学报,2007,58(12):3072-3076. DOI:10.3321/j.issn:0438-1157.2007.12.020.