專利名稱：苯甲醛的制備方法
技術領域：
本發明屬于一種苯甲醛的制備方法。更確切的說，本發明屬于羰基化法制備苯甲醛方法。
背景技術：
苯甲醛是一種被廣泛用于合成醫藥、染料、香精等精細化學品的重要中間體。通常的制備方法是以甲苯為原料，通過催化氧化得到苯甲醛。
US P4137259中公開了一種以鐵—銀釩酸鹽或向其中加入一種或多種稀土金屬為催化劑的氣相氧化甲苯制苯甲醛的方法。該方法由于反應溫度在350℃以上，造成能耗高。且甲苯轉化率僅達34％，并有可觀量的CO、CO2和苯等有毒副產品生成，不利于環境保護。
甲苯液相氧化法也是工業化生產苯甲醛的方法之一。EP 71166中聲稱不斷除去氧化時生成的水可提高苯甲醛的選擇性，在轉化率約達25％時醛的選擇性可達40％～80％。DE 2745511中宣稱，以磷酸—鈀為主催化劑，在加有含磷、硫或氮助催化劑的情況下，當氧的消耗量為63％時，苯甲醛的收率為41％。
此外，US P5059716中公開了一種以TiO2-Cr2O3或VO2-Cr2O3為催化系統，加氫還原苯甲酸及衍生物制備苯甲醛的方法。而USP3369048中公開了一種以AlCl3-CuCl-HCl為催化體系，苯與一氧化碳于8.0MPa下進行羰基化反應的方法。該方法使用了HCl氣體，對設備要求苛刻。催化劑的活性和選擇性都不高。
發明內容
本發明的目的在于提供一種簡潔、經濟而又環保的制備苯甲醛的方法。
室溫離子液體又稱離子液體，就是在室溫或室溫附近溫度下呈液態、且沒有中性分子而是由100％陽離子和陰離子組成的物質。室溫離子液體有許多不同于有機揮發性溶劑的特征一般在300℃以下具有良好的熱穩定性，利于動力學控制；具有非揮發性，蒸汽壓幾乎為零，易于蒸餾分離，同時減少了因揮發而產生的環境問題；以室溫離子液體作催化劑的反應，反應過程具有高效、均相催化的特點，產品分離又表現出多相催化的特點；室溫離子液體制備過程相對簡單，可循環利用，污染小。本發明企圖利用室溫離子液體的這些特點，設計污染低，環境友好的化工路線。
我們根據離子液體的優點，尋找到一種離子液體，用于苯羰基化法制備苯甲醛的“綠色”清潔方法。
一種苯甲醛的制備方法，其特征在于該方法以室溫離子液體1-正烷基-3-甲基咪唑氯化鋁鹽作為反應溶劑和催化劑，在反應釜中，于溫度20℃～80℃和壓力2.0MPa～8.0MPa的條件下，苯與一氧化碳進行羰基化反應制備苯甲醛。
反應生成物采用萃取法或減壓蒸餾法與室溫離子液體分離。
本發明的室溫離子液體l-正烷基-3-甲基咪唑氯化鋁鹽與苯的摩爾比為1∶1～1∶3。
本發明所用1-正烷基-3-甲基咪唑氯化鋁鹽選自1-正丁基-3-甲基咪唑氯化鋁鹽。
我們發現離子液體1-正丁基-3-甲基咪唑氯化鋁鹽的哈米特值小于-10有利于提高苯轉化率和苯甲醛選擇性。
我們發現分子式為[BMim]+Al3Cl10-的1-正丁基-3-甲基咪唑氯化鋁鹽反應結果最好。
本發明與現有技術相比具有反應條件溫和，催化劑活性高、催化性能專一、產品選擇性高、過程“清潔”且易分離等優點。
具體實施例方式
下面通過實施例進一步對本發明進行描述。
實施例1將帶有攪拌的0.2升反應釜用真空泵抽空后，投入34.4g[BMim]+Al3Cl10-和7.6ml苯，充入一氧化碳，開動攪拌，升溫至75℃，保持反應壓力8.0MPa反應4小時。產品用甲苯萃取，取上層清液進行GC分析，結果列于表1。
實施例2將帶有攪拌的0.2升反應釜用真空泵抽空后，投入34.4g[BMim]+Al3Cl10-和16ml苯，充入一氧化碳，開動攪拌，升溫至75℃，保持反應壓力7.0MPa反應13小時。產品用甲苯萃取，取上層清液進行GC分析，結果列于表1。
實施例3將帶有攪拌的0.2升反應釜用真空泵抽空后，投入34.4g[BMim]+Al3Cl10-和7.6ml苯，充入一氧化碳，，開動攪拌，升溫至50℃，保持反應壓力5.0MPa反應13小時。產品用甲苯萃取，取上層清液進行GC分析，結果列于表1。
實施例4將帶有攪拌的0.2升反應釜用真空泵抽空后，投入34.4g[BMim]+Al3Cl10-和7.6ml苯，充入一氧化碳，，開動攪拌，升溫至50℃，保持反應壓力2.0MPa反應13小時。產品用甲苯萃取，取上層清液進行GC分析，結果列于表1。
表1序號 苯轉化率/％ 苯甲醛選擇性/％1 11.70 ～1002 29.74 80.013 58.43 96.164 44.00 95.0權利要求
1.一種苯甲醛的制備方法，其特征在于該方法以室溫離子液體1-正烷基-3-甲基咪唑氯化鋁鹽作為反應溶劑和催化劑，在反應釜中，于溫度20℃～80℃和壓力2.0MPa～8.0MPa的條件下，苯與一氧化碳進行羰基化反應制備苯甲醛。
2.如權利要求1所說的方法，其特征在于1-正烷基-3-甲基咪唑氯化鋁鹽與苯的摩爾比為1∶1～1∶3。
3.如權利要求1所說的方法，其特征在于1-正烷基-3-甲基咪唑氯化鋁鹽選自1-正丁基-3-甲基咪唑氯化鋁鹽。
4.如權利要求3所說的方法，其特征在于1-丁基-3-甲基咪唑氯化鋁鹽的哈米特值小于-10。
5.如權利要求3或4所說的方法，其特征在于1-正丁基-3-甲基咪唑氯化鋁鹽的分子式為[BMim]+Al3Cl10-。
全文摘要
本發明公開了一種羰基化法制備苯甲醛的方法。該方法以室溫離子液體為反應溶劑和催化劑，在20℃～80℃和2.0MPa～8.0MPa的條件下，苯與一氧化碳反應制備苯甲醛。本方法具有較高的轉化率和選擇性。本發明與現有技術相比具有反應溫度低，產物選擇性高，操作簡單，節省能源，過程“綠色”環保等特征。
文檔編號C07C47/54GK1583702SQ0315279
公開日2005年2月23日 申請日期2003年8月19日 優先權日2003年8月19日
發明者劉樹法, 王健康, 孫克仁, 陳方, 索繼栓 申請人:中國科學院蘭州化學物理研究所