金催化顺丁烯二酸酐加氢反应路线图
随着正丁烷氧化制备顺丁烯二酸酐(简称顺酐,MA)工艺的突破,顺酐已成为重要的基本有机化工原料,其下游产品有着相当广泛的开发和应用前景. 顺酐加氢产物丁二酸酐(SA)是重要的药物中间体,可用于制造生胃酮,琥珀酸胺噻唑,琥珀酰氯亚胺等. 同时也可以用于涂料,合成树脂和染料的制备.丁二酸酐主要有两种制备方法,一是丁二酸脱水;另一种方法为顺丁烯二酸酐加氢. 由于原料的限制,后者成为主要的制备方法. 目前国际和国内市场对丁二酸酐的需求量较大,对纯度要求较高 ,现有的多相加氢,采用贵金属催化剂价格昂贵,非贵金属催化剂选择性差,且酸性反应体系腐蚀设备,催化剂易失活,因此寻找新的催化体系是值得研究的课题.
金作为一种新型催化材料,已经引起了人们的极大关注,并开展了大量金催化剂的研究工作. 由于许多有机反应所用的催化剂都属于贵金属催化体系,用价格相对低廉的金催化剂代替价格昂贵的Pd, Rh等贵金属在科学研究和工业生产上均具有重要的意义. 而且由于具有良好的抗氧化、还原失活性能,金在选择氧化和选择加氢合成精细化学品的应用中便更加有意义.
中国科学院兰州化学物理研究所邓友全等人采用溶胶-凝胶法制备了一系列担载纳米金催化剂,用以催化顺丁烯二酸酐(简称顺酐,MA)的选择加氢反应. 模板剂的引入改变了催化剂载体的结构,从而提高了其催化活性和对加氢产物丁二酸酐(SA)以及丁二酸二乙酯(DES)的选择性. 同时考察了反应温度、溶剂、催化剂制备方法对顺酐选择加氢反应的影响以及催化剂的重复使用性能. 实验结果表明,以焙烧处理除去模板剂十八胺的Au/SiO2-O(C)为催化剂时,顺酐选择加氢制取丁二酸酐和一步加氢酯化制取丁二酸二乙酯的效果最佳,其转化率以及产物选择性均大于99.5%.