CN103111293A - 一种用于制备对乙酰氨基环己醇的催化剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于制备对乙酰氨基环己醇的催化剂及其制备方法，涉及一种催化剂。提供反应条件温和、催化剂用量少、催化加氢活性高的一种用于制备对乙酰氨基环己醇的催化剂及其制备方法。催化剂包括加氢组分和载体，加氢组分为金属钌，载体为氧化铝、活性炭、碳纳米管、二氧化硅中的一种；加氢组分的负载量按质量百分比为1%~4%。制备方法如下：载体预处理；按催化剂配比将载体浸渍于钌前驱盐化合物水溶液或乙醇溶液中12~24h，然后于80~150℃下干燥4~12h，300~500℃下空气中焙烧2~6h；钌前驱盐化合物为Ru(NO)(NO3)3或RuCl3；将焙烧好的催化剂于300~500℃下在氢气中还原，即得产物。

Description

一种用于制备对乙酰氨基环己醇的催化剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种催化剂，尤其是涉及一种用于制备对乙酰氨基环己醇的催化剂及其制备方法。
背景技术
盐酸氨溴索是一种治疗急性、慢性呼吸道疾病的药，由于其独特的治疗效果及副作用小而被广泛应用，是目前世界上治疗呼吸道疾病的首选良药。对乙酰氨基环己醇是合成盐酸氨溴索的重要中间体。工业上，反式4-乙酰氨基环己醇是由4-乙酰氨基苯酚经催化加氢制备顺式与反式4-乙酰氨基环己醇构成的混合物(顺反异构体比例约为40:60)，然后经柱分离法或重结晶分离而得。催化剂采用传统的雷尼镍（骨架镍），在间歇式反应器中反应，该反应条件苛刻，要求反应温度较高（170°C），反应压力较大（9MPa），催化剂消耗量大（于书海等，中国医药工业杂志，1996，27：435-436；杨健，精细化工，2000，17：100-102）。
发明内容
本发明的目的在于提供反应条件温和、催化剂用量少、催化加氢活性高的一种用于制备对乙酰氨基环己醇的催化剂及其制备方法。
本发明所述一种用于制备对乙酰氨基环己醇的催化剂包括加氢组分和载体，所述加氢组分为金属钌，载体为氧化铝、活性炭、碳纳米管、二氧化硅中的一种，优选氧化铝；加氢组分的负载量按质量百分比为1%~4%。
所述一种用于制备对乙酰氨基环己醇的催化剂的制备方法如下：
1）载体预处理；
当载体为活性炭，将活性炭用稀硝酸在60~70℃搅拌回流10~12h，抽滤，用去离子水洗至中性，80~120℃烘干除水后备用；
当载体为二氧化硅，将二氧化硅用稀硝酸在室温下浸渍20~24h，用去离子水洗至中性，450~500℃焙烧1~2h后备用；
当载体为碳纳米管，将碳纳米管用稀硝酸在70~140℃搅拌回流6~24h，抽滤，用去离子水洗至中性，所得滤饼于80~120℃下干燥过夜，研磨后备用；
2）采用等体积浸渍法，按催化剂配比将载体浸渍于钌前驱盐化合物水溶液或乙醇溶液中12~24h，然后于80~150℃下干燥4~12h，300~500℃下空气中焙烧2~6h；所述钌前驱盐化合物为Ru(NO)(NO3)3或RuCl3；
3）将焙烧好的催化剂于300~500℃下在氢气中还原2~6h，即得用于制备对乙酰氨基环己醇的催化剂。
用于制备对乙酰氨基环己醇的催化剂的活性评价反应在间歇式反应器中进行。在反应压力为5.0MPa，温度为120℃，反应4h，对乙酰氨基苯酚为反应原料，无水乙醇为溶剂。气相色谱条件为柱温150℃，进样器和检测器均为200℃，色谱柱为SE-30，采取程序升温的方法进行样品分析。
本发明所制备的用于制备对乙酰氨基环己醇的催化剂与传统的雷尼镍催化剂相比，具有以下优点：
（1）制备方法简单易行。
（2）反应条件温和，可使反应温度降至120℃，压力降至5.0MPa。
（3）催化剂用量较少，Ru/对乙酰氨基苯酚的质量比为0.2%，而雷尼镍/对乙酰氨基苯酚的质量比为10%。
（4）催化加氢活性高且可重复使用，适合于工业生产。
具体实施方式
以下通过实施例对本发明做进一步详细说明，但不构成对本发明实施范围的任何限定。
实施例1
1）将0.0626克Ru(NO)(NO3)3溶于1.2mL乙醇中，搅拌溶解后得到Ru(NO)(NO3)3乙醇溶液；
2）将1克活性氧化铝载体（氧化铝载体为市售产品，比表面积150m2/g以上）浸渍到上述Ru(NO)(NO3)3乙醇溶液中，在室温下充分浸渍20h，然后在80℃下干燥10h，最后在马弗炉中以300℃焙烧4h；.
3）将制备好的催化剂在氢气中400℃下还原2h，得Ru负载量为2%的负载型钌基催化剂，标记为2%Ru/Al2O3。
催化剂的活性评价反应在间歇式反应器中进行，评价条件：催化剂用量为0.167g，对乙酰氨基苯酚量为1.67g，无水乙醇30ml，反应压力为5.0MPa，温度为120℃,反应4h，催化剂在该反应条件下的加氢活性为对乙酰氨基苯酚转化率(%)为82.6%，对乙酰氨基环己醇选择性(%)为99.1%。催化剂的评价结果见表1。
对比例1
同样的评价条件，将催化剂改为商业雷尼镍催化剂，反应结果对乙酰氨基苯酚转化率(%)为12.5%，对乙酰氨基环己醇选择性(%)为98.2%。由反应评价结果可以看出，采用本发明制备的催化剂具有较好的对乙酰氨基苯酚加氢性能和选择性。催化剂的评价结果见表1。
实施例2
1）将碳纳米管（市售产品，比表面积150m2/g以上）用稀硝酸在140℃搅拌回流12h，抽滤，用去离子水洗至中性，所得滤饼于100℃下干燥过夜，研磨后备用；
2）将实施例1中催化剂的载体活性氧化铝改为预处理后的碳纳米管，其余同实施例1，制备所得催化剂标记为2%Ru/CNT。
3）催化剂的评价方法和评价条件同实施例1，评价结果见表1。
实施例3
1）将二氧化硅（市售产品，比表面积150m2/g以上）用稀硝酸在室温下浸渍24h，用去离子水洗至中性，500℃焙烧1h备用；
2）将实施例1中催化剂的载体活性氧化铝改为预处理后的二氧化硅，其余同实施例1，制备所得催化剂标记为2%Ru/SiO2。
催化剂的评价方法和评价条件同实施例1，评价结果见表1。
实施例4
1）将活性炭（市售产品，比表面积150m2/g以上）用稀硝酸在70℃搅拌回流12h，抽滤，用去离子水洗至中性，80~120℃烘干除水后备用；
2）将实施例1中催化剂的载体活性氧化铝改为预处理后的活性炭，其余同实施例1，制备所得催化剂标记为2%Ru/AC。
催化剂的评价方法和评价条件同实施例1，评价结果见表1。
实施例5
将实施例1中催化剂的钌前驱盐化合物由Ru(NO)(NO3)3改为RuCl3，其余同实施例1，制备所得催化剂标记为2%RuCl3/Al2O3。
催化剂的评价方法和评价条件同实施例1，评价结果见表1。
实施例6
将实施例1中催化剂的钌前驱盐化合物由Ru(NO)(NO3)3乙醇溶液改为Ru(NO)(NO3)3水溶液，其余同实施例1，制备所得催化剂标记为2%Ru/Al2O3-H2O。
催化剂的评价方法和评价条件同实施例1，评价结果见表1。
表1催化剂活性评价结果
Figure BDA00002828722300041
实施例7~9
在实施例1中，将钌前驱盐化合物Ru(NO)(NO3)3负载量分别改为0.0313g、0.0939g、0.1252g，其余同实施例1，所得催化剂分别标记为1%Ru/Al2O3、3%Ru/Al2O3和4%Ru/Al2O3。
催化剂的评价方法和评价条件同实施例1，评价结果见表2。
表2.不同Ru负载量对催化剂性能的影响
Figure BDA00002828722300042
实施例10~11
在实施例1中，将催化剂的焙烧温度分别改为400℃和500℃，其余同实施例1，所得催化剂分别标记为2%Ru/Al2O3-400°C和2%Ru/Al2O3-500°C。
催化剂的评价方法和评价条件同实施例1，评价结果见表3。
实施例12~13
在实施例1中，将催化剂在氢气中的还原温度分别改为300℃和500℃，其余不变，所得催化剂分别标记为2%Ru/Al2O3-H2-300°C和2%Ru/Al2O3-H2-500°C。
表3焙烧温度和还原温度对催化剂性能的影响
Figure BDA00002828722300051
催化剂的评价方法和评价条件同实施例1，评价结果见表3。

Claims (3)

1.一种用于制备对乙酰氨基环己醇的催化剂，其特征在于包括加氢组分和载体，所述加氢组分为金属钌，载体为氧化铝、活性炭、碳纳米管、二氧化硅中的一种；加氢组分的负载量按质量百分比为1%~4%。
2.如权利要求1所述一种用于制备对乙酰氨基环己醇的催化剂，其特征在于所述载体为氧化铝。
3.如权利要求1所述一种用于制备对乙酰氨基环己醇的催化剂的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
1）载体预处理；
当载体为活性炭，将活性炭用稀硝酸在60~70℃搅拌回流10~12h，抽滤，用去离子水洗至中性，80~120℃烘干除水后备用；
当载体为二氧化硅，将二氧化硅用稀硝酸在室温下浸渍20~24h，用去离子水洗至中性，450~500℃焙烧1~2h后备用；
当载体为碳纳米管，将碳纳米管用稀硝酸在70~140℃搅拌回流6~24h，抽滤，用去离子水洗至中性，所得滤饼于80~120℃下干燥过夜，研磨后备用；
2）采用等体积浸渍法，按催化剂配比将载体浸渍于钌前驱盐化合物水溶液或乙醇溶液中12~24h，然后于80~150℃下干燥4~12h，300~500℃下空气中焙烧2~6h；所述钌前驱盐化合物为Ru(NO)(NO3)3或RuCl3；
3）将焙烧好的催化剂于300~500℃下在氢气中还原2~6h，即得用于制备对乙酰氨基环己醇的催化剂。
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