CN112574023B - 一种制备3-羟基丙酸的方法 - Google Patents
一种制备3-羟基丙酸的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112574023B CN112574023B CN201910925069.8A CN201910925069A CN112574023B CN 112574023 B CN112574023 B CN 112574023B CN 201910925069 A CN201910925069 A CN 201910925069A CN 112574023 B CN112574023 B CN 112574023B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- supported
- catalyst
- acid
- noble metal
- process according
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 69
- ALRHLSYJTWAHJZ-UHFFFAOYSA-N 3-hydroxypropionic acid Chemical compound OCCC(O)=O ALRHLSYJTWAHJZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 68
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims abstract description 123
- 239000011964 heteropoly acid Substances 0.000 claims abstract description 36
- 229910000510 noble metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 36
- RBNPOMFGQQGHHO-UWTATZPHSA-N D-glyceric acid Chemical compound OC[C@@H](O)C(O)=O RBNPOMFGQQGHHO-UWTATZPHSA-N 0.000 claims abstract description 29
- RBNPOMFGQQGHHO-UHFFFAOYSA-N -2,3-Dihydroxypropanoic acid Natural products OCC(O)C(O)=O RBNPOMFGQQGHHO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 28
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 28
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 claims abstract description 28
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 21
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 21
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims abstract description 21
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims abstract description 8
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 7
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 112
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 238000011068 loading method Methods 0.000 claims description 10
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 6
- 229910052707 ruthenium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 4
- IYDGMDWEHDFVQI-UHFFFAOYSA-N phosphoric acid;trioxotungsten Chemical compound O=[W](=O)=O.O=[W](=O)=O.O=[W](=O)=O.O=[W](=O)=O.O=[W](=O)=O.O=[W](=O)=O.O=[W](=O)=O.O=[W](=O)=O.O=[W](=O)=O.O=[W](=O)=O.O=[W](=O)=O.O=[W](=O)=O.OP(O)(O)=O IYDGMDWEHDFVQI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 claims description 4
- CGFYHILWFSGVJS-UHFFFAOYSA-N silicic acid;trioxotungsten Chemical compound O[Si](O)(O)O.O=[W]1(=O)O[W](=O)(=O)O[W](=O)(=O)O1.O=[W]1(=O)O[W](=O)(=O)O[W](=O)(=O)O1.O=[W]1(=O)O[W](=O)(=O)O[W](=O)(=O)O1.O=[W]1(=O)O[W](=O)(=O)O[W](=O)(=O)O1 CGFYHILWFSGVJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 3
- DHRLEVQXOMLTIM-UHFFFAOYSA-N phosphoric acid;trioxomolybdenum Chemical compound O=[Mo](=O)=O.O=[Mo](=O)=O.O=[Mo](=O)=O.O=[Mo](=O)=O.O=[Mo](=O)=O.O=[Mo](=O)=O.O=[Mo](=O)=O.O=[Mo](=O)=O.O=[Mo](=O)=O.O=[Mo](=O)=O.O=[Mo](=O)=O.O=[Mo](=O)=O.OP(O)(O)=O DHRLEVQXOMLTIM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 claims description 2
- 125000005842 heteroatom Chemical group 0.000 claims description 2
- 229910052702 rhenium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- WUAPFZMCVAUBPE-UHFFFAOYSA-N rhenium atom Chemical group [Re] WUAPFZMCVAUBPE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 29
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 23
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 18
- KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N Ruthenium Chemical compound [Ru] KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 14
- 239000000047 product Substances 0.000 description 14
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 14
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 12
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 12
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 12
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 11
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 10
- 239000008247 solid mixture Substances 0.000 description 10
- 238000000967 suction filtration Methods 0.000 description 10
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 9
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 7
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 description 6
- 238000004811 liquid chromatography Methods 0.000 description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 6
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 5
- 239000012018 catalyst precursor Substances 0.000 description 4
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 4
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O ammonium group Chemical group [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 3
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 3
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 description 3
- SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 2-(2-methoxy-5-methylphenyl)ethanamine Chemical compound COC1=CC=C(C)C=C1CCN SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 2-Propenoic acid Natural products OC(=O)C=C NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 description 2
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OFOBLEOULBTSOW-UHFFFAOYSA-N Malonic acid Chemical compound OC(=O)CC(O)=O OFOBLEOULBTSOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 2
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 2
- 239000012295 chemical reaction liquid Substances 0.000 description 2
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 2
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 description 2
- 238000013048 microbiological method Methods 0.000 description 2
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 2
- RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);zirconium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[Zr+4] RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 2
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 2
- 229910001928 zirconium oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- KVZLHPXEUGJPAH-UHFFFAOYSA-N 2-oxidanylpropanoic acid Chemical compound CC(O)C(O)=O.CC(O)C(O)=O KVZLHPXEUGJPAH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KMRNTNDWADEIIX-UHFFFAOYSA-N 3-Iodopropanoic acid Chemical compound OC(=O)CCI KMRNTNDWADEIIX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WSGYTJNNHPZFKR-UHFFFAOYSA-N 3-hydroxypropanenitrile Chemical compound OCCC#N WSGYTJNNHPZFKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000588724 Escherichia coli Species 0.000 description 1
- WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N Glucose Natural products OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- APUPEJJSWDHEBO-UHFFFAOYSA-P ammonium molybdate Chemical compound [NH4+].[NH4+].[O-][Mo]([O-])(=O)=O APUPEJJSWDHEBO-UHFFFAOYSA-P 0.000 description 1
- 239000011609 ammonium molybdate Substances 0.000 description 1
- 229940010552 ammonium molybdate Drugs 0.000 description 1
- 235000018660 ammonium molybdate Nutrition 0.000 description 1
- 239000008346 aqueous phase Substances 0.000 description 1
- WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N beta-D-glucose Chemical compound OC[C@H]1O[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N 0.000 description 1
- 229920000704 biodegradable plastic Polymers 0.000 description 1
- 239000003225 biodiesel Substances 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 1
- 238000003889 chemical engineering Methods 0.000 description 1
- 239000013064 chemical raw material Substances 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 description 1
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 description 1
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 1
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 1
- 238000005886 esterification reaction Methods 0.000 description 1
- DQYBDCGIPTYXML-UHFFFAOYSA-N ethoxyethane;hydrate Chemical compound O.CCOCC DQYBDCGIPTYXML-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 1
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 1
- 239000008103 glucose Substances 0.000 description 1
- 238000007210 heterogeneous catalysis Methods 0.000 description 1
- 239000002638 heterogeneous catalyst Substances 0.000 description 1
- XMBWDFGMSWQBCA-UHFFFAOYSA-N hydrogen iodide Chemical compound I XMBWDFGMSWQBCA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940071870 hydroiodic acid Drugs 0.000 description 1
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 1
- 239000013067 intermediate product Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000012702 metal oxide precursor Substances 0.000 description 1
- 238000001465 metallisation Methods 0.000 description 1
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 1
- 230000009965 odorless effect Effects 0.000 description 1
- 150000007524 organic acids Chemical class 0.000 description 1
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000012074 organic phase Substances 0.000 description 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 230000020477 pH reduction Effects 0.000 description 1
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000011837 pasties Nutrition 0.000 description 1
- 239000013520 petroleum-based product Substances 0.000 description 1
- -1 phosphomolybdic acid Chemical compound 0.000 description 1
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003755 preservative agent Substances 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 1
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 238000001308 synthesis method Methods 0.000 description 1
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C51/00—Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides
- C07C51/347—Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by reactions not involving formation of carboxyl groups
- C07C51/377—Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by reactions not involving formation of carboxyl groups by splitting-off hydrogen or functional groups; by hydrogenolysis of functional groups
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/002—Mixed oxides other than spinels, e.g. perovskite
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/16—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium
- B01J23/24—Chromium, molybdenum or tungsten
- B01J23/28—Molybdenum
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/16—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium
- B01J23/24—Chromium, molybdenum or tungsten
- B01J23/30—Tungsten
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/38—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals
- B01J23/40—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals of the platinum group metals
- B01J23/42—Platinum
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/38—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals
- B01J23/40—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals of the platinum group metals
- B01J23/44—Palladium
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/38—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals
- B01J23/40—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals of the platinum group metals
- B01J23/46—Ruthenium, rhodium, osmium or iridium
- B01J23/462—Ruthenium
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/38—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals
- B01J23/54—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36
- B01J23/56—Platinum group metals
- B01J23/64—Platinum group metals with arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium
- B01J23/652—Chromium, molybdenum or tungsten
- B01J23/6525—Molybdenum
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/38—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals
- B01J23/54—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36
- B01J23/56—Platinum group metals
- B01J23/64—Platinum group metals with arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium
- B01J23/652—Chromium, molybdenum or tungsten
- B01J23/6527—Tungsten
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/38—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals
- B01J23/54—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36
- B01J23/56—Platinum group metals
- B01J23/64—Platinum group metals with arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium
- B01J23/656—Manganese, technetium or rhenium
- B01J23/6567—Rhenium
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J27/00—Catalysts comprising the elements or compounds of halogens, sulfur, selenium, tellurium, phosphorus or nitrogen; Catalysts comprising carbon compounds
- B01J27/14—Phosphorus; Compounds thereof
- B01J27/186—Phosphorus; Compounds thereof with arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium
- B01J27/187—Phosphorus; Compounds thereof with arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium with manganese, technetium or rhenium
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J27/00—Catalysts comprising the elements or compounds of halogens, sulfur, selenium, tellurium, phosphorus or nitrogen; Catalysts comprising carbon compounds
- B01J27/14—Phosphorus; Compounds thereof
- B01J27/186—Phosphorus; Compounds thereof with arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium
- B01J27/188—Phosphorus; Compounds thereof with arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium with chromium, molybdenum, tungsten or polonium
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J27/00—Catalysts comprising the elements or compounds of halogens, sulfur, selenium, tellurium, phosphorus or nitrogen; Catalysts comprising carbon compounds
- B01J27/14—Phosphorus; Compounds thereof
- B01J27/186—Phosphorus; Compounds thereof with arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium
- B01J27/188—Phosphorus; Compounds thereof with arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium with chromium, molybdenum, tungsten or polonium
- B01J27/19—Molybdenum
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
- B01J35/19—Catalysts containing parts with different compositions
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2523/00—Constitutive chemical elements of heterogeneous catalysts
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Catalysts (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
本发明公开了一种制备3‑羟基丙酸的方法,包括:在水溶液中,在加氢脱氧催化剂的存在下,使甘油酸与氢气进行反应,得到所述3‑羟基丙酸;其中,所述加氢脱氧催化剂为负载型贵金属催化剂与至少一种负载型金属氧化物催化剂和/或至少一种负载型杂多酸催化剂的混合物。本发明方法绿色环保,3‑羟基丙酸收率高。
Description
技术领域
本发明涉及一种制备3-羟基丙酸的方法。
背景技术
3-羟基丙酸(3-hydroxypropionic acid,CAS:503-66-2)是一种具有三个碳原子的非手性有机酸,无色无味,可溶于水、乙醇、乙醚。可以用于丙烯酸等多种化学品的合成。3-羟基丙酸是乳酸(2-羟基丙酸)的同分异构体,由于羟基位置的不同,其化学性质更加活泼。通过氧化、脱水、酯化反应等可以合成多种重要的化学物质,如丙烯酸、丙二酸,以及生物降解性塑料聚3-羟基丙酸,还可以作为食品或饲料的添加剂和防腐剂。
3-羟基丙酸的合成方法主要有化学法和微生物法,化学法是将3-羟基丙腈加入氢氧化钠溶液中在30℃反应,反应混合物减压蒸发至干,继续升高温度直至产物变为糊状。冷却,加硫酸搅拌,用乙醚提取生成的3-羟基丙酸,蒸除乙醚,得含量75-80%的糖浆状3-羟基丙酸,收率28-31%。目前,化学法使用不可再生资源,副产物多、分离困难、容易造成环境污染。微生物法是利用工程大肠杆菌等,以甘油、葡萄糖等碳源进行发酵获得。虽然微生物法以可再生资源作为原料,且污染较低,但也存在着生产效率低,反应条件苛刻等问题(化工进展,2018,37(11):4427-4436)。所以,通过多相催化的方法,从可再生生物质基原料出发,绿色高效地合成3-羟丙酸具有非常重要的科研和应用价值。
另一方面,甘油酸(Glyceric acid,CAS:473-81-4)是一种含有三个官能团的活泼有机化合物,广泛参与聚合、缩合等化学反应,是一种重要的化学合成的中间体和多功能试剂(安徽农业科学,2017,45(36):116-118)。甘油酸可以通过甘油氧化制备,而甘油是一种生物柴油生产过程中的主要副产物,具有绿色可再生且来源广泛等特点,大力开发甘油及其衍生物的下游高值转化对于我国化工的可持续发展具有非常重要的意义。所以,从甘油酸出发合成3-羟基丙酸对降低石油基产品的依赖,进一步提升甘油酸与3-羟基丙酸的应用价值将会有着重要的贡献,对整个生物质的开发利用有着非常重要的经济意义。
CN108329203A公开了一种从甘油酸出发,两步法制备3-羟基丙酸的方法。该方法第一步将甘油酸和HI以一定比例混合,在不加其他催化剂或者加入一定量金属催化剂的情况下,升温进行反应,反应液通过有机溶剂萃取,分离,得到中间产物3-碘丙酸。第二步将第一步得到的有机相与水反应,在加入碱性催化剂的情况下,升温进行反应,得到的水相反应液需经过分离酸化后得到3-羟基丙酸。该方法存在以下几个问题:一是在第一步中使用了腐蚀性极强的氢碘酸,增强了对于装置耐腐蚀性的要求,提高了装置成本,并且提高了环保风险;二是在第二步中使用了碱性催化剂,反应过程中直接得到的其实是3-羟基丙酸的盐类,最后需经过酸化分离才能得到3-羟基丙酸产品;三是工艺流程较长,涉及到溶剂的萃取分离等复杂过程,提高了工艺的成本。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术的上述缺陷,提供一种制备3-羟基丙酸的方法,该方法在水溶液中将甘油酸一步高效转化为目标产物3-羟基丙酸,过程简单,且避免了其他可溶性酸碱的使用,具有绿色环保,效率高的特点。
本发明提供一种制备3-羟基丙酸的方法,包括:在水溶液中,在加氢脱氧催化剂的存在下,使甘油酸与氢气进行反应,得到所述3-羟基丙酸。
其中,所述加氢脱氧催化剂为负载型贵金属催化剂与至少一种负载型金属氧化物催化剂和/或至少一种负载型杂多酸催化剂的混合物,具体的,可以是负载型贵金属催化剂与至少一种负载型金属氧化物催化剂的混合物,也可以是负载型贵金属催化剂与至少一种负载型杂多酸催化剂的混合物,还可以是负载型贵金属催化剂与至少一种负载型金属氧化物催化剂和至少一种负载型杂多酸催化剂的混合物。
其中,(负载型贵金属催化剂的质量):(负载型金属氧化物催化剂和/或负载型杂多酸催化剂的质量)=1:0.1~100,优选1:0.2~10,更优选1:0.5~5。
所述负载型贵金属催化剂包括载体和负载于所述载体上的贵金属,以载体总质量为基准,所述贵金属的负载量为0.25%~10%,优选0.5~5%,更优选1~3%;所述载体选自活性炭、二氧化硅、氧化锆和二氧化钛中的一种或多种;所述贵金属选自Ru、Rh、Pd、Os、Ir和Pt中的一种或多种,优选Ru、Pd和Pt。
所述负载型金属氧化物催化剂包括载体和负载于所述载体上的金属氧化物,以载体总质量为基准,所述金属氧化物的负载量为0.25%~90%,优选1~60%,更优选5~30%;所述载体选自活性炭、二氧化硅、氧化锆或二氧化钛中的一种或多种;所述金属氧化物为MoO3、WO3或ReO3中的一种或多种。
所述负载型杂多酸催化剂包括载体和负载于所述载体上的杂多酸,以载体总质量为基准,所述杂多酸的负载量为0.25%~90%,优选1~60%,更优选5~30%;所述载体为活性炭、二氧化硅、氧化锆或二氧化钛中的一种或多种;所述杂多酸中金属原子选自W、Mo、Re、V、Nb和Ta中的一种或多种,杂原子选自Si或P中的一种或多种,优选含钨杂多酸、含钼杂多酸或含铼杂多酸中的一种或多种,更优选如磷钨酸、硅钨酸、磷钼酸、硅钼酸、磷铼酸等。
根据本发明的一种实施方式,工艺条件如下:
所述甘油酸与水形成的水溶液中,所述甘油酸的质量百分含量可为0.1%~40%,选0.5~25%,更优选1~10%。
所述加氢脱氧催化剂中所述负载型贵金属催化剂中的贵金属与所述甘油酸的摩尔比可为1:1~1000,优选1:5~500,更优选1:50~250。
所述反应可在1MPa~6MPa的压力下进行,优选在2MPa~4MPa的压力下进行。
所述反应的温度可为150℃~250℃,优选160℃~240℃,更优选180℃~220℃。
所述反应的时间可为1~40小时,优选5~30小时,更优选10~20小时。
本发明方法所使用的加氢脱氧催化剂是负载型贵金属催化剂与至少一种负载型金属氧化物催化剂或至少一种负载型杂多酸催化剂的混合物,可通过简单机械混合的方式进行配制。
所述负载型贵金属催化剂,可根据现有的方法进行制备,如采用等容浸渍法、初湿浸渍法、离子交换法、沉积-沉淀法或真空浸溃法等。具体制备时,在金属沉积之后将固体粉末置于100~140℃烘箱中干燥6~24小时左右,得到的负载型催化剂前驱体先在空气中在300~800℃温度下煅烧一段时间,再在还原气氛(如H2或H2与N2的混合气氛)中在200~500温度下还原6~24小时左右,得到负载型贵金属催化剂。
所述负载型金属氧化物催化剂或负载型杂多酸催化剂,可根据现有的方法进行制备,如采用等容浸渍法、初湿浸渍法、离子交换法、沉积-沉淀法或真空浸溃法等;具体制备时,在金属氧化物前体或杂多酸前体沉积之后将固体粉末置于100~140℃烘箱中干燥6~24小时左右,得到的负载型催化剂前驱体在空气中300~800℃温度下煅烧6~24小时左右,得到负载型金属氧化物催化剂或负载型杂多酸催化剂。
所述负载型金属氧化物催化剂或所述负载型杂多酸催化剂与所述负载型贵金属催化剂可在反应前按一定比例研磨均匀后加入反应体系中,也可以按一定比例分别加入反应体系中。
使用本发明方法制备3-羟基丙酸时,可在反应釜中进行,反应结束后,取出反应釜,冷却至室温,将反应釜泄压,打开釜盖后,将液固混合物取出进行抽滤分离,将得到的液体用液相色谱进行分析,并计算转化率和产物收率。本发明方法也可采用其他常规反应器,如固定床反应器等。
本发明提供的制备3-羟基丙酸的方法,使用水作为溶剂,除使用的多相催化剂外不引入其它杂元素,并且3-羟基丙酸收率较高,因此本发明方法不仅进一步降低了生产成本,而且更为绿色环保。
具体实施方式
下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明,均为常规方法。
下述实施例中所用的材料、试剂等,如无特殊说明,均可从商业途径得到。
制备例1
负载型贵金属催化剂2%Ru/C的制备:
将0.1mol/L的RuCl2溶液2.1mL和3.0mL去离子水混合,搅拌均匀,然后把活性炭载体1.00g加入该混合液中,在室温下搅拌浸渍10小时后,蒸干水分,然后于110℃烘箱中干燥12小时,得到催化剂前躯体。Ru的担载量为2%(质量百分数)。将上述步骤制备的前驱体置于石英管中,先在空气中500℃下煅烧4h,再在20%H2+N2中200℃温度下还原3h,得到负载型2%Ru/C催化剂。
按照上述方法制备负载型贵金属催化剂,分别制备4%Pt/ZrO2和1%Pd/SiO2。
制备例2
负载型金属氧化物催化剂10%MoO3/TiO2的制备:
将0.2g钼酸铵和5.0mL水混合,搅拌均匀,然后把TiO2载体1.00g加入该混合液中,在室温下搅拌浸渍10小时后,蒸干水分,然后于110℃烘箱中干燥12小时,得到催化剂前躯体。MoO3的担载量为10%(质量百分数)。将上述步骤制备的前驱体置于石英管中,先在空气中500℃下煅烧3小时,得到10%MoO3/TiO2。
按照上述方法制备负载型金属氧化物催化剂,分别负载5%ReO3/SiO2和20%WO3/ZrO2。不同的负载型金属氧化物催化剂选取其负载组分对应的前驱体依例进行制备即可,如负载组分为ReO3时,可选择高铼酸铵作为前驱体;负载组分为WO3时,可选取偏钨酸铵作为前驱体。
制备例3
负载型杂多酸催化剂的制备:
不同的负载型杂多酸催化剂制备方法与负载型金属氧化物制备方法相似,选取其负载组分对应的前驱体依例进行制备即可,如负载组分为含钨杂多酸,如磷钨酸、硅钨酸等时,可选择相应的含钨杂多酸,如磷钨酸、硅钨酸等作为前驱体;负载组分为含钼杂多酸时,可选取相应的含钼杂多酸,如磷钼酸、硅钼酸等作为前驱体。
按照上述方法制备负载型杂多酸催化剂,分别负载20%PWOx/C,10%SiMoOx/TiO2和5%PReOx/SiO2。
实施例1
以2%Ru/C+10%MoO3/TiO2机械混合得到的催化剂作为加氢脱氧催化剂。
在30mL的高压反应釜中,加入0.5g甘油酸,0.2g 2%Ru/C催化剂,0.2g 10%MoO3/TiO2催化剂和10mL水,反应釜密闭后,充入2MPa氢气置换反应釜中的残余空气,重复三次后,向反应釜中充入2MPa氢气,把反应釜置于加热炉上进行加热至反应温度180℃,在700rpm的转速下搅拌反应20小时。反应结束后,从加热炉中取出反应釜,冷却至室温,把釜内压力降至常压,打开釜盖,将液固混合物取出进行抽滤分离,将得到的液体用液相色谱进行分析,并计算转化率和产物收率。反应结果列于表1中。
实施例2
以4%Pt/ZrO2+20%WO3/TiO2机械混合得到的催化剂作为加氢脱氧催化剂。
在30mL的高压反应釜中,加入0.5g甘油酸,0.2g 4%Pt/ZrO2催化剂,0.2g 20%WO3/TiO2催化剂和10mL水,反应釜密闭后,充入2MPa氢气置换反应釜中的残余空气,重复三次后,向反应釜中充入2MPa氢气,把反应釜置于加热炉上进行加热至反应温度180℃,在700rpm的转速下搅拌反应20小时。反应结束后,从加热炉中取出反应釜,冷却至室温,把釜内压力降至常压,打开釜盖,将液固混合物取出进行抽滤分离,将得到的液体用液相色谱进行分析,并计算转化率和产物收率。反应结果列于表1中。
实施例3
以1%Pd/SiO2+5%ReO3/SiO2机械混合得到的催化剂作为加氢脱氧催化剂。
在30mL的高压反应釜中,加入0.5g甘油酸,0.2g 1%Pd/SiO2催化剂,0.2g 5%ReO3/SiO2催化剂和10mL水,反应釜密闭后,充入2MPa氢气置换反应釜中的残余空气,重复三次后,向反应釜中充入2MPa氢气,把反应釜置于加热炉上进行加热至反应温度180℃,在700rpm的转速下搅拌反应20小时。反应结束后,从加热炉中取出反应釜,冷却至室温,把釜内压力降至常压,打开釜盖,将液固混合物取出进行抽滤分离,将得到的液体用液相色谱进行分析,并计算转化率和产物收率。反应结果列于表1中。
实施例4
以2%Ru/C+10%MoO3/TiO2机械混合得到的催化剂作为加氢脱氧催化剂。
在30mL的高压反应釜中,加入0.5g甘油酸,0.2g 2%Ru/C催化剂,0.2g 10%MoO3/TiO2催化剂和10mL水,反应釜密闭后,充入2MPa氢气置换反应釜中的残余空气,重复三次后,向反应釜中充入2MPa氢气,把反应釜置于加热炉上进行加热至反应温度200℃,在700rpm的转速下搅拌反应20小时。反应结束后,从加热炉中取出反应釜,冷却至室温,把釜内压力降至常压,打开釜盖,将液固混合物取出进行抽滤分离,将得到的液体用液相色谱进行分析,并计算转化率和产物收率。反应结果列于表1中。
实施例5
以2%Ru/C+10%MoO3/TiO2机械混合得到的催化剂作为加氢脱氧催化剂。
在30mL的高压反应釜中,加入0.5g甘油酸,0.2g 2%Ru/C催化剂,0.2g 10%MoO3/TiO2催化剂和10mL水,反应釜密闭后,充入2MPa氢气置换反应釜中的残余空气,重复三次后,向反应釜中充入2MPa氢气,把反应釜置于加热炉上进行加热至反应温度220℃,在700rpm的转速下搅拌反应20小时。反应结束后,从加热炉中取出反应釜,冷却至室温,把釜内压力降至常压,打开釜盖,将液固混合物取出进行抽滤分离,将得到的液体用液相色谱进行分析,并计算转化率和产物收率。反应结果列于表1中。
实施例6
以2%Ru/C+10%MoO3/TiO2机械混合得到的催化剂作为加氢脱氧催化剂。
在30mL的高压反应釜中,加入0.5g甘油酸,0.2g 2%Ru/C催化剂,0.2g 10%MoO3/TiO2催化剂和10mL水,反应釜密闭后,充入4MPa氢气置换反应釜中的残余空气,重复三次后,向反应釜中充入4MPa氢气,把反应釜置于加热炉上进行加热至反应温度180℃,在700rpm的转速下搅拌反应20小时。反应结束后,从加热炉中取出反应釜,冷却至室温,把釜内压力降至常压,打开釜盖,将液固混合物取出进行抽滤分离,将得到的液体用液相色谱进行分析,并计算转化率和产物收率。反应结果列于表1中。
实施例7
以4%Pt/ZrO2+20%PWOx/C作为加氢脱氧催化剂。
在30mL的高压反应釜中,加入0.5g甘油酸,0.2g 4%Pt/ZrO2催化剂,0.2g 20%PWOx/C催化剂和10mL水,反应釜密闭后,充入2MPa氢气置换反应釜中的残余空气,重复三次后,向反应釜中充入2MPa氢气,把反应釜置于加热炉上进行加热至反应温度180℃,在700rpm的转速下搅拌反应20小时。反应结束后,从加热炉中取出反应釜,冷却至室温,把釜内压力降至常压,打开釜盖,将液固混合物取出进行抽滤分离,将得到的液体用液相色谱进行分析,并计算转化率和产物收率。反应结果列于表1中。
实施例8
以1%Pd/SiO2+10%SiMoOx/TiO2机械混合得到的催化剂作为加氢脱氧催化剂。
在30mL的高压反应釜中,加入0.5g甘油酸,0.2g 1%Pd/SiO2催化剂,0.2g 10%SiMoOx/TiO2催化剂和10mL水,反应釜密闭后,充入2MPa氢气置换反应釜中的残余空气,重复三次后,向反应釜中充入2MPa氢气,把反应釜置于加热炉上进行加热至反应温度200℃,在700rpm的转速下搅拌反应20小时。反应结束后,从加热炉中取出反应釜,冷却至室温,把釜内压力降至常压,打开釜盖,将液固混合物取出进行抽滤分离,将得到的液体用液相色谱进行分析,并计算转化率和产物收率。反应结果列于表1中。
实施例9
以2%Ru/C+5%PReOx/SiO2机械混合得到的催化剂作为加氢脱氧催化剂。
在30mL的高压反应釜中,加入0.5g甘油酸,0.2g 2%Ru/C催化剂,0.2g 5%PReOx/SiO2催化剂和10mL水,反应釜密闭后,充入2MPa氢气置换反应釜中的残余空气,重复三次后,向反应釜中充入2MPa氢气,把反应釜置于加热炉上进行加热至反应温度180℃,在700rpm的转速下搅拌反应20小时。反应结束后,从加热炉中取出反应釜,冷却至室温,把釜内压力降至常压,打开釜盖,将液固混合物取出进行抽滤分离,将得到的液体用液相色谱进行分析,并计算转化率和产物收率。反应结果列于表1中。
对比例1
按照实施例8的操作步骤进行反应,不同的是,只添加2%Ru/C催化剂,而不添加10%MoO3/TiO2催化剂。反应结果列于表1中。
对比例2
按照实施例8的操作步骤进行反应,不同的是,只添加10%MoO3/TiO2催化剂,而不添加2%Ru/C催化剂。反应结果列于表1中。
对比例3
按照实施例8的操作步骤进行反应,不同的是,将添加“0.2g 10%MoO3/TiO2催化剂”替换为“0.2g MoO3催化剂”。反应结果列于表1中。
对比例4
按照制备例1的方法,在10%MoO3/TiO2催化剂上进一步负载2%Ru组分,得到2%Ru/10%MoO3/TiO2共负载型催化剂
按照实施例8的操作步骤进行反应,不同的是,将添加“0.2g 2%Ru/C催化剂,0.2g10%MoO3/TiO2催化剂”替换为“0.2g 2%Ru/10%MoO3/TiO2共负载型催化剂”。反应结果列于表1中。
由表1中的数据可以看出,本发明提供的制备3-羟基丙酸的方法,可以在水溶液中很好的实现甘油酸到重要化工原料3-羟基丙酸的转化,其中实施例4可以得到最高90%的3-羟基丙酸收率。
由对比例1和2可以看出,单独添加负载型贵金属催化剂或负载型金属氧化物催化剂,均无法得到3-羟基丙酸产物。由对比例3和对比例4可以看出,使用负载型贵金属催化剂与金属氧化物的组合或贵金属与金属氧化物共负载型催化剂,远远达不到本发明所述催化剂体系的3-羟基丙酸收率水平。
以上详细描述了本发明的优选实施方式,但是,本发明并不限于上述实施方式中的具体细节,在本发明的技术构思范围内,可以对本发明的技术方案进行多种简单变型,这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是,在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征,在不矛盾的情况下,可以通过任何合适的方式进行组合,为了避免不必要的重复,本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外,本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合,只要其不违背本发明的思想,其同样应当视为本发明所公开的内容。
表1实施例与对比例的反应条件、转化率及3-羟基丙酸收率
Claims (22)
1.一种制备3-羟基丙酸的方法,包括:
在水溶液中,在加氢脱氧催化剂的存在下,使甘油酸与氢气在160℃~250℃进行反应,得到所述3-羟基丙酸;
其中,所述加氢脱氧催化剂为负载型贵金属催化剂与至少一种负载型金属氧化物催化剂和/或至少一种负载型杂多酸催化剂的混合物,所述贵金属选自Ru、Rh、Pd、Os、Ir和Pt中的一种或多种,所述金属氧化物选自MoO3、WO3或ReO3中的一种或多种,所述杂多酸中金属原子选自W、Mo、Re、V、Nb和Ta中的一种或多种,杂原子选自Si或P中的一种或多种。
2.按照权利要求1所述的方法,其中,所述加氢脱氧催化剂中,(负载型贵金属催化剂的质量):(负载型金属氧化物催化剂和/或负载型杂多酸催化剂的质量)=1:0.2~10。
3.按照权利要求1所述的方法,其中,所述加氢脱氧催化剂中,(负载型贵金属催化剂的质量):(负载型金属氧化物催化剂和/或负载型杂多酸催化剂的质量)=1:0.5~5。
4.按照权利要求1所述的方法,其中,所述贵金属选自Ru、Pd和Pt。
5.按照权利要求1所述的方法,其中,所述杂多酸选自含钨杂多酸、含钼杂多酸或含铼杂多酸中的一种或多种。
6.按照权利要求1所述的方法,其中,所述杂多酸选自磷钨酸、硅钨酸、磷钼酸、硅钼酸和磷铼酸。
7.按照权利要求1所述的方法,其中,所述负载型贵金属催化剂包括载体和负载于所述载体上的贵金属,所述负载型金属氧化物催化剂包括载体和负载于所述载体上的金属氧化物,所述负载型杂多酸催化剂包括载体和负载于所述载体上的杂多酸。
8.按照权利要求7所述的方法,其中,所述负载型贵金属催化剂,以载体总质量为基准,所述贵金属的负载量为0.25%~10%。
9.按照权利要求7所述的方法,其中,所述负载型贵金属催化剂,以载体总质量为基准,所述贵金属的负载量为0.5~5%。
10.按照权利要求7所述的方法,其中,所述负载型金属氧化物催化剂,以载体总质量为基准,所述金属氧化物的负载量为1~60%。
11.按照权利要求7所述的方法,其中,所述负载型金属氧化物催化剂,以载体总质量为基准,所述金属氧化物的负载量为5~30%。
12.按照权利要求7所述的方法,其中,所述负载型杂多酸催化剂,以载体总质量为基准,所述杂多酸的负载量为1~60%。
13.按照权利要求7所述的方法,其中,所述负载型杂多酸催化剂,以载体总质量为基准,所述杂多酸的负载量为5~30%。
14.按照权利要求7所述的方法,其中,所述载体为活性炭、二氧化硅、氧化锆或二氧化钛中的一种或多种。
15.按照权利要求1所述的方法,所述甘油酸在水溶液中的质量百分含量为0.5~25%。
16.按照权利要求1所述的方法,所述甘油酸在水溶液中的质量百分含量为1~10%。
17.按照权利要求1所述的方法,所述加氢脱氧催化剂中的负载型贵金属催化剂中的贵金属与所述甘油酸的摩尔比为1:5~500。
18.按照权利要求1所述的方法,所述加氢脱氧催化剂中的负载型贵金属催化剂中的贵金属与所述甘油酸的摩尔比为1:50~250。
19.按照权利要求1所述的方法,所述反应在1MPa~6MPa的压力下进行。
20.按照权利要求1所述的方法,所述反应在2~4MPa的压力下进行。
21.按照权利要求1所述的方法,所述反应的温度为160℃~240℃。
22.按照权利要求1所述的方法,所述反应的温度为180℃~220℃。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201910925069.8A CN112574023B (zh) | 2019-09-27 | 2019-09-27 | 一种制备3-羟基丙酸的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201910925069.8A CN112574023B (zh) | 2019-09-27 | 2019-09-27 | 一种制备3-羟基丙酸的方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN112574023A CN112574023A (zh) | 2021-03-30 |
CN112574023B true CN112574023B (zh) | 2023-01-13 |
Family
ID=75110190
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201910925069.8A Active CN112574023B (zh) | 2019-09-27 | 2019-09-27 | 一种制备3-羟基丙酸的方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN112574023B (zh) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN116351457A (zh) * | 2023-03-07 | 2023-06-30 | 中国科学院青岛生物能源与过程研究所 | 一种催化剂,其制备方法以及采用其催化3-甲氧基丙酸甲酯水解制备3-羟基丙酸的方法 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5831121A (en) * | 1996-07-20 | 1998-11-03 | Degussa Aktiengesellschaft | Process for the production of 3-hydroxy propionic acid or a salt thereof |
CN102794181A (zh) * | 2011-05-27 | 2012-11-28 | 中科合成油技术有限公司 | 一种费托合成油品加氢脱氧催化剂、其制备方法和应用 |
CN107556186A (zh) * | 2017-10-17 | 2018-01-09 | 北京大学 | 一种由葡萄糖二酸制备己二酸的方法 |
CN108329203A (zh) * | 2018-03-16 | 2018-07-27 | 南昌大学 | 一种甘油酸制备3-羟基丙酸的方法 |
-
2019
- 2019-09-27 CN CN201910925069.8A patent/CN112574023B/zh active Active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5831121A (en) * | 1996-07-20 | 1998-11-03 | Degussa Aktiengesellschaft | Process for the production of 3-hydroxy propionic acid or a salt thereof |
CN102794181A (zh) * | 2011-05-27 | 2012-11-28 | 中科合成油技术有限公司 | 一种费托合成油品加氢脱氧催化剂、其制备方法和应用 |
CN107556186A (zh) * | 2017-10-17 | 2018-01-09 | 北京大学 | 一种由葡萄糖二酸制备己二酸的方法 |
CN108329203A (zh) * | 2018-03-16 | 2018-07-27 | 南昌大学 | 一种甘油酸制备3-羟基丙酸的方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN112574023A (zh) | 2021-03-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN107011154B (zh) | 一种由呋喃-2,5-二羧酸制备己二酸的方法 | |
Yang et al. | Effect of redox properties of LaCoO3 perovskite catalyst on production of lactic acid from cellulosic biomass | |
JP7184132B2 (ja) | アルコールの製造方法 | |
CN112441911B (zh) | 一种制备5-羟基戊酸的方法 | |
CN110023273B (zh) | 用于制备二醇的方法 | |
CN112574023B (zh) | 一种制备3-羟基丙酸的方法 | |
CN111792991A (zh) | 一种制备己二酸的方法 | |
EP3356315A1 (en) | Process for the preparation of a hydrogenation catalyst and its use for the preparation of glycols | |
WO2016066071A1 (zh) | 一种碳水化合物制备乙醇酸酯的方法 | |
CN113831312B (zh) | 一种制备δ-环戊内酯的方法 | |
CN111253256B (zh) | 一种含钼杂多酸催化生物质多元醇及多元醇酸脱氧脱水制备烯烃的方法 | |
CN112574024B (zh) | 一种制备丁二酸的方法 | |
CN113121481A (zh) | 一种钌基催化剂及利用其制备2,5-呋喃二羧酸的方法 | |
CN113831248B (zh) | 一种制备3-羟基丙酸酯类衍生物的方法 | |
CN110981691B (zh) | 一种利用单糖合成1,6-己二醇的方法 | |
CN112441912B (zh) | 一种低碳饱和脂肪酸的制备方法 | |
CN112939766B (zh) | 一种制备戊二酸的方法 | |
CN110026191B (zh) | 一种催化剂及甘油氢解制备1,3-丙二醇的方法 | |
CN111440060A (zh) | 一种制备己二酸的方法 | |
CN113968783B (zh) | 一种制备短碳链二元羧酸酯类衍生物的方法 | |
KR101205789B1 (ko) | 숙신산의 수소화반응에 의한 감마-부티로락톤 제조를 위한 팔라듐-알루미나 복합 촉매, 그 제조방법 및 상기 촉매를 이용한 숙신산의 수소화반응에 의한 감마-부티로락톤 제조방법 | |
CN104888778B (zh) | 一种催化葡萄糖氢解的Cu/MgO催化剂及其制备方法 | |
CN111440062A (zh) | 一种由呋喃-2,5-二羧酸酯类衍生物制备己二酸的方法 | |
CN112044435A (zh) | 甘油选择性氢解制1,3-丙二醇用Pt-W催化剂及其制备方法 | |
CN111606804B (zh) | 一种制备己二酸酯类衍生物的方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |