CN115739187A - 一种负载型铁基催化剂及其制备和在(r)-香茅醛的合成中的应用 - Google Patents

一种负载型铁基催化剂及其制备和在(r)-香茅醛的合成中的应用 Download PDF

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CN115739187A CN202211258107.7A CN202211258107A CN115739187A CN 115739187 A CN115739187 A CN 115739187A CN 202211258107 A CN202211258107 A CN 202211258107A CN 115739187 A CN115739187 A CN 115739187A
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Abstract

本发明公开了一种负载型铁基催化剂及其制备和在(R)‑香茅醛的合成中的应用,该负载型铁基催化剂包括活性成分和载体;所述载体为类沸石咪唑骨架材料;所述活性成分由铁元素、过渡金属元素和手性配体组成;所述过渡金属元素选自Ru、Pd、Ir、Pt、Cu、Zn、Ni、In、Cd、V、Co、Zr、La、Ce中的一种、两种或多种。该负载型铁基催化剂应用于(R)‑香茅醛的合成时,避免了精馏分离香叶醛和橙花醛时的高能耗,减少了设备投资,降低了成本。

Description

一种负载型铁基催化剂及其制备和在(R)-香茅醛的合成中的 应用
技术领域
本发明属于精细化学品合成领域,具体涉及一种(R)-香茅醛的合成方法。
背景技术
香茅醛,即3,7-二甲基-6-辛烯醛,分子中含有一个手性碳原子,因而具有R与S两种构型。其中,R-香茅醛不仅是一种重要的香料成分,也是合成L-薄荷醇的重要前体,L-薄荷醇是世界上用量最大的单体香料之一,具有重要的经济价值。
R-香茅醛的工业合成方法主要有两种:日本高砂公司的不对称催化香叶基胺合成R-香茅醛的方法,BASF公司的柠檬醛选择性氢化合成R-香茅醛的方法,相比较而言,后者拥有更广泛的应用。
柠檬醛是橙花醛与香叶醛的混合物,橙花醛和香叶醛是一对双键顺反异构体,采用同一构型的催化剂,二者加氢分别得到(R)-香茅醛和(S)-香茅醛,因此二者的混合物直接氢化得到的是消旋的香茅醛;要选择性的得到(R)-香茅醛,必须以纯净的橙花醛或香叶醛为原料。由于橙花醛和香叶醛物理性质十分相似,沸点仅差1℃左右,化学性质又比较活泼,分离二者得到纯净的橙花醛或香叶醛比较困难。
专利WO2014096063A公开了一种方法,是在经过异构体分离后的一种异构体过量的原料中加入催化剂联苯4,4’-二硫醇,得到橙花醛与香叶醛物质的量1:1的混合物,之后再次进行异构体分离。此方法原子利用率显著提升,但由于原料反复加热后,会有大量重组分生成,实际原料利用率仍有待提高。
专利CN106256816B中公开使用精馏方式分离柠檬醛中的香叶醛和橙花醛:精馏塔理论板数为85块,柠檬醛由中间位置进料,塔底温度140℃,回流比为9:1,在塔顶采出橙花醛,塔顶采出料中香叶醛与橙花醛摩尔比为1:99,塔底采出柠檬醛拆分剩余料,剩余料中香叶醛与橙花醛摩尔比为95:5,从而实现柠檬醛的分离。可见,普通精馏虽然能达到满意的分离效果,但是分离难度较大,导致设备投资成本较高。另一方面,该专利还提供了使用手性含氮亚磷酸联萘二酚酯催化剂,并将该催化剂应用于香叶醛异构化为橙花醛的反应,但是仅能实现香叶醛的部分异构化。
专利CN107879914B公开了一种将柠檬醛中的香叶醛转化为橙花醛的方法,以精馏填料为载体负载碘和磷制备得到异构催化剂,在减压精馏柠檬醛的过程中,将富含香叶醛的物料(1:9-5:5)转化为橙花醛与香叶醛比例接近1:1的物料,从而实现柠檬醛精馏分离橙花醛工艺的连续操作。该方法催化剂制备方法简单,但是催化剂活性成分易流失导致催化剂失活,含碘和含磷物质的使用导致该方法存在潜在的环保风险。
专利CN111718250B公开了一种分离柠檬醛的方法,柠檬醛(顺反异构体混合)先与氮杂环苯基手性砌块合成手性不饱和化合物,所得手性不饱和化合物包含顺反异构体,根据两种顺反异构体的溶解度不同将二者通过结晶法分离,二者分别在不同手性金属催化剂作用下进行不对称氢化,随后酸性催化剂存在下水解,得到手性香茅醛。该方法虽然实现了柠檬醛的分离,但是操作过程复杂、繁琐,产生较多的三废,不适合工业化大生产。
专利US4145366A公开了一种香叶醛异构生成橙花醛的方法,使用磷酸、次磷酸、次磷酸二乙酯、磷酸二丁酯等含磷的酸性催化剂,150℃下反应3小时,催化香叶醛异构生成橙花醛,转化率和选择性均不高。另外,柠檬醛性质活泼,酸性条件下长时间的高温加热会使柠檬醛发生聚合导致重组分生成,反应收率较低;使用酸性催化剂会造成设备腐蚀,增加设备投资,不利于该方法在工业化大生产中实施。
专利CN112570028A和CN112110805B公开了一种柠檬醛不对称氢化制备R-香茅醛的方法,使用昂贵的铑金属作为催化剂,并且以橙花醛为原料。虽然实现了催化剂的多次套用,但是近年来铑金属价格飞涨,导致生产成本居高不下。另外,从说明书公开的内容可知,该催化剂仅适用于以橙花醛为底物的反应,限制了反应的应用。
因此,本发明的目的在于开发一种新型的制备(R)-香茅醛的方法:先将柠檬醛中的香叶醛和高效异构得到橙花醛,获得高浓度单一异构体,再进行不对称氢化,获得高光学活性的(R)-香茅醛。克服了现有技术中(R)-香茅醛制备选择性差、能耗高、操作繁琐的问题,简化了后续繁杂低效的分离操作,有利于降低薄荷醇的生产成本。
发明内容
本发明提供了一种用于合成(R)-香茅醛的催化剂,该催化剂解决柠檬醛分离和(R)-香茅醛不对称合成工艺中存在的设备复杂、能耗高、选择性低、产物光学活性低、操作繁琐的问题,借助于该催化剂,使得反应可以在一个反应器中高效进行,可显著降低柠檬醛分离过程中的能耗、设备投入成本和操作难度,具有显著的经济优势。
本发明还提供了所述催化剂的制备方法和应用。
一种负载型铁基催化剂,包括活性成分和载体;
所述活性成分由铁元素、过渡金属元素和手性配体组成;
所述载体为类沸石咪唑骨架材料;
所述过渡金属元素选自Ru、Pd、Pt、Ir、Cu、Zn、Ni、In、Cd、V、Co、La、Ce中的一种、两种或多种;优选Ru、Pd、Pt、Ir、Cu、Zn、Ni、La、Ce中的一种、两种或多种。
所述手性配体为噁唑啉配体,具体为含有吡啶-噁唑啉的配体(Pyrine-oxazoline,简称Pyox)选自:
Figure BDA0003889377110000031
其中R1为C1~C6烷基、取代或者未取代的苯基、取代或者未取代的苄基,所述苯基或者苄基上的取代基为C1~C4烷基;R2为H、三氟甲基、C1~C4烷氧羰基;R3为H或C1~C6烷基。
本发明的新型负载型铁基催化剂,载体及有机物配体的引入很大程度上提高了催化剂活性中心金属原子的分散度,解决了催化剂在使用过程中活性组分的流失的问题;在催化剂骨架中的P上的孤对电子与Fe形成的配位键容易与双键形成键的相互作用,在催化剂催化反应的过程中增加了其表面的反应物的浓度,促进双键在Fe催化下发生异构及不对称氢化反应;催化剂的活性组分与助催化剂活性组分的配合使用,可以有效的抑制(R)-香茅醛的副产,提高(R)-香茅醛光学活性,获得高选择性、高光学活性的(R)-香茅醛产品。
作为优选,R1=-tBu(叔丁基)、-iPr(异丙基)、-Bn(苄基)或-Ph(苯基);R2=-H、-CF3(三氟甲基)或-CO2Me(甲氧羰基);R3=-H、-Me(甲基)、-Et(乙基)或-iBu(异丁基)。进一步选自L1~L25:tBu-Pyox(L1)、Bn-Pyox(L2)、tBu-5CO2MePyox(L3)、iPr-5CF3Pyox(L4)、iPr-5CO2MePyox(L5)、Bn-5CO2MePyox(L6)、Ph-5CF3Pyox(L7)、tBu-6MePyox(L8)、tBu-6iBuPyox(L9)、iPr-6EtPyox(L10)、Ph-6EtPyox(L11)、Ph-6iBuPyox(L12)Bn-Quinox(L13)、Ph-Quinox(L14)中的一种、两种或多种。
优选tBu-Pyox(L1)、Bn-Pyox(L2)、tBu-5CO2MePyox(L3)、iPr-5CF3Pyox(L4)、Bn-5CO2MePyox(L6)、tBu-6iBuPyox(L9)、iPr-6EtPyox(L10)、Ph-6iBuPyox(L12)、Bn-Quinox(L13)、Ph-Quinox(L14)中的一种、两种或多种。
所述载体为类沸石咪唑骨架材料(英文名称zeoliticimidazolate frameworks;简称ZIFs),选自ZIF-5、ZIF-7、ZIF-8、ZIF-11、ZIF-20、ZIF-65、ZIF-70、ZIF-95中的一种、两种或多种;优选ZIF-7、ZIF-8、ZIF-11、ZIF-20、ZIF-65、ZIF-70中的一种、两种或多种;更优选ZIF-7、ZIF-20、ZIF-65、ZIF-70中的一种、两种或多种。
本发明还提供了一种所述的负载型铁基催化剂的制备方法,包括以下步骤:
将铁源、过渡金属化合物、手性配体混合于水中,在40~60℃下搅拌2~3小时,将干燥载体分散于上述混合水溶液中得到悬浮液,60~80℃吸附4~6小时,然后经过过滤和干燥得到所述的负载型铁基催化剂。
作为优选,所述铁源为含铁的氯化物、硝酸盐、硫酸盐或其水合物中的任意一种或其组合;进一步优选为FeCl3·6H2O、Fe(NO3)3、FeSO4、FeCl2、Fe(NO3)3·9H2O中的任意一种或其组合。
作为优选,所述手性配体和铁源的质量比为3.0~15.0:1,优选5.0~12.0:1,更优选5.0~9.0:1。
作为优选,所述铁源的负载量(以金属计)和所述载体的质量比为0.01~0.09:1,优选0.03~0.09:1,更优选0.05~0.07:1。
作为优选,过渡金属(以金属计)和所述载体的质量比为0.01~0.09:1,优选0.03~0.08:1,更优选0.04~0.08:1。
作为优选,水的用量并无特别限制,可以将所加入的过渡金属化合物、手性配体完全溶解即可。
作为优选,所述过渡金属化合物选自含过渡金属的可溶性盐或其水合物,如硝酸盐、盐酸盐、醋酸盐、硫酸盐、钠盐等,但不局限于此;进一步优选为RuCl3·3H2O、Pd(NO3)2、Zn(NO3)2·6H2O、Ni(NO3)2·6H2O、In(NO3)3·3H2O、CdCl2、NaVO3、CoSO4、CuSO4·6H2O、PtCl4、ZnSO4·7H2O、NiSO4·6H2O、IrCl3·3H2O、La(NO3)3·6H2O、Ce(NO3)3·6H2O中的任意一种或其组合。
所述干燥的温度优选为60~80℃,干燥至恒重。
本发明还提供了一种高光学活性的(R)-香茅醛的制备方法,包括:
在所述的负载型铁基催化剂作用下,柠檬醛中橙花醛发生异构反应,之后在氢气氛围中发生不对称氢化反应,生成(R)-香茅醛,经后处理获得高光学活性的(R)-香茅醛产品。
本发明的反应路线如下:
Figure BDA0003889377110000051
通过本方法可以有效减少反应后处理,避免了精馏分离香叶醛和橙花醛时的高能耗,减少了设备投资,降低了成本。并且该方法使用负载型催化剂,催化剂对环境友好,易于分离,且不会流失,适应于工业化生产。
作为优选,所述柠檬醛中香叶醛摩尔比例为50%~95%。
所述负载型铁基催化剂和柠檬醛质量比为0.5%~9.0%:1;优选1.0%~7.0%:1;更优选3.0%~6.0%。
所述异构反应的温度为80~150℃,优选反应温度为80~120℃;更优选80~100℃。
所述的惰性气体为氮气,压力为P=0.2~0.8MPa,优选为P=0.5~0.8MPa。
所述不对称氢化反应的氢气压力为P=2.0~5.0MPa,优选P=2.5~5.0MPa;更优选3.0~4.5MPa。
所述不对称氢化反应温度为90~150℃,优选的反应温度为90~120℃;更优选90~100℃。
所述异构反应和不对称氢化反应在溶剂和/或无溶剂下进行;优选在溶剂中进行,所述溶剂为水、乙醇、甲醇、异丙醇中的一种、两种或多种;优选乙醇和异丙醇。
所述后处理为,反应结束经过滤得到催化剂和反应液。反应液经减压蒸馏、精馏后得到(R)-香茅醛产品;含有催化剂和未反应完的原料可直接套用至下一批次。
同现有技术相比,本发明的有益效果如下:
(1)反应操作简单,设备投资少,使得在一个反应器中高效进行,极大的降低生产能耗,生产成本以及操作难度。与传统技术相比,采用本发明的铁基催化剂,不仅实现了柠檬醛的高效分离。而且可以由柠檬醛一步法制备(R)-香茅醛,可达到减少设备投资、提高收率的目的。
(2)铁基催化剂性能稳定,套用10次以上,转化率>90%,选择性>90%。
附图说明
图1为实施例24反应液的气相色谱图。
图2为实施例24的手性测试谱图。
具体实施方式
本发明结合下面实施例作进一步的详细说明,但本发明的范围并不局限于这些实施例。
反应液测样条件:
气相色谱仪:安捷伦8890;色谱柱:SE-30 30m*0.25mm*0.25μm;
柱箱温度:130℃,检测器温度:260℃,注样器温度:260℃。
手性测试条件:
气相色谱仪:富立9790;色谱柱:HP-CHIRAL-20B;
柱箱温度:100℃恒温。检测器温度:260℃,注样器温度:260℃。载气(N2,含量99.999%)20ml/min,燃气(H2,含量99.999%)30ml/min;助燃气(压缩空气,经过净化)300ml/min,尾吹气(N2)20ml/min;分流比100:1。
金属质量=金属盐质量*金属原子质量/金属盐分子量*100%。
理论负载量=金属质量/载体质量*100%。
ee值=((R)-香茅醛-(S)-香茅醛)/((R)-香茅醛+(S)-香茅醛)*100%
如无特别说明,以下实施例中使用的无机盐、配体、载体均为市售。
实施例1
将3.38gFeCl3·6H2O、1.0gPd(NO3)2·2H2O和17g的tBu-Pyox(L1)配体分散于50mL的水中,50℃下搅拌3小时后,将10g干燥后的ZIF-7载体分散于上述混合水溶液中得到悬浮液,升温至65℃吸附5小时后,过滤、80℃干燥至恒重,得到固体粉末催化剂7.0%Fe-4.0%Pd/ZIF-7/L1备用。
实施例2~23
改变过渡金属、配体、载体的种类和比例,改变吸附和干燥的温度和时间等参数,按照实施例1的方法,分别得到如下催化剂,具体如表1所示。
表1催化剂制备实施例
Figure BDA0003889377110000071
Figure BDA0003889377110000081
备注:mTM表示过渡金属的负载量。
对比例1
将3.38gFeCl3·6H2O、1.0gPd(NO3)2·2H2O分散50mL的水中,50℃下搅拌3小时后,将10g干燥后的ZIF-7载体分散于上述混合水溶液中得到悬浮液,升温至65℃吸附6小时后,过滤、80℃干燥至恒重,得到固体粉末催化剂7.0%Fe-4.0%Pd/ZIF-7备用。
对比例2
将3.38gFeCl3·6H2O和17g的tBu-Pyox(L1)配体分散50mL的水中,50℃下搅拌3小时后,将10g干燥后的ZIF-7载体分散于上述混合水溶液中得到悬浮液,升温至65℃吸附6小时后,过滤、80℃干燥至恒重,得到固体粉末催化剂7.0%Fe/ZIF-7/L1备用。
对比例3
将1.0gPd(NO3)2·2H2O和17g的tBu-Pyox(L1)配体分散50mL的水中,50℃下搅拌3小时后,将10g干燥后的ZIF-7载体分散于上述混合水溶液中得到悬浮液,升温至65℃吸附6小时后,过滤、80℃干燥至恒重,得到固体粉末催化剂4.0%Pd/ZIF-7/L1备用。
对比例4
将3.38gFeCl3·6H2O、1.0gPd(NO3)2·2H2O和17g的tBu-Pyox(L1)配体分散50mL的水中,50℃下搅拌3小时后,将10g干燥后的ZSM-5载体分散于上述混合水溶液中得到悬浮液,升温至65℃吸附5小时后,过滤、80℃干燥至恒重,得到固体粉末催化剂7.0%Fe-4.0%Pd/ZSM-5/L1备用。
对比例5
将3.38gFeCl3·6H2O、1.0gPd(NO3)2·2H2O和17g的tBu-Pyox(L1)配体分散50mL的水中,50℃下搅拌3小时后,将10g干燥后的Al2O3载体分散于上述混合水溶液中得到悬浮液,升温至65℃吸附7小时后,过滤、80℃干燥至恒重,得到固体粉末催化剂7.0%Fe-4.0%Pd/Al2O3/L1备用。
实施例24
将催化剂7.0%Fe-4.0%Pd/ZIF-7/L1(催化剂浓度5wt%)、152.2g柠檬醛(香叶醛:橙花醛=50:50)、100g乙醇加入到反应釜中,充入氮气至压力0.5MPa,然后将反应釜加热至120℃,保温4小时,气相色谱取样检测,香叶醛含量为5.2%,然后通入氢气至反应压力为4.0MPa,120℃继续反应5小时。反应结束后过滤除去固体催化剂,分离出反应液,GC取样分析,柠檬醛转化率为98.10%,香茅醛选择性为99.2%。将反应液转移至脱溶瓶中,在循环水真空泵抽真空下进行脱溶,回收溶剂乙醇98.5g。脱溶完毕后,在油泵抽真空下进行减压精馏,收集馏分得成品149.88g,产率为97.2%,ee值为88.01%。
反应液气相检测结果如图1所示,其中保留时间4.253min的峰为产品香茅醛,面积占比为97.341%;保留时间4.556min、4.907min为原料,面积占比分别为0.778%、1.118%。产品的对映选择性谱图如图2所示,其中峰(1)S-香茅醛,峰面积为5.9941%;峰(2)R-香茅醛,峰面积为94.0059%。
实施例25
将催化剂7.0%Fe-4.0%Pd/ZIF-7/L1(催化剂浓度5wt%)、152.2g柠檬醛(香叶醛:橙花醛=80:20)加入到反应釜中,充入氮气至压力0.5MPa,然后将反应釜加热至120℃,保温4小时,气相色谱取样检测,香叶醛含6.4%,然后通入氢气至反应压力为5.0MPa,升温至130℃继续反应4小时。反应结束后过滤除去固体催化剂,分离出反应液,GC取样分析,柠檬醛转化率为98.6%,香茅醛选择性为97.5%。在油泵抽真空下进行减压精馏,收集馏分得成品147.72g,产率为95.8%,ee值为88.41%。
实施例26
将催化剂5.0%Fe-3.0%Ru/ZIF-5/L1(催化剂浓度3wt%)、152.2g柠檬醛(香叶醛:橙花醛=80:20)、100g乙醇加入到反应釜中,充入氮气至压力0.8MPa,然后将反应釜加热至120℃,保温5小时,气相色谱取样检测,香叶醛含量为2.3%。然后通入氢气至反应压力为4.0MPa,120℃继续反应5小时。反应结束后过滤除去固体催化剂,分离出反应液,GC取样分析,柠檬醛转化率为99.2%,香茅醛选择性为99.6%。
将反应液转移至脱溶瓶中,在循环水真空泵抽真空下进行脱溶,回收溶剂乙醇99.1g。脱溶完毕后,在油泵抽真空下进行减压精馏,收集馏分得成品151.89g,产率为98.5%,ee值为92.51%。
实施例27
将催化剂5.0%Fe-7.0%Pd/ZIF-8/L2(催化剂浓度3wt%)、152.2g柠檬醛(香叶醛:橙花醛=85:15)、100g甲醇加入到反应釜中,充入氮气至压力0.8MPa,然后将反应釜加热至100℃,保温4小时,气相色谱取样检测,香叶醛含量3.1%。然后通入氢气至反应压力为4.0MPa,120℃继续反应5小时。反应结束后过滤除去固体催化剂,分离出反应液,GC取样分析,柠檬醛转化率为98.9%,香茅醛选择性为99.5%。
将反应液转移至脱溶瓶中,在循环水真空泵抽真空下进行脱溶,回收溶剂甲醇99.4g。脱溶完毕后,在油泵抽真空下进行减压精馏,收集馏分得成品151.42g,产率为98.2%,ee值为96.47%。
实施例28
将催化剂5.0%Fe-1.0%Zn/ZIF-65/L3(催化剂浓度9wt%)、152.2g柠檬醛(香叶醛:橙花醛=50:50)、100g乙醇加入到反应釜中,充入氮气至压力0.8MPa,然后将反应釜加热至150℃,保温6小时,气相色谱取样检测,香叶醛含量5.6%。然后通入氢气至反应压力为4.0MPa,120℃继续反应5小时。反应结束后过滤除去固体催化剂,分离出反应液,GC取样分析,柠檬醛转化率为97.6%,香茅醛选择性为97.2%。
将反应液转移至脱溶瓶中,在循环水真空泵抽真空下进行脱溶,回收溶剂乙醇99.0g。脱溶完毕后,在油泵抽真空下进行减压精馏,收集馏分得成品145.72g,产率为94.5%,ee值为90.06%。
实施例29
将催化剂6.0%Fe-4.0%Ni/ZIF-70/L4(催化剂浓度7wt%)、152.2g柠檬醛(香叶醛:橙花醛=65:35)、100g乙醇加入到反应釜中,充入氮气至压力0.8MPa,然后将反应釜加热至120℃,保温4小时,气相色谱取样检测,香叶醛含量为4.0%。然后通入氢气至反应压力为4.0MPa,120℃继续反应5小时。反应结束后过滤除去固体催化剂,分离出反应液,GC取样分析,柠檬醛转化率为96.8%,香茅醛选择性为97.0%。
将反应液转移至脱溶瓶中,在循环水真空泵抽真空下进行脱溶,回收溶剂乙醇99.0g。脱溶完毕后,在油泵抽真空下进行减压精馏,收集馏分得成品143.56g,产率为93.1%,ee值为90.67%。
实施例30
将催化剂6.0%Fe-6.0%In/ZIF-95/L5(催化剂浓度7wt%)、152.2g柠檬醛(香叶醛:橙花醛=65:35)、100g乙醇加入到反应釜中,充入氮气至压力0.8MPa,然后将反应釜加热至130℃,保温5小时,气相色谱取样检测,香叶醛含量为5.9%。然后通入氢气至反应压力为5.0MPa,120℃继续反应5小时。反应结束后过滤除去固体催化剂,分离出反应液,GC取样分析,柠檬醛转化率为94.2%,香茅醛选择性为95.8%。
将反应液转移至脱溶瓶中,在循环水真空泵抽真空下进行脱溶,回收溶剂乙醇99.1g。脱溶完毕后,在油泵抽真空下进行减压精馏,收集馏分得成品138.32g,产率为89.7%,ee值为87.05%。
实施例31
将催化剂7.0%Fe-3.0%Cd/ZIF-11/L6(催化剂浓度5wt%)、152.2g柠檬醛(香叶醛:橙花醛=50:50)、100g乙醇加入到反应釜中,充入氮气至压力0.8MPa,然后将反应釜加热至120℃,保温4小时,气相色谱取样检测,香叶醛含量为6.8%。然后通入氢气至反应压力为5.0MPa,130℃继续反应4小时。反应结束后过滤除去固体催化剂,分离出反应液,GC取样分析,柠檬醛转化率为95.5%,香茅醛选择性为96.2%。
将反应液转移至脱溶瓶中,在循环水真空泵抽真空下进行脱溶,回收溶剂乙醇99.2g。脱溶完毕后,在油泵抽真空下进行减压精馏,收集馏分得成品141.09g,产率为91.5%,ee值为89.79%。
实施例32
将催化剂7.0%Fe-5.0%V/ZIF-20/L7(催化剂浓度7wt%)、152.2g柠檬醛(香叶醛:橙花醛=55:45)、100g乙醇加入到反应釜中,充入氮气至压力0.8MPa,然后将反应釜加热至110℃,保温5小时,气相色谱取样检测,香叶醛含量为9.7%。然后通入氢气至反应压力为5.0MPa,130℃继续反应4小时。反应结束后过滤除去固体催化剂,分离出反应液,GC取样分析,柠檬醛转化率为96.0%,香茅醛选择性为90.6%。
将反应液转移至脱溶瓶中,在循环水真空泵抽真空下进行脱溶,回收溶剂乙醇99.3g。脱溶完毕后,在油泵抽真空下进行减压精馏,收集馏分得成品133.38g,产率为86.5%,ee值为82.38%。
实施例33
将催化剂9.0%Fe-3.0%Co/ZIF-70/L8(催化剂浓度5wt%)、152.2g柠檬醛(香叶醛:橙花醛=65:35)、100g乙醇加入到反应釜中,充入氮气至压力0.8MPa,然后将反应釜加热至130℃,保温5小时,气相色谱取样检测,香叶醛含量为8.6%。然后通入氢气至反应压力为5.0MPa,150℃继续反应5小时。反应结束后过滤除去固体催化剂,分离出反应液,GC取样分析,柠檬醛转化率为97.8%,香茅醛选择性为96.3%。
将反应液转移至脱溶瓶中,在循环水真空泵抽真空下进行脱溶,回收溶剂乙醇99.2g。脱溶完毕后,在油泵抽真空下进行减压精馏,收集馏分得成品144.79g,产率为93.9%,ee值为92.03%。
实施例34
将催化剂9.0%Fe-7.0%Cu/ZIF-11/L9(催化剂浓度5wt%)、152.2g柠檬醛(香叶醛:橙花醛=60:40)、100g乙醇加入到反应釜中,充入氮气至压力0.8MPa,然后将反应釜加热至120℃,保温4小时,气相色谱取样检测,香叶醛含量为6.8%。然后通入氢气至反应压力为4.0MPa,130℃继续反应4小时。反应结束后过滤除去固体催化剂,分离出反应液,GC取样分析,柠檬醛转化率为98.2%,香茅醛选择性为97.8%,ee值为92.59%。
将反应液转移至脱溶瓶中,在循环水真空泵抽真空下进行脱溶,回收溶剂乙醇99.2g。脱溶完毕后,在油泵抽真空下进行减压精馏,收集馏分得成品147.56g,产率为95.7%,ee值为92.59%。
实施例35
将催化剂7.0%Fe-6.0%Pt/ZIF-65/L10(催化剂浓度5wt%)、152.2g柠檬醛(香叶醛:橙花醛=80:20)、100g乙醇加入到反应釜中,充入氮气至压力0.8MPa,然后将反应釜加热至100℃,保温4小时,气相色谱取样检测,香叶醛含量为3.2%。然后通入氢气至反应压力为4.0MPa,130℃继续反应4小时。反应结束后过滤除去固体催化剂,分离出反应液,GC取样分析,柠檬醛转化率为99.1%,香茅醛选择性为98.9%。
将反应液转移至脱溶瓶中,在循环水真空泵抽真空下进行脱溶,回收溶剂乙醇99.2g。脱溶完毕后,在油泵抽真空下进行减压精馏,收集馏分得成品150.8g,产率为97.8%,ee值为93.50%。
实施例36
将催化剂3.0%Fe-7.0%Zn/ZIF-11/L11(催化剂浓度7wt%)、152.2g柠檬醛(香叶醛:橙花醛=55:45)、100g乙醇加入到反应釜中,充入氮气至压力0.8MPa,然后将反应釜加热至120℃,保温5小时,气相色谱取样检测,香叶醛含量为4.1%。然后通入氢气至反应压力为4.0MPa,130℃继续反应5小时。反应结束后过滤除去固体催化剂,分离出反应液,GC取样分析,柠檬醛转化率为98.3%,香茅醛选择性为97.5%。
将反应液转移至脱溶瓶中,在循环水真空泵抽真空下进行脱溶,回收溶剂乙醇99.2g。脱溶完毕后,在油泵抽真空下进行减压精馏,收集馏分得成品147.26g,产率为95.5%,ee值为91.21%。
实施例37
将催化剂3.0%Fe-9.0%Ni/ZIF-20/L12(催化剂浓度7wt%)、152.2g柠檬醛(香叶醛:橙花醛=65:35)、100g乙醇加入到反应釜中,充入氮气至压力0.8MPa,然后将反应釜加热至120℃,保温4小时,气相色谱取样检测,香叶醛含量为5.4%。然后通入氢气至反应压力为4.0MPa,130℃继续反应5小时。反应结束后过滤除去固体催化剂,分离出反应液,GC取样分析,柠檬醛转化率为95.6%,香茅醛选择性为97.2%。
将反应液转移至脱溶瓶中,在循环水真空泵抽真空下进行脱溶,回收溶剂乙醇99.0g。脱溶完毕后,在油泵抽真空下进行减压精馏,收集馏分得成品142.79g,产率为92.6%,ee值为90.80%。
实施例38
将催化剂7.0%Fe-8.0%Ir/ZIF-20/L13(催化剂浓度5wt%)、152.2g柠檬醛(香叶醛:橙花醛=90:10)、100g乙醇加入到反应釜中,充入氮气至压力0.5MPa,然后将反应釜加热至100℃,保温3小时,气相色谱取样检测,香叶醛含量为3.3%。然后通入氢气至反应压力为4.0MPa,120℃继续反应4小时。反应结束后过滤除去固体催化剂,分离出反应液,GC取样分析,柠檬醛转化率为99.6%,香茅醛选择性为99.8%。
将反应液转移至脱溶瓶中,在循环水真空泵抽真空下进行脱溶,回收溶剂乙醇99.3g。脱溶完毕后,在油泵抽真空下进行减压精馏,收集馏分得成品152.97g,产率为99.2%,ee值为94.66%。
实施例39
将催化剂7.0%Fe-8.0%Pt/ZIF-70/L14(催化剂浓度5wt%)、152.2g柠檬醛(香叶醛:橙花醛=85:15)、100g乙醇加入到反应釜中,充入氮气至压力0.5MPa,然后将反应釜加热至110℃,保温3小时,气相色谱取样检测,香叶醛含量低于3.0%。然后通入氢气至反应压力为4.0MPa,120℃继续反应4小时。反应结束后过滤除去固体催化剂,分离出反应液,GC取样分析,柠檬醛转化率为99.0%,香茅醛选择性为98.9%。
将反应液转移至脱溶瓶中,在循环水真空泵抽真空下进行脱溶,回收溶剂乙醇99.4g。脱溶完毕后,在油泵抽真空下进行减压精馏,收集馏分得成品150.19g,产率为97.4%,ee值为93.51%。
实施例40
将催化剂1.0%Fe-5.0%Ru/ZIF-5/L1(催化剂浓度5wt%)、152.2g柠檬醛(香叶醛:橙花醛=85:15)、100g乙醇加入到反应釜中,充入氮气至压力0.5MPa,然后将反应釜加热至110℃,保温4小时,气相色谱取样检测,香叶醛含量为5.7%。然后通入氢气至反应压力为4.0MPa,120℃继续反应4小时。反应结束后过滤除去固体催化剂,分离出反应液,GC取样分析,柠檬醛转化率为98.9%,香茅醛选择性为98.6%。
将反应液转移至脱溶瓶中,在循环水真空泵抽真空下进行脱溶,回收溶剂乙醇99.0g。脱溶完毕后,在油泵抽真空下进行减压精馏,收集馏分得成品149.73g,产率为97.1%,ee值为92.13%。
实施例41
将催化剂7.0%Fe-4.0%Pd/ZIF-7/L2(催化剂浓度5wt%)、152.2g柠檬醛(香叶醛:橙花醛=90:10)、100g乙醇加入到反应釜中,充入氮气至压力0.5MPa,然后将反应釜加热至110℃,保温4小时,气相色谱取样检测,香叶醛含量为3.8%。然后通入氢气至反应压力为4.0MPa,120℃继续反应5小时。反应结束后过滤除去固体催化剂,分离出反应液,GC取样分析,柠檬醛转化率为98.6%,香茅醛选择性为99.2%。
将反应液转移至脱溶瓶中,在循环水真空泵抽真空下进行脱溶,回收溶剂乙醇99.3g。脱溶完毕后,在油泵抽真空下进行减压精馏,收集馏分得成品150.50g,产率为97.6%,ee值为94.16%。
实施例42
将催化剂7.0%Fe-8.0%Ni/ZIF-20/L6(催化剂浓度7wt%)、152.2g柠檬醛(香叶醛:橙花醛=80:20)、100g乙醇加入到反应釜中,充入氮气至压力0.5MPa,然后将反应釜加热至120℃,保温4小时,气相色谱取样检测,香叶醛含量为6.2%。然后通入氢气至反应压力为4.0MPa,120℃继续反应4小时。反应结束后过滤除去固体催化剂,分离出反应液,GC取样分析,柠檬醛转化率为96.7%,香茅醛选择性为96.0%。
将反应液转移至脱溶瓶中,在循环水真空泵抽真空下进行脱溶,回收溶剂乙醇98.5g。脱溶完毕后,在油泵抽真空下进行减压精馏,收集馏分得成品142.63g,产率为92.5%,ee值为89.23%。
实施例43
将催化剂7.0%Fe-8.0%Pd/ZIF-11/L3(催化剂浓度5wt%)、152.2g柠檬醛(香叶醛:橙花醛=95:5)、100g乙醇加入到反应釜中,充入氮气至压力0.5MPa,然后将反应釜加热至110℃,保温4小时,气相色谱取样检测,香叶醛含量3.6%。然后通入氢气至反应压力为4.0MPa,120℃继续反应4小时。反应结束后过滤除去固体催化剂,分离出反应液,GC取样分析,柠檬醛转化率为99.6%,香茅醛选择性为99.0%。
将反应液转移至脱溶瓶中,在循环水真空泵抽真空下进行脱溶,回收溶剂乙醇99.0g。脱溶完毕后,在油泵抽真空下进行减压精馏,收集馏分得成品151.73g,产率为98.4%,ee值为94.01%。
实施例44
将催化剂7.0%Fe-4.0%Zn/ZIF-20/L4(催化剂浓度7wt%)、152.2g柠檬醛(香叶醛:橙花醛=95:5)、100g乙醇加入到反应釜中,充入氮气至压力0.8MPa,然后将反应釜加热至120℃,保温6小时,气相色谱取样检测,香叶醛含量为11.3%。然后通入氢气至反应压力为4.0MPa,120℃继续反应5小时。反应结束后过滤除去固体催化剂,分离出反应液,GC取样分析,柠檬醛转化率为96.8%,香茅醛选择性为95.5%。
将反应液转移至脱溶瓶中,在循环水真空泵抽真空下进行脱溶,回收溶剂乙醇99.0g。脱溶完毕后,在油泵抽真空下进行减压精馏,收集馏分得成品142.17g,产率为92.4%,ee值为91.01%。
实施例45
将催化剂7.0%Fe-6.0%Ni/ZIF-70/L9(催化剂浓度5wt%)、152.2g柠檬醛(香叶醛:橙花醛=95:5)、100g乙醇加入到反应釜中,充入氮气至压力0.8MPa,然后将反应釜加热至120℃,保温5小时,气相色谱取样检测,香叶醛含量为13.4%。然后通入氢气至反应压力为4.0MPa,120℃继续反应4小时。反应结束后过滤除去固体催化剂,分离出反应液,GC取样分析,柠檬醛转化率为96.0%,香茅醛选择性为95.2%。
将反应液转移至脱溶瓶中,在循环水真空泵抽真空下进行脱溶,回收溶剂乙醇99.1g。脱溶完毕后,在油泵抽真空下进行减压精馏,收集馏分得成品140.32g,产率为91.0%,ee值为91.17%。
实施例46
将催化剂7.0%Fe-8.0%La/ZIF-7/L13(催化剂浓度5wt%)、152.2g柠檬醛(香叶醛:橙花醛=95:5)、100g乙醇加入到反应釜中,充入氮气至压力0.8MPa,然后将反应釜加热至110℃,保温5小时,气相色谱取样检测,香叶醛含量为10.5%。然后通入氢气至反应压力为4.0MPa,120℃继续反应4小时。反应结束后过滤除去固体催化剂,分离出反应液,GC取样分析,柠檬醛转化率为96.4%,香茅醛选择性为97.3%。
将反应液转移至脱溶瓶中,在循环水真空泵抽真空下进行脱溶,回收溶剂乙醇99.2g。脱溶完毕后,在油泵抽真空下进行减压精馏,收集馏分得成品143.87g,产率为93.3%,ee值为92.19%。
实施例47
将催化剂7.0%Fe-8.0%Ce/ZIF-7/L14(催化剂浓度5wt%)、152.2g柠檬醛(香叶醛:橙花醛=95:5)、100g乙醇加入到反应釜中,充入氮气至压力0.8MPa,然后将反应釜加热至120℃,保温5小时,气相色谱取样检测,香叶醛含量14.0%。然后通入氢气至反应压力为4.0MPa,120℃继续反应5小时。反应结束后过滤除去固体催化剂,分离出反应液,GC取样分析,柠檬醛转化率为97.1%,香茅醛选择性为95.9%。
将反应液转移至脱溶瓶中,在循环水真空泵抽真空下进行脱溶,回收溶剂乙醇99.0g。脱溶完毕后,在油泵抽真空下进行减压精馏,收集馏分得成品143.25g,产率为92.9%,ee值为92.05%。
实施例48
将催化剂7.0%Fe-4.0%Pd/ZIF-7/L2(催化剂浓度5wt%)、152.2g柠檬醛(香叶醛:橙花醛=65:35)、100g乙醇加入到反应釜中,充入氮气至压力0.5MPa,然后将反应釜加热至110℃,保温4小时,气相色谱取样检测,香叶醛含量为1.6%。然后通入氢气至反应压力为4.0MPa,120℃继续反应4小时。反应结束后过滤除去固体催化剂,分离出反应液,GC取样分析,柠檬醛转化率为99.3%,香茅醛选择性为99.5%。
将反应液转移至脱溶瓶中,在循环水真空泵抽真空下进行脱溶,回收溶剂乙醇99.0g。脱溶完毕后,在油泵抽真空下进行减压精馏,收集馏分得成品152.04g,产率为98.6%,ee值为95.36%。
实施例49
将催化剂7.0%Fe-4.0%Pd/ZIF-7/L2(催化剂浓度5wt%)、152.2g柠檬醛(香叶醛:橙花醛=65:35)、100g异丙醇加入到反应釜中,充入氮气至压力0.5MPa,然后将反应釜加热至80℃,保温5小时,气相色谱取样检测,香叶醛含量为1.8%。然后通入氢气至反应压力为4.5MPa,120℃继续反应4小时。反应结束后过滤除去固体催化剂,分离出反应液,GC取样分析,柠檬醛转化率为98.2%,香茅醛选择性为98.9%。
将反应液转移至脱溶瓶中,在循环水真空泵抽真空下进行脱溶,回收溶剂异丙醇99.2g。脱溶完毕后,在油泵抽真空下进行减压精馏,收集馏分得成品149.57g,产率为97.0%,ee值为94.13%。
实施例50
将催化剂7.0%Fe-4.0%Pd/ZIF-7/L2(催化剂浓度5wt%)、152.2g柠檬醛(香叶醛:橙花醛=65:35)、100g乙醇加入到反应釜中,充入氮气至压力0.5MPa,然后将反应釜加热至100℃,保温5小时,气相色谱取样检测,香叶醛含量为2.0%。然后通入氢气至反应压力为4.5MPa,100℃继续反应4小时。反应结束后过滤除去固体催化剂,分离出反应液,GC取样分析,柠檬醛转化率为99.3%,香茅醛选择性为99.2%,ee值为94.26%。
将反应液转移至脱溶瓶中,在循环水真空泵抽真空下进行脱溶,回收溶剂乙醇99.2g。脱溶完毕后,在油泵抽真空下进行减压精馏,收集馏分得成品150.96g,产率为98.4%%,ee值为94.28%。
实施例51
将催化剂7.0%Fe-4.0%Pd/ZIF-7/L2(催化剂浓度5wt%)、152.2g柠檬醛(香叶醛:橙花醛=65:35)、100g乙醇加入到反应釜中,充入氮气至压力0.5MPa,然后将反应釜加热至90℃,保温4小时,气相色谱取样检测,香叶醛含量为1.8%。然后通入氢气至反应压力为5.0MPa,90℃继续反应5小时。反应结束后过滤除去固体催化剂,分离出反应液,GC取样分析,柠檬醛转化率为98.6%,香茅醛选择性为98.2%。
将反应液转移至脱溶瓶中,在循环水真空泵抽真空下进行脱溶,回收溶剂乙醇99.2g。脱溶完毕后,在油泵抽真空下进行减压精馏,收集馏分得成品148.96g,产率为96.6%%,ee值为93.84%。
实施例52
将催化剂7.0%Fe-4.0%Pd/ZIF-7/L2(催化剂浓度5wt%)、152.2g柠檬醛(香叶醛:橙花醛=65:35)、50g纯化水加入到反应釜中,充入氮气至压力0.8MPa,然后将反应釜加热至120℃,保温5小时,气相色谱取样检测,香叶醛含量为3.6%。然后通入氢气至反应压力为4.5MPa,120℃继续反应4小时。反应结束后过滤除去固体催化剂,分离出反应液,GC取样分析,柠檬醛转化率为96.8%,香茅醛选择性为95.5%。
将反应液转移至分液中,在循环水真空泵抽真空下进行脱溶,回收溶剂水49.2g。脱溶完毕后,在油泵抽真空下进行减压精馏,收集馏分得成品142.17g,产率为92.2%,ee值为93.07%。
实施例53
将催化剂7.0%Fe-4.0%Pd/ZIF-7/L2(催化剂浓度5wt%)、152.2g柠檬醛(香叶醛:橙花醛=65:35)、100g乙醇加入到反应釜中,充入氮气至压力0.2MPa,然后将反应釜加热至100℃,保温6小时,气相色谱取样检测,香叶醛含量为2.5%。然后通入氢气至反应压力为4.5MPa,120℃继续反应3小时。反应结束后过滤除去固体催化剂,分离出反应液,GC取样分析,柠檬醛转化率为98.2%,香茅醛选择性为98.9%。
将反应液转移至脱溶瓶中,在循环水真空泵抽真空下进行脱溶,回收溶剂乙醇99.0g。脱溶完毕后,在油泵抽真空下进行减压精馏,收集馏分得成品149.42g,产率为96.9%,ee值为93.66%。
实施例54
将催化剂7.0%Fe-4.0%Pd/ZIF-7/L2(催化剂浓度5wt%)、152.2g柠檬醛(香叶醛:橙花醛=65:35)、100g乙醇加入到反应釜中,充入氮气至压力0.5MPa,然后将反应釜加热至100℃,保温5小时,气相色谱取样检测,香叶醛含量低于2.5%。然后通入氢气至反应压力为2.0MPa,120℃继续反应6小时。反应结束后过滤除去固体催化剂,分离出反应液,GC取样分析,柠檬醛转化率为98.8%,香茅醛选择性为98.7%,ee值为91.25%。
将反应液转移至脱溶瓶中,在循环水真空泵抽真空下进行脱溶,回收溶剂乙醇99.0g。脱溶完毕后,在油泵抽真空下进行减压精馏,收集馏分得成品150.04g,产率为97.3%,ee值为93.25%。
实施例55
将催化剂7.0%Fe-4.0%Pd/ZIF-7/L2(催化剂浓度5wt%)、152.2g柠檬醛(香叶醛:橙花醛=65:35)、100g乙醇加入到反应釜中,充入氮气至压力0.5MPa,然后将反应釜加热至100℃,保温4小时,气相色谱取样检测,香叶醛含量为2.4%。然后通入氢气至反应压力为2.5MPa,120℃继续反应5小时。反应结束后过滤除去固体催化剂,分离出反应液,GC取样分析,柠檬醛转化率为98.2%,香茅醛选择性为98.8%。
将反应液转移至脱溶瓶中,在循环水真空泵抽真空下进行脱溶,回收溶剂乙醇99.2g。脱溶完毕后,在油泵抽真空下进行减压精馏,收集馏分得成品150.50g,产率为97.6%,ee值为93.15%。
实施例56
将催化剂7.0%Fe-4.0%Pd/ZIF-7(催化剂浓度5wt%)、152.2g柠檬醛(香叶醛:橙花醛=50:50)、100g乙醇加入到反应釜中,充入氮气至压力0.8MPa,然后将反应釜加热至120℃,保温8小时,气相色谱取样检测,香叶醛含量为26.6%。然后通入氢气至反应压力为4.0MPa,120℃继续反应5小时。反应结束后过滤除去固体催化剂,分离出反应液,取样分析,GC取样分析,柠檬醛转化率为87.9%,香茅醛选择性为78.5%,ee值为68.56%。
实施例57
将催化剂7.0%Fe/ZIF-7/L1(催化剂浓度5wt%)、152.2g柠檬醛(香叶醛:橙花醛=50:50)、100g乙醇加入到反应釜中,充入氮气至压力0.8MPa,然后将反应釜加热至120℃,保温10小时,气相色谱取样检测,香叶醛含量为28.4%。然后通入氢气至反应压力为4.0MPa,120℃继续反应5小时。反应结束后过滤除去固体催化剂,分离出反应液,GC取样分析,柠檬醛转化率为80.2%,香茅醛选择性为72.1%,ee值为62.21%。
实施例58
将催化剂4.0%Pd/ZIF-7/L1(10.0g,5wt%)、152.2g柠檬醛(香叶醛:橙花醛=50:50)、100g乙醇加入到反应釜中,充入氮气至压力0.8MPa,然后将反应釜加热至120℃,保温10小时,气相色谱取样检测,香叶醛含量为20.5%。然后通入氢气至反应压力为4.0MPa,120℃继续反应5小时。反应结束后过滤除去固体催化剂,分离出反应液,GC取样分析,柠檬醛转化率为86.5%,香茅醛选择性为75.4%,ee值为67.07%。
实施例59
将催化剂7.0%Fe-4.0%Pd/ZSM-5/L1(催化剂浓度5wt%)、152.2g柠檬醛(香叶醛:橙花醛=50:50)、100g乙醇加入到反应釜中,充入氮气至压力0.8MPa,然后将反应釜加热至120℃,保温8小时,气相色谱取样检测,香叶醛含量为10.5%。然后通入氢气至反应压力为4.0MPa,120℃继续反应5小时。反应结束后过滤除去固体催化剂,分离出反应液,GC取样分析,柠檬醛转化率为90.2%,香茅醛选择性为84.3%,ee值为70.72%。
实施例60
将催化剂7.0%Fe-4.0%Pd/Al2O3/L1(催化剂浓度5wt%)、152.2g柠檬醛(香叶醛:橙花醛=50:50)、100g乙醇加入到反应釜中,充入氮气至压力0.8MPa,然后将反应釜加热至120℃,保温8小时,气相色谱取样检测,香叶醛含量为11.8%。然后通入氢气至反应压力为4.0MPa,120℃继续反应5小时。反应结束后过滤除去固体催化剂,分离出反应液,GC取样分析,柠檬醛转化率为88.2%,香茅醛选择性为80.2%,ee值为71.47%。
实施例61催化剂套用
回收实施例48使用过的催化剂7.0%Fe-4.0%Pd/ZIF-7/L2方法如下:反应结束后,过滤,分离出固体催化剂和反应液,得到催化剂滤饼。使用酒精洗涤催化剂滤饼2~3次,无须干燥直接套用至下一批。反应条件和操作同实施例48,对催化剂进行稳定性测试,实验结果如表2所示。
表2催化剂套用数据
Figure BDA0003889377110000201
Figure BDA0003889377110000211
除特殊说明的外,本发明所述的百分数均为质量百分数,所述的比值均为质量比。
以上所述的具体实施方式对本发明的技术方案和有益效果进行了详细说明,应理解的是以上所述仅为本发明的最优选实施例,并不用于限制本发明,凡在本发明的原则范围内所做的任何修改、补充和等同替换等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种负载型铁基催化剂,其特征在于,包括活性成分和载体;
所述载体为类沸石咪唑骨架材料;
所述活性成分由铁元素、过渡金属元素和手性配体组成;
所述过渡金属元素选自Ru、Pd、Ir、Pt、Cu、Zn、Ni、In、Cd、V、Co、Zr、La、Ce中的一种、两种或多种;
所述手性配体为噁唑啉配体,结构式如下所示:
Figure FDA0003889377100000011
其中,R1为C1~C6烷基、取代或者未取代的苯基、取代或者未取代的苄基,所述苯基或者苄基上的取代基为C1~C4烷基;
R2为H、三氟甲基或C1~C4烷氧羰基;
R3为H或C1~C6烷基。
2.根据权利要求1所述的负载型铁基催化剂,其特征在于,所述的R1为叔丁基、异丙基、苄基或苯基;
所述的R2为-H、-CF3或甲氧羰基;
所述的R3为H、甲基、乙基或异丁基。
3.根据权利要求1所述的负载型铁基催化剂,其特征在于,所述载体为ZIF-5、ZIF-7、ZIF-8、ZIF-11、ZIF-20、ZIF-65、ZIF-70、ZIF-95中的一种、两种或多种。
4.一种如权利要求1~3任一项所述的负载型铁基催化剂的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
将铁源、过渡金属化合物、手性配体混合于水中,在40~60℃下搅拌2~3小时,将干燥载体分散于上述混合水溶液中得到悬浮液,60~80℃吸附4~6小时然后经过过滤、干燥得到所述的负载型铁基催化剂。
5.根据权利要求4所述的负载型铁基催化剂的制备方法,其特征在于,所述铁源为含铁的氯化物、硝酸盐、硫酸盐或其水合物中的任意一种或其组合;优选为FeCl3·6H2O、Fe(NO3)3、FeSO4、FeCl2、Fe(NO3)3·9H2O中的任意一种或其组合。
6.根据权利要求4所述的负载型铁基催化剂的制备方法,其特征在于,所述手性配体和铁源的质量比为3.0~15.0:1;
所述铁源和所述载体的质量比为0.01~0.1:1;
以金属计,所述过渡金属化合物与所述载体的质量比为0.01~0.1:1。
7.根据权利要求4所述的负载型铁基催化剂的制备方法,其特征在于,所述过渡金属化合物选自含过渡金属的可溶性盐或其水合物;优选为RuCl3·3H2O、Pd(NO3)2、Zn(NO3)2·6H2O、Ni(NO3)2·6H2O、In(NO3)3·3H2O、CdCl2、NaVO3、CoSO4、CuSO4·6H2O、PtCl4、ZnSO4·7H2O、NiSO4·6H2O、IrCl3·3H2O、La(NO3)3·6H2O、Ce(NO3)3·6H2O中的任意一种或其组合。
8.一种(R)-香茅醛的制备方法,其特征在于,包括:
在权利要求1~3任一项所述的负载型铁基催化剂或权利要求4~7任一项制备方法制得的负载型铁基催化剂的作用下,柠檬醛中橙花醛发生异构反应,之后在氢气氛围中发生不对称氢化反应,生成(R)-香茅醛,经后处理获得高光学活性的(R)-香茅醛产品。
9.根据权利要求8所述的(R)-香茅醛的制备方法,其特征在于,所述负载型铁基催化剂和柠檬醛质量比为0.5%~9.0%:1。
10.根据权利要求8所述的(R)-香茅醛的制备方法,其特征在于,所述异构反应的温度为80~150℃。
11.根据权利要求8所述的(R)-香茅醛的制备方法,其特征在于,所述不对称氢化反应的氢气压力为P=2.0~5.0MPa,所述不对称氢化反应温度为90~150℃。
12.根据权利要求8所述的(R)-香茅醛的制备方法,其特征在于,所述异构反应和不对称氢化反应在溶剂和/或无溶剂下进行。
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