[发明专利]Pd负载凹凸棒土催化剂及其还原对硝基苯乙腈方法

说明书

技术领域

本发明涉及Pd负载凹凸棒土催化剂及其还原对硝基苯乙腈方法。

背景技术

凹凸棒石黏土简称“凹凸棒土”或“凹土”，是以凹凸棒石为主要成分的一种多孔型链层状含水富镁铝硅酸盐类粘土矿物。凹凸棒土独特的链层状晶体结构，使之具有许多特殊的物化性能，主要包括吸附性、离子交换、流变性、催化性和可塑性等。由于凹凸棒土的这些特性，因而被广泛应用于石油、化工、建材、医药、农业、环保、生活用品等诸多领域。

芳香硝基化合物还原为相应的芳胺，因其操作简便、原料易得成为精细化工生产制备芳胺的常用方法。芳香硝基化合物还原制备芳胺的方法主要包括催化氢化法(氢气还原法、氢转移氢化法)、CO/ H₂O 还原法、金属还原法、硫化碱还原法、金属氢化物还原法以及电化学还原法和光化学还原法等。其中催化加氢法和 CO/ H₂O还原法较符合绿色化学的要求，尤其催化加氢法工艺相对成熟，具有很高的工业应用价值。而金属还原法和硫化碱还原法污染较严重，正逐渐被淘汰；金属氢化物由于其成本较高，其发展也受到制约；电化学还原法是一种清洁高效的方法，但其推广受到了能源、电解槽、电极材料等条件的限制；光催化还原法目前仅停留在实验阶段。催化加氢法具有原料经济性、产品质量高、反应条件温和、后处理简单、污染少等优点。近几年催化加氢技术在技术开发与推广使用上有了较大突破，在我国化工领域得到了广泛应用。随着环保要求不断提高及后续产品不断开发，高质量的加氢产品需求逐渐加大，催化加氢技术在化工中的应用越来越受到重视。已报道的催化加氢技术研究中以制备苯胺、甲基苯胺、氨基苯酚、氨基苯甲酸、氯苯胺和溴苯胺等技术居多，对氨基苯乙腈的制备技术报道极少。对氨基苯乙腈常用于制备降血脂药物苯扎贝特、β-肾上腺素能受体阻滞剂阿替洛尔、抗抑郁药文拉法新和治疗肥胖及Ⅱ型糖尿病药苯氧基-2-丙醇胺衍生物，还用于合成可接枝的Leu-Asp-Val肽，该肽可用作血液过滤膜，还可用于制备偶氮染料。

催化加氢所用金属钯催化剂以活性炭为载体，活性炭作为载体性能良好应用广泛，但也存在其成本高、易燃的不足，因此需要寻找一种性能良好、低成本、不易燃的物质，替代活性炭用于金属钯的载体。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种Pd负载凹凸棒土催化剂及其还原对硝基苯乙腈方法，应用Pd/凹土催化剂还原对硝基苯乙腈，催化剂易于制备，生产成本低，不易燃，还原反应条件温和，选择性好，副反应少，易于纯化，收率高。

本发明的技术解决方案是：该Pd负载凹凸棒土催化剂的制备方法是：将16.7- 167mg PdCl₂加入到2 mL 5 mol/L的盐酸溶液中，搅拌溶解；再加入1.0 g凹凸棒土，搅拌并浸渍1-3小时；干燥，研细并置于温度为280-350℃的电阻炉石英管中，用氢气还原至无氯化氢气体放出；在氢气保护下冷却至室温，得Pd含量为1%-10%的Pd负载凹凸棒土催化剂（Pd/凹土）。

其中，对硝基苯乙腈还原方法是：在压力反应釜中加入一定配比的对硝基苯乙腈、乙醇和催化剂，用氩气置换反应釜中空气后通入氢气，控制一定压力和温度下反应6h；静置1h再打开压力反应釜，蒸出部分溶剂乙醇；放置结晶，过滤，干燥，得粗产品；将粗产品用乙醇重结晶，活性炭脱色，得浅棕色晶体；其中，对硝基苯乙腈、乙醇和催化剂的质量比是1：6.25：0.3-0.5，乙醇的质量浓度是95%，催化剂为质量浓度1-10%Pd/凹土，反应压力为0.3-0.5MPa，反应温度为40～60℃；选用XT24 双目体视显微熔点测定仪测浅棕色晶体，其熔点为46～47℃。

本发明具有以下优点：1、凹土资源丰富，催化剂易于制备，生产成本低，不易燃；2、还原反应条件温和，选择性好，副反应少，易于纯化，收率高；3、使用廉价的氢气，不需要其他还原剂和添加剂，只需少量催化剂，后处理简单，污染少，节能环保。

附图说明

图1为原凹土的SEM图。

图2为1%Pd/凹土的SEM图。

图3为5%Pd/凹土的SEM图。

图4为10%Pd/凹土的SEM图。

具体实施方式

下面结合具体实施例进一步说明本发明的技术解决方案，这些实施例不能理解为是对技术方案的限制。