[发明专利]一种负载型催化剂及其制备方法和在催化乙二醇和苯胺合成吲哚中应用

说明书

本发明属催化剂制备技术领域，为解决目前关于乙二醇和苯胺合成吲哚的方法普遍存在收率低（甚至不反应）、催化剂结构复杂且价格昂贵等问题，提供了一种负载型催化剂及其制备方法和在催化乙二醇和苯胺合成吲哚中应用。所述负载型催化剂以酸性Al₂O₃为载体，用浸渍法负载金属Pt到载体上，金属Pt的负载量质量分数为3%，然后将制备好的负载型催化剂在500℃下焙烧4 h。解决了目前关于乙二醇和苯胺合成吲哚的方法普遍存在收率低（甚至不反应）、催化剂结构复杂且价格昂贵等问题。本发明以结构简单、价格相对便宜的酸性Al₂O₃负载金属Pt为催化剂，在反应温度低于200℃下，采用常规反应器实现了乙二醇和苯胺合成吲哚，反应收率达56%。

技术领域

本发明属于催化剂制备技术领域，提供了一种负载型催化剂及其制备方法和在催化乙二醇和苯胺合成吲哚中应用。

背景技术

中国是全球最大的聚酯生产国，目前聚酯有效产能将近5000万吨，产量约3800万吨，由此导致乙二醇的需求量约1500万吨/年。随着通辽金煤、新疆天业、安阳永金化工、中石化湖北化肥、鄂尔多斯新杭能源等多套装置长周期的稳定运行，国内煤制乙二醇技术日趋成熟，煤制乙二醇产业已迎来新一轮快速发展。据报道全国在产煤制乙二醇生产企业19家，生产能力达357万吨；在建煤制乙二醇企业16家，生产能力453万吨；拟建煤制乙二醇73家，总规划能力达2796万吨。综上，目前全国煤制乙二醇的总产能约3600万吨/年，大大超过了乙二醇年需求1500万的市场规模，仅山西在产、在建和拟建的煤制乙二醇项目产能约600万吨/年。

值得关注的是目前煤制乙二醇中的乙二酸、乙醇酸的含量较高，会发生支链反应，导致聚酯产品中的端羧基含量上升，热稳定性下降。同时少量的乙二酸与乙二醇会发生酯化反应生成少量柔性链，导致纺丝时会出现断丝现象。鉴于煤制乙二醇的质量指标尚未完全达到生产聚酯的要求，因此在进一步改进煤制乙二醇生产工艺和完善乙二醇质量指标的同时，非常有必要针对乙二醇的精细化开展相关基础、应用研究，进而延长煤基产业链、实现煤基产品的精细化和高值化。

吲哚被称为“杂环之王”，是自然界中分布最广的杂环化合物之一，其骨架不仅在生物系统和药物研究方面具有重要应用，而且在食品、染料、香料、农药及荧光探针等领域也广泛应用。此外，吲哚与许多受体之间都存在较强的亲和力，被称为＂优势结构＂。因此，关于吲哚及其衍生物的合成及应用研究一直是热点课题。

目前苯胺与乙二醇体系合成吲哚及其衍生物的方法可分为两部分：一是从合成方法的角度进行研究。该部分研究的主要特点为：（1）反应收率非常低，甚至不反应；（2）若在苯胺的氨基上引入给电子基（-CH₃、-CH₂CH₃、-CH₂Ph、-Ph等），或在氨基的邻、间、对位引入给电子基（-CH₃、-OCH₃、-Ph、-F、-Cl等），或在乙二醇结构中亚甲基上引入给电子基（-CH₃、-CH₂CH₃、-Ph等），则能有效提高反应收率，但得到的产物为吲哚衍生物；（3）所用催化剂为钌系、铑系等贵金属催化剂，结构非常复杂，且价格十分昂贵，有时还需要加入配体。二是从合成工艺的角度进行研究。该部分研究的主要特点为将铜、银、铑等主催化剂负载在二氧化钛等载体上，再添加其他助催化剂，进而实现吲哚的合成，但存在反应温度高（350 ℃左右）、反应器特殊（固定床或流化床）、催化剂易失活等问题，而且大部分为气液非均相反应。

已有关于乙二醇和苯胺合成吲哚的方法普遍存在收率低（甚至不反应）、催化剂结构复杂且价格昂贵等问题，因此发明一种使用价格较为便宜的催化剂在常规反应条件（常压、温度≤200 ℃）下实现吲哚的合成具有重要的意义。

发明内容

本发明为了解决目前关于乙二醇和苯胺合成吲哚的方法普遍存在收率低（甚至不反应）、催化剂结构复杂且价格昂贵等问题，提供了一种负载型催化剂及其制备方法和在催化乙二醇和苯胺合成吲哚中应用。