[发明专利]一种用于固定床合成2,2,6,6-四甲基-4-哌啶酮的催化剂的制备及其使用方法

说明书

本发明提出一种用于固定床合成2,2,6,6‑四甲基‑4‑哌啶酮的催化剂的制备及其使用方法。该方法采用D072、D061、NKC‑9树脂为前驱体，首先对树脂进行水洗处理。其中NKC‑9本身为干氢型树脂，直接使用去离子水洗涤即可，D072树脂和D061树脂需先用NaOH溶液和HCl溶液处理转为氢型离子树脂后再用去离子水洗涤。洗涤后将树脂加入到硫酸溶液中进行高温磺化处理，接着用去离子水洗涤并烘干，烘干后的树脂在流动的N₂气氛下进行碳化处理。碳化后的树脂用氨的水溶液浸泡处理，随后用SnCl₂、ZnCl₂、NiCl₂、FeCl₃、CrCl₂、CoCl₂、CuCl₂、FeCl₂的水溶液浸渍最终得到所需催化剂。该合成方法操作简便，成本低廉，且绿色环保。在固定床2,2,6,6‑四甲基‑4‑哌啶酮合成反应中具有较好的催化活性及选择性。

技术领域

本发明提出一种用于固定床合成2,2,6,6-四甲基-4-哌啶酮的催化剂的制备及其使用方法，属于材料合成领域。该方法采用D072、D061、NKC-9树脂为前驱体，经过水洗、磺化、碳化和氨处理后用SnCl₂、ZnCl₂、NiCl₂、FeCl₃、CrCl₂、CoCl₂、CuCl₂、FeCl₂的水溶液浸渍得到所需催化剂。该催化剂制备方法简单环保，在固定床制备2,2,6,6-四甲基-4-哌啶酮的反应中具有较好的催化活性和选择性。

背景技术

高分子材料的老化给工农业生产以及人们的生活带来了巨大的不便与损失。工业上往往通过在高分子材料中添加适当的光稳定剂来延长材料的使用寿命，有效的抑制高分子材料的老化。受阻胺光稳定剂(HALS)因为具有优异的光稳定效果，是近年来聚合物稳定化领域开发研究的热门课题，也是光稳定剂中最具发展前景的一类，国内外对于受阻胺类光稳定剂的需求量也越来越大。据统计，如今国外应用的光稳定剂产品中，受阻胺类光稳定剂所占份额为60％左右；在国内，受阻胺光稳定剂所占份额更高，约为80％。2,2,6,6-四甲基-4-哌啶酮(三丙酮胺)作为合成受阻哌啶衍生物的唯一母体，其发展决定了整个受阻胺光稳定剂行业的发展，在HALS的开发应用中具有举足轻重的地位。目前，文献报道的合成2,2,6,6-四甲基-4-哌啶酮的方法有两种，分别为间接法和直接法。

间接法是以丙酮为原料，在催化剂的作用下生成二丙酮醇、丙酮宁、佛尔酮等，然后将得到的二丙酮醇、二丙醇胺、丙酮宁、佛尔酮等继续在催化剂的作用下反应得到2,2,6,6-四甲基-4-哌啶酮。US4252958中公开了一种以二丙酮醇为原料合成2,2,6,6-四甲基-4-哌啶酮的方法；US3953459中公开了一种以丙酮宁为原料合成2,2,6,6-四甲基-4-哌啶酮的方法；US3943139中公开了一种通过佛尔酮与氨反应得到2,2,6,6-四甲基-4-哌啶酮的方法。这些方法虽然收率尚可，但是丙酮宁、佛尔酮、二丙酮醇的合成与分离相当困难，使用这些方法会大大增加生产成本，因而难以实现工业化生产。