[发明专利]一种介孔分子筛负载混合氧化物催化剂及其用于催化制备α-苯乙醇

说明书

(一)技术领域

本发明涉及到一种MCM-41负载锆/稀土金属混合氧化物催化剂，及其对苯乙酮进行氢转移制备α-苯乙醇的方法。

(二)技术背景

α-苯乙醇是一种重要的化工产品。在医药合成，香料制造及作为食品添加剂等方面有广泛的应用。在医药合成中，α-苯乙醇是一种重要的药物中间体，例如应用于布洛芬这一非甾族镇定药物合成的重要原料。在香料制造中，α-苯乙醇应具有愉快而持续的香味，应用于香气调和，并用于香料及精油的合成。另外，α-苯乙醇也被应用于食物添加剂，用于配制草莓及热带水果香精。

目前，α-苯乙醇的合成方法主要有：微生物发酵法及有机合成法。

通过微生物发酵法生产天然苯乙醇一般采用苯丙氨酸、氟苯丙氨酸为原料，进行微生物发酵转化制取苯乙醇。虽然此法确实也不失为一种可行的天然苯乙醇香料生产方法，但由于这种方法所采用的苯丙氨酸、氟苯丙氨酸等原料价格昂贵，生产成本高，不宜实现规模化工业生产。并且该工艺后续分离提纯困难，产量不高，不能满足工业上对α-苯乙醇的需求。

有机合成法制备α-苯乙醇是以苯乙酮为起始原料的。此法是工业上运用最广泛的方法。最初采用四氢化铝、硼氢化钠或异丙醇铝为催化剂，对苯乙酮进行加氢反应制得。虽然此法反应速率较快，但需在无水环境中进行，并且反应体系为均相，产物与反应物、催化剂之间分离较为困难，后续处理较为麻烦，反应溶液中留下的金属离子作为废液排出，带给环境污染。现在改进采用的多相催化剂，可以避免使用这些对环境造成的污染的均相催化剂，还可以使反应条件更加的温和。

例如在专利(公开号：JP-A-59027216)中公布的以含钡、锌和镁、作为铜基催化剂的铜-铬催化剂氢化苯乙酮的工艺。反应温度通常是40～200℃，反应压力通常为0.1～20MPa条件下进行。该工艺以氢气为外部氢源，反应需在高压下进行，反应设备成本较高，另外催化剂价格昂贵，催化剂其中包含的重金属铬对环境污染较大，后续处理较繁琐。

例如在专利(公开号：CN1911883A)中公布的以用铬改性的雷尼镍为催化剂，在50～300℃、0.1～10.0MPa条件下，以苯乙酮为原料，于C1～C4的脂肪醇与水的混合溶液中，一步反应得到所述的α-苯乙醇。该法采用雷尼镍为催化剂，而不是之前的Pd/C催化剂，因此消除了氢气制备、存储和输送等环节的安全问题，工艺简化、生产成本降低。但由于催化剂雷尼镍制备中，会产生大量废铝溶液，并且中使用铬改性，对环境污染较大。并且该法选择性较低，会带来大量的乙苯副产物。

现在的Meerwein-Ponndorf-Verley还原反应，采用醇作为反应的氢源，利用氢转移反应对酮或者醛进行加氢的MPV反应，该反应条件温和，反应温度一般是相应醇的沸点，且无需在高压下进行反应，一般在常压下就可以进行。该反应中的特点是条件温和，选择性较高，一般只对羰基进行加氢反应，而对其他的不饱和键(碳碳双键，碳氮双键)均没有反应，并且这个反应副产物较少。

例如在专利(公开号：CN 101792368A)中公布的一种活性炭负载碱土金属制备α-苯乙醇的方法。该方法具有催化剂活性高，反应时间短，选择性高，但同时由于活性炭需要在氮气保护下进行焙烧，且碱土金属对空气中的水分及CO₂较为敏感，容易造成催化剂活性位失活而降低催化剂的活性。上述缺点增加催化剂制备的难度及生产的成本，不利于大规模工业化应用。

另外MCM-41负载氧化锆的催化剂也能对苯乙酮进行加氢制备α-苯乙醇，但存在着催化活性相对较低的问题。

(三)发明内容

为了解决催化剂MCM-41介孔分子筛负载氧化锆中存在对苯乙酮转化生成α-苯乙醇活性较低的问题。本发明提供一种催化剂，该催化剂以MCM-41介孔分子筛为载体、负载锆/稀土金属的混合氧化物为催化剂。该催化剂能利用醇为氢源，通过氢转移使苯乙酮加氢制备得到α-苯乙醇。

本发明采用的技术方案是：

一种介孔分子筛负载混合氧化物催化剂，所述催化剂以MCM-41介孔分子筛为载体，负载有混合氧化物为活性组分，所述混合氧化物为氧化锆与稀土金属氧化物的混合，所述氧化锆与稀土金属氧化物的质量比为1∶0.1～20，所述混合氧化物的负载量以载体的质量计为1～50wt％，所述稀土金属氧化物为镧系元素的氧化物，优选为氧化镧、氧化铈、氧化钐或氧化钆。

所述氧化锆的与稀土金属氧化物的质量比优选为1∶0.2～10。

所述混合氧化物的负载量优选以载体的质量计为1～10wt％。