[发明专利]一种四氢糠醇氢解制1;5-戊二醇的催化剂及制备方法及其应用

说明书

本发明公开一种四氢糠醇氢解制备1,5‑戊二醇的方法。采用的催化剂是由含氮配体功能化的有机高分子或无机杂化材料载体负载贵金属、助剂制备而成。该催化剂用于四氢糠醇氢解制备1,5‑戊二醇时，反应活性好、选择性高，助剂与载体中的含氮配体通过配位作用被束缚在催化剂上，从而明显降低助剂的流失，使得催化剂具有很高的稳定性，多次套用或长时间连续寿命考察性能无明显变化，大大降低了整个工艺生产成本。

技术领域

本发明涉及催化剂技术、有机合成领域，更具体的涉及一种含氮配体功能化的载体负载催化剂的制备以及利用生物质衍生物四氢糠醇氢解制备1,5-戊二醇的方法。

背景技术

1,5-戊二醇是一种具有奇数碳原子的二元伯醇，其主要用于生产聚酯多元醇以及合成润滑剂所用酯类、聚氨酯泡沫塑料和弹性体增塑剂、饱和/不饱和聚酯树脂、粉末涂料、油墨、香料等。

专利CN1565728报道了用戊二酸二甲酯为原料，铜锌铝催化剂作用下加氢反应制取1,5-戊二醇。专利CN102320923通过对混二酸二甲酯精制分离出丁二酸二甲酯、戊二酸二甲酯和己二酸二甲酯，然后戊二酸二甲酯与氢气在加氢反应器内加氢制备1,5-戊二醇粗品，将所述粗品分别经脱色并过滤后得到产品1,5-戊二醇。该方法中戊二酸二甲酯主要来源于己二酸制备中副产戊二酸酯化，不仅受限于己二酸产业，来源短缺，还需要经过精馏纯化、加氢、再分离精制等多个过程，流程较长。

专利CN101225022和CN101270032分别报道了用负载型Ni和Ru催化剂催化戊二醛加氢制取1,5-戊二醇。戊二醛目前是通过乙烯醚和丙烯醛进行催化缩合反应，再经水解得到的。乙烯醚非常不稳定，极易爆炸，安全风险高。另外，原料戊二醛资源不丰富且价格高。

生物质衍生物糠醛可由玉米芯和甘蔗渣等农作物废料制取，在我国华北及山东一带被大量生产，具有来源广泛、储量大等优势，以糠醛及其衍生物为原料合成各种化学品成本低且更为绿色环保，受到了越来越多的关注。近年来，采用便宜的糠醛及其衍生物糠醇、四氢糠醇通过催化氢解制备1,5-戊二醇的路线得到了较多的研究，具体如下：

1)糠醛经初步加氢得到糠醇，然后在高温高压条件下(175℃、10-15MPa)，使用亚铬酸铜催化加氢得到1,5-戊二醇，该反应对1,5-戊二醇收率较低约30％(J.Am.Chem.Soc.,1931,53,1091)；卢冠忠研究小组成功开发了以糠醛为原料，通过在温和条件下(140℃、1.5MPa)，使用Pt/Co₂AlO₄催化加氢，反应24h后,1,5-戊二醇收率低于40％，副产物繁杂(Chem.Comm.,2011,47,3924-3926和CN102134180)。专利CN102872897公开了采用氢型超稳Y分子筛(H-USY)负载Pt催化剂，助剂为盐酸，120℃、1.5MPa条件下反应24h后，1,5-戊二醇收率可达82.6％，但催化剂活性仍不够高，且存在盐酸导致腐蚀严重的问题。