[发明专利]一种纳米多孔金催化剂催化还原芳硝基化合物制备芳胺类化合物的方法

说明书

本发明公开了一种纳米多孔金催化剂催化还原芳硝基化合物制备芳胺类化合物的方法，取所述纳米多孔金催化剂，芳硝基化合物为底物，在甲醇中，以氨硼烷作为氢源，室温下反应，得到产物；本发明避免了传统颗粒型催化剂容易出现的团聚现象，表现出了优异的结构稳定性和良好的循环使用效率，具有极好的普适性，尤其是对芳香族硝基化合物，催化条件绿色温和、产率高、选择性好，其中催化间硝基甲苯制备间硝基苯胺的收率可达98％。且催化剂可以离心回收，不需要其他处理即可重复利用，循环五次后催化间硝基甲苯制备间硝基苯胺的收率仍可达88％，有效避免了浪费。催化剂在反应时表现出高活性，也表现出了在反应条件下的优异稳定性。

技术领域

本发明涉及催化剂领域，尤其涉及一种纳米多孔金催化剂及其催化还原芳硝基化合物制备芳胺类化合物的方法。

背景技术

胺类化合物是化学工业中重要有机合成中间体，可以运用到众多行业当中，包括抗氧化剂、染料、活性组分、聚合物改性剂、粘合剂、抗光蚀剂、感光材料、食物添加剂以及药物等行业。芳胺类化合物作为一类重要的胺类化合物，一种有效的制备方法是采用芳硝基化合物催化还原获得芳胺类化合物。但是所使用的传统催化剂，通常是颗粒型贵金属催化剂，一方面成本较高，另外这些传统颗粒型催化剂在催化过程中容易出现结构团聚现象，造成催化活性衰减，而且传统颗粒型催化剂不易回收，导致循环使用性能较低。

在以往的催化还原方法中，采用氢气作为还原剂，虽具有反应完全、副产物少、污染少等优点，但往往需要高温高压，并且对生产设备与生产工艺控制要求较高，设备投入资金大。

另外，在芳香族硝基化合物中，硝基往往和其他不饱和基团共存，如羰基、肟基、亚胺基、氰基等，使用传统的贵金属催化剂，硝基在被催化还原的同时，其它不饱和基团也容易被还原，导致目标产物选择性较差，收率较低。因此，此类化合物中的硝基被选择性还原成氨基，对于芳胺类化合物的制备具有重要的意义。

发明内容

本发明提供一种纳米多孔金催化剂催化还原芳硝基化合物制备芳胺类化合物的方法。

本发明的方案是：

一种纳米多孔金催化剂催化还原芳硝基化合物制备芳胺类化合物的方法：纳米多孔金是在硝酸溶液中腐蚀AuAg合金条带制得，取所述纳米多孔金催化剂，芳硝基化合物为底物，在甲醇中，以氨硼烷作为氢源，室温下反应，得到产物，且催化剂可以连续五次循环使用，每次产率大于85％，结构式如下，R基团为烷基、羟烷基、氨基、酰胺、羟基、肟基、亚胺、氰基、烷氧基：

作为优选的技术方案，所述纳米多孔金催化剂是在8-16mol/L硝酸溶液中腐蚀AuAg合金条带8-24h制得，所用纳米多孔金催化剂1.0-5.0mg，所述芳硝基化合物0.5mmol，所述甲醇3ml，所述氨硼烷2.5mmol，室温下反应0.5-12h。

作为优选的技术方案，还包括下列步骤所述纳米多孔金催化剂在一次催化反应结束后，从反应液中离心分离用甲醇冲洗，连续五次催化循环使用,催化性能稳定，性能无显著衰减。

所述每次催化循环使用，产率大于85％。

作为优选的技术方案，所述纳米多孔金催化剂制备包括以下步骤：

1)将金与银金属通过真空电弧炉熔炼和单辊旋淬系统甩带，制备原子比例为Au₅Ag₉₅的合金条带；

2)将步骤1)中制成的合金条带浸泡在8-16mol/L的HNO₃溶液中，腐蚀8-24h，超纯水或乙醇中多次洗涤后干燥获得纳米多孔复合材料，所制得的纳米多孔金中银的原子含量不超过10％。

作为优选的技术方案，所述纳米多孔金催化剂中纳米多孔金催化剂为三维双连续的多孔结构，孔尺寸在20-70nm，韧带尺寸在15-50nm。

本发明的优点：