[发明专利]一种改性催化剂及其制备方法、制备N,N-二甲基-1，3-丙二胺的方法

说明书

本发明公开一种改性催化剂及其制备方法、制备N,N‑二甲基‑1，3‑丙二胺的方法，所述催化剂包括活性组分及双官能团有机物改性的载体，其通式为M/O‑LDH，其中M表示活性组分，O‑LDH表示双官能团有机物改性的水滑石载体；所述水滑石载体通过双官能团有机物改性；本发明的改性催化剂用于DMAPN加氢制备DMAPA。采用本发明的催化剂制备的DMAPA副反应少，不需要加液氨或苛性碱为抑制剂，即可高选择性地制备DMAPA，且催化剂活性高，使用寿命长。

技术领域

本发明涉及有机催化领域，更具体涉及一种改性催化剂及其制备方法、制备N,N-二甲基-1，3-丙二胺的方法。

背景技术

N,N-二甲基-1,3-丙二胺(以下简称DMAPA)是脂肪胺化合物的重要品种之一，也是重要的有机原料中间体，在日化、农药、染料、树脂等方面有广泛应用。目前国内大部分DMAPA主要用于制备甜菜碱和酰胺丙基二甲胺，应用于洗发香波、沐浴露、婴儿沐浴露、护发素、液体肥皂和洗涤剂等日化产品中。另外DMAPA也用作聚氨酯催化剂、环氧树脂固化剂和促进剂，以及生产染料等。DMAPA的主流合成路线为：(1)以二甲胺和丙烯腈为原料，经过迈克尔加成得到二甲氨基丙腈(DMAPN)。工业上制备DMAPN的过程中一般添加原料总质量约2％的水以促进加成反应以及共沸去除过量的二甲胺；(2)是以第一步精馏得到的DMAPN在高压条件下催化加氢制备DMAPA。

在第二步加氢制备DMAPA的反应中，会发生副反应，反应路线示意如下，该反应的副产物主要是仲胺bis-DMAPA和叔胺tri-DMAPA。目前国内生产DMAPA主要采用雷尼镍为催化剂，为了抑制该副产物生成，需要添加催化剂质量的12％-16％的苛性碱水溶液或液氨，苛性碱水溶液和液氨的使用会产生大量的废水废液，且难以降解处理，增加后处理负担。

中国专利CN 101321722 A和CN 100369886C均公开了间歇法生产DMAPA的方法，加氢反应均采用雷尼镍催化剂，反应中均加入了催化剂质量的12-16％的苛性碱水溶液作为抑制剂，容易造成设备腐蚀，而且废液难以处理。中国专利CN 103429563 A公开了一种DMAPA的连续化制备方法。该方法采用含有55-98％钴、0.2-15％磷、0.2-15％锰、0.2-15％碱金属的催化剂，采用液氨为抑制剂，于压力8.5MPa，温度90℃下进行连续化反应，伯胺选择性达到了99.1％，副产双DMAPA达到了0.87％。该催化剂存在活性低、需要对反应液再循环的问题，另外需要引入原料总量50％的液氨为抑制剂，回收和后处理有一定难度。

中国公开专利CN103124716A公开了一种DMAPA的连续化制备方法。该专利采用共沉淀型钴催化剂，通过DMAPN加氢制备DMAPA。该催化剂性能稳定，DMAPA收率可达99.7％，DMAPA选择性未知。但是该催化剂对原料DMAPN纯度要求高，原料中2-(二甲氨基甲基)戊二腈会造成催化剂迅速失活，另外该反应同样需要通入大量的液氨为抑制剂，增大运行风险和设备投资。

发明内容

针对现有技术中的问题，本发明提供一种改性催化剂及其制备方法，可抑制DMAPA制备过程中副反应的发生，避免额外添加碱性抑制剂，同时能提供良好的转化率和伯胺选择性。

本发明还提供一种采用上述改性催化剂制备DMAPA中的方法。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

本发明的一个方面提供一种改性催化剂，所述催化剂包括活性组分及双官能团有机物改性的载体，其通式为M/O-LDH，其中M表示活性组分，O-LDH表示双官能团有机物改性的水滑石载体。

本发明的催化剂中，活性组分M为Co、Ni、Cu、Fe、Ru、Rh、Pd、Pt、Ir中的一种或多种。

优选的，所述活性组分包括Co，所述金属Co与其他金属的质量为1-50:1，优选6-20:1。