[发明专利]一种催化剂的制备方法及其在杨梅醛合成中的应用

说明书

本发明提供一种催化剂的制备方法及其在杨梅醛合成中的应用。所述催化剂包含两部分，即发挥催化作用的内层催化中心与发挥保护作用的外层保护层。本发明所述的催化剂适用于催化活性中心易受外界环境影响失活的反应，尤其适用于杨梅醛的合成反应。借助于本发明所述方法，可以大幅度提高催化剂对环境的耐受性，降低反应对外界环境以及设备的苛刻要求，提高催化剂的反应活性与稳定性。

技术领域

本发明属于催化剂领域，具体涉及一种催化剂的制备方法及其在杨梅醛合成中的应用。

发明背景

杨梅醛，又名十六醛、草莓醛、β-苯基环氧丁酸乙酯，是一种无色至浅黄色的液体，具有清甜似草莓、杨梅的果香，主要用以配制草莓、樱桃、苹果味等食用型香精，也可用于风信子、紫丁香、玫瑰型等花香型香精和唇膏香精的配制，是一款十分重要的香料产品。

文献《氢化钠作缩合剂合成杨梅醛》提及可用氢钠作为催化剂，催化苯乙酮与一氯乙酸乙酯合成杨梅醛，收率达到65％。

文献《以Darzens反应合成杨梅醛的初步探讨》提及用乙醇钠作为缩合催化剂，催化苯乙酮与一氯乙酸乙酯来合成杨梅醛，最高收率为81％。

通过对各类文献的分析，我们发现现有技术对杨梅醛的合成主要采用Darzens反应制备，反应所用催化剂多为醇钠、氢钠、氨基钠等超强碱催化剂，而众所周知的是，超强碱催化剂极其容易被水分毒化，进而导致催化剂的失活，因此整个反应体系对于水分有十分的苛刻的要求，这就导致生产的不稳定性以及操作复杂性的提升。

因此，需要开发一种新型的催化体系，提高反应体系对于环境的容忍度，解决易受环境影响的合成反应，特别是杨梅醛合成过程对于环境的苛刻要求，使反应可以平稳高效的进行。

发明内容

针对上述存在的技术问题，本发明提供一种催化剂制备方法，该方法制备的催化剂适用于催化活性中心易受外界环境影响失活的反应，尤其适用于杨梅醛的合成反应。借助于本发明所述方法，可以大幅度提高催化剂对环境的耐受性，降低反应对外界环境以及设备的苛刻要求，提高催化剂的反应活性与稳定性。

为达到上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

一种催化剂的制备方法，所述方法包含如下步骤：

S1：将助剂中心负载到载体上，得到催化剂前体A；

S2：将催化活性中心负载到催化剂前体A上，得到催化剂前体B；

S3：在催化剂前体B外表面包覆保护层。

上述方案所获催化剂的催化原理如下，以制备杨梅醛为例：

a.本发明通过引入助剂中心，对氯乙酸乙酯分子中的Cl产生捕捉吸引作用，使C-Cl键乃至α位的C-H中的电子对向助剂中心偏移，弱化氯乙酸乙酯α位C-H键强度，使其更加容易断裂，加快碳负离子的生成速率，从而加快反应速率。

b.同时，通过引入助剂中心，降低了氯乙酸乙酯α位的C-H键的强度，使其更加容易失去质子，从而降低反应对催化剂碱性强度的要求，使反应得以在非超强碱催化下进行。

c.进一步地，通过引入疏水保护层，将催化剂内部的碱金属活性中心与水分隔绝，避免酯类底物或产物在有水存在碱性环境中发生水解，提高反应的选择性。

本发明中，所述S1中助剂中心为VIB族、VIIB族和VIII族元素中的一种或多种，优选为Cr、Mn和Ni中的一种或多种，更优选为Cr。

本发明中，所述S1中助剂中心用量为载体用量的1.0wt％～5.0wt％，优选为2.0wt％～3.0wt％。

本发明中，所述S1中助剂中心的负载方法为原子掺杂法。