[发明专利]一种用于羰基酸氨化制备氨基酸的催化剂及其制备方法和用途

权利要求书

1.一种用于羰基酸氨化制备氨基酸的催化剂，其特征在于，是以包覆于SiO₂表面的氮掺杂碳为载体，负载过渡金属作为活性组分；过渡金属占催化剂总质量的1.0%-3.0%；所述过渡金属为Ni和/或Co；

所述催化剂通过包括以下步骤的制备方法得到：

(S1)取氮碳源单体的水溶液，调节pH3-6，加入催化剂载体前体H₂SiO₃颗粒，引发单体在催化剂载体前体表面原位聚合，在惰性气氛下，加入过渡金属的盐，升温搅拌，过滤，洗涤，真空干燥催化剂前驱体；所述单体选自邻苯二胺和/或多巴胺；所述引发聚合方式为光辐照或者外加引发剂；

(S2)将所得催化剂前驱体在惰性气氛下高温热处理既得催化剂。

2.根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于，所述过渡金属为Ni和Co的复配。

3.根据权利要求2所述的催化剂，其特征在于，Ni和Co的质量比为1-5.5：1。

4.根据权利要求3所述的催化剂，其特征在于，Ni和Co的质量比为2.1-5.3：1。

5.根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于，氮碳源单体、催化剂载体前体、过渡金属的盐的质量比例为4-10：15-30：2-5。

6.根据权利要求5所述的催化剂，其特征在于，氮碳源单体、催化剂载体前体、过渡金属的盐的质量比例为4-7：20-25：3-4。

7.根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于，所述过渡金属的盐为Ni和/或Co的硝酸盐、氯化物。

8.根据权利要求7所述的催化剂，其特征在于，所述过渡金属的盐为镍盐和钴盐照质量比1-5:1的复配。

9.根据权利要求8所述的催化剂，其特征在于，所述过渡金属的盐为硝酸镍和硝酸钴按照质量比2-5：1的复配。

10.根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于，步骤(S2)高温热处理是以10-15℃/min的升温速率在600-800℃保温3-5h。

11.根据权利要求10所述的催化剂，其特征在于，步骤(S2)高温热处理是按照以下的温度程序进行：慢速升温至300-400℃保温1-2h，再快速升温至700-800℃保温2-3h，最后缓慢降温至200-300℃保温1-2h。

12.根据权利要求11所述的催化剂，其特征在于，所述慢速升温的升温速率是3-5℃/min，所述快速升温的升温速率是8-10℃/min，所述缓慢降温的速率是-5至-2℃/min。

13.一种以羰基酸为原料氨化制备氨基酸的方法，其特征在于，使用权利要求1-12任一项所述催化剂，催化剂的用量为羰基酸的1-10wt%。

14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于催化剂的用量为羰基酸的6-10wt%。

15.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，合成路线如下所示：

；

R为H、烷基、芳基、芳烷基，所述烷基的碳原子数为1-6的整数，所述芳基的碳原子数为6-10的整数；

所述烷基、芳基、芳烷基上的H原子任选被1-3个取代基取代，所述取代基选自羟基、巯基、氨基、酰胺基、羧基、醛基；

反应的条件是以氨水或氨气、氢气、羰基酸为原料，在氢气压力1-5MPa下，80-150℃制备氨基酸。

16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，R选自-CH₂-Ph-OH、-（CH₂）_n-COOH、-（CH₂）_n-CONH₂、-（CH₂）_n-NH₂、-（CH₂）_n-S-CH₃、-（CH₂）_n-SH，其中Ph为亚苯基，n为1-4之间的整数。