[发明专利]一种催化剂，其制备方法及应用

说明书

本发明涉及一种催化剂、其制备方法及应用，该催化剂以改性氧化镁为载体，负载钯、铂等贵金属。该催化剂可改善孔结构和表面结构，解决催化剂表面易被副产物和杂质覆盖，使催化剂失活的问题。该催化剂用于催化加氢制备苯并三唑类紫外线吸收剂反应，反应过程中可减少碱助剂使用，有效抑制了催化剂的快速失活，催化剂可被多次重复使用，降低了催化剂成本，为该技术成功工业化提供可能。

技术领域

本发明属于高分子材料功能助剂技术领域，尤其涉及一种催化剂，其制备方法及应用，更具体地涉及一种用于催化加氢法制备苯并三氮唑类紫外线吸收剂的催化剂及其制备方法。

背景技术

太阳光中的290～400nm的紫外光易使皮肤产生色斑，并可能诱发癌变，紫外光还能使橡胶、塑料等材料发生了氧化反应，使得聚合物的结构发生破坏，使聚合物材料发生龟裂、脆化等，加速其老化的过程，为避免或减缓聚合物材料的老化，延长使用寿命，聚合物材料生产过程中需添加一定量的紫外线吸收剂。

苯并三氮唑类紫外线吸收剂具有优良的紫外线吸收能力，具有较浅的颜色、较低的毒性、不容易挥发、耐油性好、与聚合物相容性好等优点，被广泛地应用于聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯、聚甲醛、聚酰胺、聚苯乙烯、聚氨酯、醇酸树脂等各种合成材料的光化学改性。苯并三氮唑类紫外线吸收剂的代表品种有UV-P，UV-326，UV-327，UV-328，UV-329等，其结构通式如下所示：

通式中R₁、R₂、R₃代表特定的取代基，当R₁、R₂、R₃不同时，该分子式代表的苯并三氮唑类紫外线吸收剂的品种也不同。

苯并三氮唑类紫外线吸收剂的制备是以邻胺及其衍生物和亚钠盐发生重氮化反应生成重氮盐，再与相对应的烷基苯酚进行取代反应生成对应的偶氮化合物，偶氮化合物经还原关环得到目标产品。其中，重氮化和偶合反应工艺技术成熟，而还原方法多种多样，过程较复杂，反应过程中易发生断键反应而生成胺类副产物。工业生产的还原方法主要有：锌粉还原法、硫化物还原法、水合肼-锌粉还原法、水合肼-铝粉还原法、葡萄糖-锌粉还原法和葡萄糖-铝粉还原法等，这些方法虽然工艺技术成熟，但生产工艺环境污染大、“三废”生成量高且后处理困难，环境友好性差。

因此，苯并三氮唑类紫外线剂的绿色合成技术被广泛研究，如催化加氢还原法、氢转移还原法等。早在上世纪70年代就有专利报道了利用雷尼镍和Pd/C，Pt/C等为催化剂，在间歇反应釜中，催化加氢合成苯并三氮唑类化合物，如专利US4219480和US3978074等。之后许多的研究者进行了大量的研究，如专利US5187289、US5276161、US5571924、US5104992等，专利CN104610179和CN105153058更是公开了利用连续化催化加氢法制备苯并三氮唑类化合物。这些研究主要集中在催化剂、反应体系和碱助剂方面，取得了一定的进展。从专利报道情况看，该反应需以雷尼镍或贵金属炭载催化剂为催化剂，在甲苯、二甲苯或醇与水的混合溶剂体系中，并有NaOH、KOH或有机氨等碱存在下进行反应，转化率可达100％，收率在80-92％。催化加氢法制备苯并三氮唑类紫外线线吸收剂的反应过程如下。

通式I，II，III中：R₁为H，Cl，C_1～4烷基或烷氧基，羧基或磺酸基；R₂为H，Cl，C_1～4烷基或烷氧基；R₃为H，C_1～12烷基或含C_1～4烷基取代基的苯基；R₄为H，Cl，OH或C_1～4烷氧基；R₅为H，Cl，C_1～12烷基或烷氧基，苯基，含C_1～8烷基取代基的苯基或含C_1～4烷氧取代基的苯基。