[發(fā)明專利]一種介孔碳擔載的鈀催化劑及其制法與用途

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110309914.2
• 申請日: 2011-10-13
• 公開（公告）號: CN102407108A
• 公開（公告）日: 2012-04-11
• 發(fā)明（設計）人: 沈儉一;陳慧;白志平;戴樂;謝建新
• 申請（專利權）人: 南京大學連云港高新技術研究院;南京大學
• 主分類號: B01J23/44
• 分類號: B01J23/44;B01J35/10;C07J9/00
• 代理公司: 南京眾聯專利代理有限公司 32206
• 代理人: 劉喜蓮

技術領域

本發(fā)明涉及一種催化劑，特別是一種介孔碳擔載的鈀催化劑，本發(fā)明還涉及該催化劑的制備方法與用途；本發(fā)明還涉及使用該催化劑的谷甾烷醇的催化加氫制備方法。

背景技術

植物固醇（包括甾醇和甾烷醇）作為食品添加劑中的降膽固醇成分正日益受到人們的重視。攝入這種天然植物成分后，人體血清中低密度脂蛋白膽固醇水平顯著下降，降低冠心病和動脈粥樣硬化的發(fā)病率。一些研究認為谷甾烷醇事實上不被人體吸收，在抑制膽固醇吸收和降低膽固醇濃度上比谷甾醇更有效。而且，谷甾烷醇分子結構中不含有雙鍵，因而相比谷甾醇具有良好的抗氧化性。此外，將植物甾烷醇制成脂溶性的酯類衍生物不僅可以提高其降低膽固醇的效能，也更便于添加到食品中。不過，甾烷醇在自然界的數量很少，國外主要是在一定壓力下將谷甾醇催化氫化制得相應的甾烷醇。根據美國專利US?6,147,235的描述，鎳催化劑（包括鎳黑、雷尼鎳或擔載金屬鎳等）并不適用于甾醇的選擇加氫反應。擔載型貴金屬催化劑，尤其是擔載在活性炭上的鈀催化劑是更好的甾醇選擇加氫催化劑。早在20世紀60年代末，Pd/C催化劑就被用于催化谷甾醇混合物加氫制備谷甾烷醇混合物（R.?L.?Augustine,?E.?J.?Reardon?Jr.,?Organic?Preparations?and?Procedures?International,?1?(2)?(1969)?107-109）。采用該法制得的產品已經被美國食品和藥品管理局（FDA）批準使用。其他可用的載體還包括金屬氧化物和高分子聚合物等。美國專利US?6,147,235公開了在常壓和60°C條件下，采用固載在嫁接有丙烯酸的聚丙烯高聚物上的鈀（擔載量10%）為催化劑，Pd用量為原料的0.2%，在正丙醇溶劑中催化谷甾醇原料液加氫反應3小時后，混合產物中谷甾烷醇的含量為85%。需要指出的是，該專利所用反應原料中含有78.3%谷甾醇、13.6%谷甾烷醇（目標產物）、5.1%豆甾醇以及0.6%的豆甾烷醇。不過該專利所用催化劑的制備較為復雜，成本也較高。

目前，國內尚無谷甾烷醇的生產，但已經展開相關研究，通常是以國內易得的豆甾醇作為原料，經鈀催化劑催化加氫制得谷甾烷醇。如中國專利CN?1594351?A公開了一種由豆甾醇催化氫化制備谷甾烷醇的方法，在異丙醇溶劑中，以10%?Pd/C為催化劑，Pd用量為豆甾醇的0.2%，在82°C和常壓下加氫反應10小時，豆甾醇轉化率為95.71%，所得谷甾烷醇的純度約94.92%。專利CN?1908002?A介紹了采用10%Pd/CaCO₃粉末為催化劑，Pd?用量為原料質量的0.1%，無水乙醇為溶劑，在35°C和2.0?MPa的條件下催化豆甾醇加氫反應4.5小時，谷甾烷醇的收率達97.7%，純度為92.2%。專利CN?101648986?A介紹了在乙酸乙酯溶劑中，以10%Pd/γ-Al₂O₃為催化劑，Pd用量為0.5%，在35°C和常壓下豆甾醇加氫反應1小時后的轉化率為99.7%，谷甾烷醇純度為95.47%。

雖然文獻報道的谷甾醇或豆甾醇催化氫化反應通常可獲得較高的甾烷醇產率，條件也較為溫和，但反應時間仍較長，鈀催化劑的催化活性有待提高。另一方面，有必要指出的是，催化劑的孔徑大小會影響反應物種在孔道中的擴散，由于甾醇分子較大，難以進入較小的孔道，與擔載在小孔內的活性Pd接觸，使得這部分活性Pd在反應中起不到催化作用，降低了Pd的有效利用。

更重要的是，意在作為食品用途的谷甾烷醇，其純度尤為重要，最好獲得幾乎為100％的轉化率，這樣雜質的分離簡易，利于食品的安全。

發(fā)明內容

本發(fā)明所要解決的技術問題是針對現有技術的不足，提供一種新的介孔碳擔載的鈀催化劑，該催化劑可以提高擔載的活性金屬鈀的利用率，可有效提高催化劑在植物甾醇（具體地說，如谷甾醇、豆甾醇、菜籽甾醇、菜油甾醇等）的催化加氫反應中的催化活性。

本發(fā)明所要解決的另一個技術問題是提供了上述介孔碳擔載的鈀催化劑的制備方法。

本發(fā)明所要解決的再一個技術問題是提供了上述介孔碳擔載的鈀催化劑的用途。

本發(fā)明所要解決的再一個技術問題是提供了使用上述催化劑的谷甾烷醇的催化加氫制備方法。