[發明專利]一種用于催化合成N-甲基乙醇胺類化合物的催化劑及其應用

有效

• 申請號: 201210594063.5
• 申請日: 2012-12-31
• 公開（公告）號: CN103071534A
• 公開（公告）日: 2013-05-01
• 發明（設計）人: 饒金土;陳愛民;肖曉輝;胡軍;毛正余
• 申請（專利權）人: 浙江江山化工股份有限公司;浙江工業大學
• 主分類號: B01J31/26
• 分類號: B01J31/26;C07C213/08;C07C215/08
• 代理公司: 杭州天正專利事務所有限公司 33201
• 代理人: 黃美娟;王兵

技術領域

本發明涉及一種用于催化合成N-甲基乙醇胺類化合物的催化劑及其制備方法和應用。

背景技術

N-甲基一乙醇胺（N-methyl?monoethanolamine，MMEA）和N,N-二甲基一乙醇胺（N,N-dimethyl?aminoethanol，DMEA）都是基本的化工、制藥原料，被廣泛應用于制造聚氨酯泡沫?涂料、油漆、油墨?，水溶性涂料樹脂合成?，聚氨酯涂料?，樹脂，水處理劑，氣體處理劑，離子交換樹脂等化工產品。另外，還可以作為殺蟲劑、乳化劑、織物助劑的半成品、抗腫瘤藥物鹽酸氮芥的中間體、胺基甲酸酯涂料的催化劑、纖維助劑等，同時，也是油漆的一種促干劑。

采用乙醇胺甲基化制備MMEA、DMEA產品，在國內外均已有所報道，如巴基斯坦Ahmed?Ali等人（Asian?Journal?of?Chemistry?2011，Vol（?23）：5411-5418）使用ZnCl₂、NaBH₄作為催化劑利用乙醇胺和甲醇合成出MMEA、DMEA產品，但是收率僅有72%，且反應時間較長。日本Takeuchi等人（Journal?of?Physical?Organic?Chemistry，1995，Vol（8）2：121-127）以改性的H-β分子篩作為催化劑，以苯為溶劑，用乙醇胺和甲基重氮鹽為原料也合成出MMEA、DMEA產品，兩者的綜合收率雖然能達到85%以上，但是由于原料甲基重氮鹽不穩定易發生副反應，雜質種類偏多，分離起來比較困難，而且難于應用于連續反應。綜上所述，使用目前催化劑用于制備N-甲基乙醇胺系列產品存在收率和選擇性都較低等問題，因此，尋找適合N-甲基乙醇胺催化合成的催化劑具有重要的意義。

發明內容

本發明目的是提供一種具有高表面、含孔結構的有機-無機雜化介孔催化劑及其制備方法。

本發明目的是提供一種用于制備N-甲基乙醇胺類有機胺產品（MMEA、DMEA）的催化劑。?

本發明采用的技術方案是：

一種用于催化合成N-甲基乙醇胺類化合物的催化劑，其特征在于所述催化劑以介孔γ-Al₂O₃，負載有堿金屬氧化物和三苯基膦，所述催化劑中，三苯基膦、堿金屬元素、鋁元素的物質的量之比為1:2.5~7.5:4.5~9.3；所述堿金屬元素為鉀、銣或銫。

本發明還提供所述用于催化合成N-甲基乙醇胺類化合物的催化劑的制備方法，所述方法為：

（1）以介孔γ-Al₂O₃顆粒為載體A，以0.5~2.2mol/L的堿金屬鹽的水溶液為浸漬液A，將載體A完全浸沒于浸漬液A中，20~80℃下浸漬6~40h，然后將全部浸漬液A和載體A于80~150℃溫度下干燥3~8h，再于空氣氣氛，400~600℃溫度下煅燒2~10小時，制得負載堿金屬的γ-Al₂O₃顆粒，可記為M-Al₂O₃；

（2）以負載堿金屬的γ-Al₂O₃顆粒為載體B，以0.8~2.0mol/L的三苯基磷的乙醇溶液為浸漬液B，將載體B完全浸沒于浸漬液B中，20~80℃下浸漬10~40h，然后將全部浸漬液B和載體B于100~150℃溫度下干燥2~10h，再于空氣氣氛，200~350℃溫度下活化2~10h，制得負載堿金屬-三苯基膦的γ-Al₂O₃顆粒，可記為PPh₃-M-Al₂O₃，即為所述用于催化合成N-甲基乙醇胺類化合物的催化劑；

所述催化劑中，三苯基膦、堿金屬元素、鋁元素的物質的量之比為1:2.5~7.5:4.5~9.3；

所述浸漬液A是按照堿金屬元素與載體A中鋁元素的物質的量之比計算出堿金屬鹽的理論用量，將理論用量的堿金屬鹽溶于水配制得到0.5~2.2mol/L的堿金屬鹽的水溶液，即為浸漬液A；

所述浸漬液B是按照三苯基膦與載體A中鋁元素的物質的量之比計算出三苯基膦的理論用量，將理論用量的三苯基膦溶于乙醇配制得到0.8~2.0mol/L的三苯基磷的乙醇溶液，即為浸漬液B；

所述堿金屬鹽為鉀鹽、銣鹽或銫鹽。

進一步，所述堿金屬鹽優選為硝酸鉀、硫酸鉀、碳酸鉀、硝酸銣、硫酸銣、碳酸銣、碳酸銫、硫酸銫或硝酸銫，更優選為硝酸鉀、硝酸銣或硝酸銫。