[發(fā)明專利]一種一步合成吲哚的催化劑及其制備方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201710422947.5 | 申請日： | 2017-06-07 |
| 公開（公告）號： | CN108997189B | 公開（公告）日： | 2022-02-22 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 袁浩然;孫中華;孫遠(yuǎn)龍 | 申請（專利權(quán)）人： | 中國石油化工股份有限公司;中石化南京化工研究院有限公司 |
| 主分類號： | C07D209/08 | 分類號： | C07D209/08;B01J23/60 |
| 代理公司： | 南京天翼專利代理有限責(zé)任公司 32112 | 代理人： | 湯志武 |
| 地址： | 210048 江*** | 國省代碼： | 江蘇;32 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 一步 合成 吲哚 催化劑 及其 制備 方法 | ||
本發(fā)明涉及一種合成吲哚的催化劑及其制備方法。催化劑組成為Ag、ZnO、SiO2，采用浸漬法制備。制備過程包括：對硅球進(jìn)行水熱預(yù)處理，控制干燥條件得到適宜含水量硅球；根據(jù)干燥后的硅球吸水率配制Ag和Zn的硝酸鹽溶液，并浸漬在硅球上，控制干燥條件得到適宜含水量的催化劑前驅(qū)體，如何控制焙燒和還原條件得到Ag電子結(jié)合能低的Ag?ZnO/SiO2催化劑。該催化劑用于固定床苯胺和乙二醇一步法合成吲哚反應(yīng)中，顯示了較高的吲哚收率。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于催化劑制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種以苯胺和乙二醇為原料生產(chǎn)吲哚的催化劑。
背景技術(shù)
吲哚又名2,3-苯并吡咯，是一種重要的雜環(huán)化合物，在醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)、食品、農(nóng)藥、香料、染料等領(lǐng)域中的用途非常廣泛，主要由于雜環(huán)類化合物獨(dú)特的結(jié)構(gòu)而顯示的獨(dú)特的高效生理活性，滿足了生物多樣性對新型醫(yī)藥和農(nóng)藥的需求，倍受世人矚目，如其下游產(chǎn)品人體必需氨基酸之一的色氨酸、2-甲基吲哚、3-甲基吲哚、1-丁基-2-甲基吲哚、N-甲基-2-苯基吲哚、吲哚-3-乙酸、吲哚-3-丁酸、吲哚滿、5-羥基吲哚、5-甲氧基吲哚、吲哚-3-甲醛、5-硝基吲哚、吲哚-3-羧酸、吲哚-2-羧酸、N-甲基吲哚等均為重要新型高效醫(yī)藥和農(nóng)藥中間體。文獻(xiàn)報道吲哚的化學(xué)合成路線有50余種，其生產(chǎn)主要集中在日本、美國、西歐等工業(yè)發(fā)達(dá)國家與地區(qū)，目前國內(nèi)需求有1000噸/年左右，生產(chǎn)廠家如東大恒，產(chǎn)能在200噸/年，湖北克勞士馬科技發(fā)展有限公司，產(chǎn)能100噸/年。
吲哚的工業(yè)生產(chǎn)方法主要有：鄰氯甲苯法和鄰氨基乙苯法，但其原料來源困難、反應(yīng)條件苛刻、收率不高；以鄰硝基甲苯為原料，經(jīng)羥基化、氫化和環(huán)化三步反應(yīng)合成吲哚，雖然原料來源充足，反應(yīng)條件溫和，收率也較高，鄰硝基甲苯的轉(zhuǎn)化率約70％ ，選擇性約90％，吲哚的總收率約63％(以鄰硝基甲苯計），但是反應(yīng)步聚多、設(shè)備投資高、生產(chǎn)廢水多。日本采用苯胺和乙二醇一步合成吲哚已實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)，國內(nèi)也有一些科研院所開展了這方面的研究工作。
以苯胺和乙二醇為原料一步合成吲哚反應(yīng)的關(guān)鍵在于催化劑。在該合成路線中，Ag基催化劑具有較好的開發(fā)應(yīng)用前景。Ag基催化活性位為還原態(tài)Ag，即金屬Ag。在催化反應(yīng)過程中，苯胺上的N原子吸附在催化劑表面的金屬Ag上，進(jìn)行活化，再與乙二醇反應(yīng)得到吲哚。當(dāng)還原態(tài)Ag的電子結(jié)合能較高時，活性位越容易與苯環(huán)向結(jié)合，從而生成積碳的機(jī)會大大增加，不但阻斷了活性位活化苯胺支鏈N的作用，而且導(dǎo)致催化劑失活。因此，如何降低還原態(tài)金屬Ag的電子結(jié)合能成為開發(fā)一步法合成吲哚催化劑的關(guān)鍵。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目是提供一種一步法合成吲哚的催化劑及其制備方法。
本發(fā)明的主要特點(diǎn)是通過選擇合適的載體并對載體進(jìn)行水熱處理擴(kuò)孔，并且，控制催化劑制備過程中干燥步驟溫度和時間，從而控制干燥樣的含水百分含量，并且控制還原過程的溫度和時間，得到的催化劑中Ag的電子結(jié)合能低，在苯胺和乙二醇為原料一步法合成吲哚反應(yīng)中總收率高。
本發(fā)明一步法合成吲哚的催化劑：以苯胺和乙二醇為原料一步合成吲哚，催化劑主要組份為Ag，ZnO和SiO2；Ag含量為6%~7%，ZnO含量為1%~2%。
一般地，催化劑中Ag的4s電子結(jié)合能為94~96eV，Ag的4d電子結(jié)合能為4.1~4.4eV。
所述催化劑的制備方法包括如下步驟：
（1）選擇硅球作為催化劑載體，主要成分為SiO2，將硅球放入反應(yīng)釜中，加入去離子水，密封，開攪拌，升溫至140℃，保溫保壓兩小時后卸出，放入恒溫鼓風(fēng)干燥箱中進(jìn)行干燥，得到初次干燥樣；
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