[發(fā)明專(zhuān)利]一種MOF基催化劑催化生物基糠醛氫化制備糠醇的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911296598.2
• 申請(qǐng)日: 2019-12-16
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111116526B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-10-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 莊長(zhǎng)福;王瑛;徐娟;李尚竟;范亞飛;馮艾琳;崔興臣
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 西南林業(yè)大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): C07D307/44
• 分類(lèi)號(hào): C07D307/44;B01J23/34;B01J37/08
• 代理公司: 北京君泊知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11496
• 代理人: 王程遠(yuǎn)

本發(fā)明公開(kāi)一種MOF基催化劑催化生物基糠醛氫化制備糠醇的方法，以糠醛為底物，以低元醇為反應(yīng)介質(zhì)和氫化試劑，多孔碳負(fù)載非貴金屬為多相催化劑，于高壓釜反應(yīng)器中，沖入氮?dú)獗Ｗo(hù)，在100～180℃條件下，攪拌反應(yīng)4～48h直接生成產(chǎn)物糠醇。其中，多孔碳負(fù)載非貴金屬催化材料是由Mn?MOF在惰性氛圍下高溫?zé)峤獾玫蕉嗫滋钾?fù)載Mn催化劑。與現(xiàn)有方法相比，具有催化劑制備簡(jiǎn)單、易于分離回收的優(yōu)點(diǎn)，該催化體系的反應(yīng)條件溫和、高效環(huán)保，具有很高的選擇性和產(chǎn)率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于生物質(zhì)催化領(lǐng)域，具體涉及一種MOF基非貴金屬催化劑催化生物基糠醛氫化制備糠醇的方法。

背景技術(shù)

糠醛是由碳水化合物制備的可工業(yè)化的不飽和有機(jī)化學(xué)品，全球每年產(chǎn)量約為30萬(wàn)噸，中國(guó)的產(chǎn)量最大，約占三分之二。糠醛可由各種農(nóng)副產(chǎn)品中獲取，尤其可以利用生產(chǎn)廢料獲得，如玉米穗軸、燕麥與小麥的麥麩等。糠醇是糠醛最有價(jià)值的衍生物之一，糠醛產(chǎn)量的65％被用來(lái)制備糠醇。糠醛選擇性加氫制備糠醇是糠醛加氫過(guò)程中一個(gè)十分重要的反應(yīng)，日益受到人們的關(guān)注(化學(xué)世界,2013,(12):740)。1929年通過(guò)氣相工藝使用Cu/SiO2作為催化劑首先進(jìn)行報(bào)道[U.S.Patent,1,739,919[P].1929-12-17.]，隨后在1937年由Nemours使用亞鉻酸銅作為催化劑并獲得相關(guān)專(zhuān)利[U.S.Patent,2,077,422[P].1937-4-20.]。我國(guó)催化加氫的方法主要是液相催化加氫，反應(yīng)溫度為190～210℃，壓力為5.9～7.6MPa，主要采用Cu-Cr系氧化物為催化劑[工業(yè)催化,2005,13(10):47-50]。Cu-Cr催化劑作為目前糠醛加氫過(guò)程最成功的商業(yè)催化劑已有超過(guò)五十年的歷史。但是由于Cu-Cr催化劑價(jià)格昂貴，催化劑再生困難，并且鉻毒性大污染嚴(yán)重，因此糠醛加氫催化劑的研究更多的集中在無(wú)鉻催化劑上。此外，Pt、Pd、Ru、Au等貴金屬催化劑也出現(xiàn)在糠醛催化加氫制備糠醇的過(guò)程中。目前糠醛選擇性加氫制備糠醇雖然已經(jīng)工業(yè)化，但是研究熱點(diǎn)仍集中在開(kāi)發(fā)高效的非貴金屬催化劑上。

傳統(tǒng)的氫源主要來(lái)自于高壓氫氣，但會(huì)產(chǎn)生很多的不利影響，例如昂貴的價(jià)格、低溶解性、復(fù)雜的反應(yīng)器設(shè)計(jì)和困難的運(yùn)輸?shù)取＠糜袡C(jī)化合物(醇或者酸)作為供氫體或者氫源的轉(zhuǎn)移加氫反應(yīng)被科研工作者逐漸重視。

有鑒于此，本發(fā)明人針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的上述缺陷深入研究，遂有本案產(chǎn)生。

發(fā)明內(nèi)容

(一)解決的技術(shù)問(wèn)題

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明為了克服目前利用氫氣催化糠醛氫化制備糠醇的工藝中存在的氫氣高壓危險(xiǎn)、以及金屬催化劑制備繁瑣、易聚合的問(wèn)題，提供一種以MOF為前驅(qū)體經(jīng)高溫?zé)峤庵苽涠嗫滋钾?fù)載非貴金屬催化劑，既有制備簡(jiǎn)單、金屬分散均勻的優(yōu)點(diǎn)，也能顯著提高穩(wěn)定性、金屬粒子不易團(tuán)聚，并利用醇類(lèi)作為氫源和反應(yīng)溶劑，催化生物基糠醛氫化制備糠醇。

(二)技術(shù)方案

為實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：