[發明專利]一種L-蘋果酸插層鎂鋁水滑石負載釕催化劑催化α-蒎烯加氫制備順式蒎烷的方法

在審

• 申請號: 202111160581.1
• 申請日: 2021-09-30
• 公開（公告）號: CN113735677A
• 公開（公告）日: 2021-12-03
• 發明（設計）人: 胡銀;陳偉;章芬;王玲玲;宋衛國;韓飛
• 申請（專利權）人: 江西省科學院應用化學研究所
• 主分類號: C07C5/03
• 分類號: C07C5/03;C07C13/40;B01J31/26;B01J31/04
• 代理公司: 南昌豐擇知識產權代理事務所(普通合伙) 36137
• 代理人: 吳稱生

本發明公開了一種L?蘋果酸插層鎂鋁水滑石負載釕催化劑催化α?蒎烯加氫制備順式蒎烷的方法，催化劑為Ru/Mg?Al?L?(?)?MA LDH，Ru/Mg?Al?L?(?)?MA LDH復合催化劑與α?蒎烯的質量比為0.1:100，二者混合，反應溫度為100℃～140℃，氫氣壓力為2～4MPa，反應得到順式蒎烷。本發明所采用Ru/Mg?Al?L?(?)?MA LDH復合催化劑作為α?蒎烯加氫催化劑，制備工藝簡單，在低溫下就能高效催化α?蒎烯加氫合成順式蒎烷，轉化率高，選擇性高，優于同類非均相催化劑。

技術領域

本發明涉及一種有機酸插層水滑石負載釕催化劑催化α-蒎烯加氫制備順式蒎烷的方法，具體地說是一種以L-蘋果酸(L-(-)-Malic acid)插層鎂鋁水滑石(Mg-Al LDH)負載釕金屬納米顆粒的復合材料為催化劑，催化α-蒎烯加氫高選擇性制備順式蒎烷的新方法，屬于催化劑的制備與應用領域。

背景技術

松節油是松科松屬植物分泌的松脂經過蒸餾得到的一類天然芳香精油，屬于萜類精油之一，可用作有機溶劑和制備高級香料。其主要成分α-蒎烯，經選擇性加氫、環氧化或異構化等不同反應，可生成多種深加工產品，是香料、食品和醫藥等領域不可或缺的原料。其中，加氫產物順式蒎烷是生產芳樟醇、香茅醇、二氫月桂烯等萜類香料的重要中間體。而反式蒎烷則由于空間位阻效應，活性遠不如順式蒎烷，易造成副產物多、產物難提純。目前，全世界松節油年產量約40萬噸，我國是主要產地之一。但是，由于加工技術有限，蒎烷等相關化工產品質量相對國外產品較差，導致α-蒎烯多以原料形式直接出口，附加值較低。因此，α-蒎烯催化加氫制備高純度順式蒎烷的研究和應用，具有重要科學意義和經濟價值。

α-蒎烯加氫制備順式蒎烷常用的Pd/C和Raney-Ni催化劑，雖然有較好的催化活性，但對順式蒎烷的選擇性較差，且催化劑難重復利用(Appl.Catal.A:Gen.,2009,356,216；CN1262263A)。為此，該領域的科研工作者一直致力于開發高順式蒎烷選擇性的穩定的催化劑(RSC Adv.,6,81310；US4018842；CN104003831A；CN105330505)。主要可分為貴金屬和非貴金屬兩類催化劑(CN106316747A；RSC Adv.,6,54806；J.Ind.Eng.Chem.,26,333；CN104001515A；CN102125864B；林產化學與工業,2016,92)。貴金屬催化劑雖然活性較好，反應條件較溫和，但是價格昂貴、生產成本高，且易在反應過程浸出流失；而非貴金屬催化劑雖然價格低廉，來源廣泛，但反應條件相對苛刻，活性也較差。尤其是其中的均相催化劑，活性好卻難回收重復使用。貴金屬與金屬氧化物的復合材料，可以減少貴金屬的使用量，且有利于兩組分間相互作用，從而表現出優于單一材料的物理化學性質。如Al₂O₃負載納米貴金屬Ru催化劑在α-蒎烯加氫反應中表現出了比Pd/C更好的催化活性(US4018842；US4310714)。因此，研究開發用于α-蒎烯加氫反應的貴金屬與金屬氧化物復合材料，有望獲得廉價、高效、穩定，且易回收再利用催化劑。

發明內容

本發明為了解決α-蒎烯催化加氫制備順式蒎烷反應中使用的貴金屬等催化劑制備工藝復雜、生產成本高、選擇性較低、回收再利用困難等問題，提供一種制備工藝簡單，成本較低、易回收再利用的L-蘋果酸插層鎂鋁水滑石(Mg-Al-L-(-)-MA LDH)負載釕金屬納米顆粒的催化劑，L-蘋果酸插層鎂鋁水滑石負載釕催化劑催化α-蒎烯加氫制備順式蒎烷，獲取α-蒎烯高選擇性催化加氫合成順式蒎烷的性能。

本發明是通過下述技術方案來實現。

一種L-蘋果酸插層鎂鋁水滑石負載釕催化劑催化α-蒎烯加氫制備順式蒎烷的方法，復合催化劑中釕與L-蘋果酸插層鎂鋁水滑石的質量比為3～10:100，L-蘋果酸插層鎂鋁水滑石負載釕(Ru/Mg-Al-L-(-)-MA LDH)復合催化劑與α-蒎烯的質量比為0.1:100，二者混合，反應溫度為100～140℃，氫氣壓力為2～4MPa，反應完全，制備得到順式蒎烷，催化活性高，催化劑環境友好，后處理簡單，可循環利用。