用于还原胺化反应的催化剂及其用途制造技术

本发明专利技术涉及用于还原胺化反应的催化剂及其用途。根据本发明专利技术的催化剂可以基本上保持脱氢和加氢的平衡并且在特别是水分的存在下保持催化活性，从而呈现出高的胺转化率。因此，该催化剂不仅在聚醚胺化合物的通过还原胺化反应的连续制备工艺中有用，而且还在其分批制备工艺中有用，无论是否存在水分。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于还原胺化反应的催化剂及其用途
本专利技术涉及一种用于还原胺化反应的催化剂及其用途。
技术介绍
如本专利技术所属的领域(在下文中“相关领域”)所已知的，还原胺化是用于得到脂肪族烷烃衍生物的方法中的一种，胺基通过脂肪族烷烃衍生物在还原条件下和氢气的存在下的催化胺化反应被引入至该脂肪族烷烃衍生物。此种还原胺化已用于制备各种胺类化合物例如聚醚胺。聚醚胺化合物是具有至少一个聚氧化烯基团的化合物，并且它以各种方式例如用于风力发电机的涂层剂、用于环氧树脂涂层的添加剂、用于混凝土的添加剂、以及类似物被使用，并且它一般通过使用诸如聚亚烷基二醇及类似物的化合物作为起始物料的还原胺化反应来制备。在此种还原胺化反应中，一般使用铜(Cu)-镍(Ni)基催化剂，并且对于通过经由使用铬(Cr)、钛(Ti)、锆(Zr)、锌(Zn)、钼(Mo)、以及类似物作为活性组分来控制催化活性而增加生产率已存在许多尝试。然而，还原胺化反应伴随有脱氢、脱水和加氢的过程，并且上文公开的现有催化剂具有的问题是，它们容易通过在还原胺化反应期间形成的水分而失去活性，或副反应通过过多的水分进行，并且反应效率最终降低。为弥补该问题，通过以连续工艺实施还原胺化反应从反应体系消除在反应期间形成的水分的方法已被使用。然而，该连续工艺具有的缺点是，需要复杂的设施并且总生产效率降低。因此，迫切需要开发新的催化剂，该新的催化剂具有脱氢反应和加氢反应的平衡并且甚至在用于制备聚醚胺化合物的分批式工艺中可以保持催化活性。专利技术的详细描述技术问题本专利技术的一方面是提供用于还原胺化反应的催化剂，该催化剂甚至在水分的存在下可以保持催化活性以及脱氢反应和加氢反应的平衡，并且因此可以示出高的胺转化率。本专利技术的另一方面是提供使用该催化剂制备聚醚胺化合物的方法。技术方案根据本专利技术的一个实施方案，提供用于还原胺化反应的催化剂，该催化剂包含作为活性组分的钴(Co)和钪(Sc)。催化剂可以包含基于100重量份的氧化钴的1重量份至30重量份的氧化钪。此外，催化剂可以包含选自由钯、钌、铑和铂组成的组的一种或更多种组分的另外的活性组分。催化剂可以包含基于100重量份的氧化钴的1重量份至30重量份的氧化钪以及0.01重量份至50重量份的选自由钯、钌、铑和铂组成的组的一种或更多种组分的另外的活性组分。催化剂还可以包含载体材料，在该载体材料上承载活性组分。根据本专利技术的另一个实施方案，提供制备聚醚胺化合物的方法，该方法包括在上文公开的催化剂和氢气的存在下使聚醚衍生物与胺类化合物接触的步骤。此处，该步骤可以在基于100重量份的聚醚衍生物的0.5重量份至40重量份的胺类化合物和0.05重量份至5重量份的氢气的存在下进行。该步骤可以在20℃至350℃的温度下且在1巴至300巴的压力下进行。此外，聚醚衍生物可以是包含5个至1000个碳原子和至少一种可以被胺基取代的官能团的化合物。可以被胺基取代的官能团可以是选自由羟基、醛基、酮基和亚胺基组成的组的一种或更多种官能团。具体地，聚醚衍生物可以是包括以下化学式1的重复单元的化合物。[化学式1]在化学式1中，L1和L2独立地为C1-C10亚烷基、C2-C10亚烯基、C2-C10亚炔基、C3-C10环亚烷基或C6-C30亚芳基，且n为1至500的整数。胺类化合物可以是伯胺化合物或仲胺化合物。有益效果根据本专利技术的催化剂可以示出高的胺转化率，因为该催化剂基本上能够保持脱氢反应和加氢反应的平衡，并且特别地，甚至在水分的存在下可以保持催化活性。因此，该催化剂不仅在连续制备工艺中而且在分批制备工艺中，可以对通过还原胺化反应制备聚醚胺化合物有用，无论是否存在水分。具体实施方式在下文中，根据本专利技术的实施方案的用于还原胺化反应的催化剂和使用该催化剂制备聚醚胺化合物的方法被更详细地解释，使得相关领域的普通技术人员能够容易地做出本专利技术。然而，本专利技术可以以许多不同的形式实现，且其不限于本说明书中解释的实施例。此外，除非在整个本说明书中具体提到，否则本文使用的技术术语仅用于提及具体的实施方案，且它们不意图限制本专利技术。此外，除非以其他方式在上下文中清楚地指出，否则此处使用的单数形式“一(a)”、“一(an)”和“该(the)”包括复数指示物。此外，本说明书中使用的术语“包含”指定具体的特征、区域、本质、步骤、动作、元素或组分，并且其不排除其他特征、区域、本质、步骤、动作、元素或组分的存在或添加。此外，整个本说明书中的“还原胺化反应”或“还原胺化”意指用于形成脂肪族烷烃衍生物的一系列反应，胺基通过脂肪族烷烃衍生物[例如，一元醇或多元醇、醇胺、及其衍生物(例如，环氧化物、酮、亚烷基亚胺、以及类似物)]在还原条件下和氢气的存在下的催化胺化反应被引入至该脂肪族烷烃衍生物。作为“还原胺化反应”的示例，其可以意指用于通过以下来形成胺类化合物的一系列反应：按照以下反应机理，使包含末端羟基的化合物脱氢以便形成醛类化合物，使该醛类化合物与包含胺基的化合物接触以便形成作为反应中间体的亚胺化合物，以及使亚胺化合物与氢气接触以便对其添加氢。[反应机理]此外，在整个本说明书中的‘胺转化率’可以意指‘还原胺化’的反应物脂肪族烷烃衍生物转化为终产物胺类化合物的速率或程度。在研究还原胺化的过程中，本专利技术人意识到，当还原胺化反应在包含作为活性组分的钴(Co)和钪(Sc)的催化剂的存在下进行时，甚至在水分的存在下可以保持催化活性，尤其是同时适当地保持伴随反应发生的脱氢反应和加氢反应的平衡。本专利技术人还意识到，催化还原可以在催化剂活化过程中平缓地发生，除了上文公开的通过使用包含作为活性组分的钴(Co)、钪(Sc)和钯(Pd)的催化剂的效果之外，并且完成了本专利技术。根据本专利技术的一个实施方案，提供用于还原胺化反应的催化剂，该催化剂包含作为活性组分的钴(Co)和钪(Sc)。通常，已使用铜(Cu)-镍(Ni)基催化剂、镍(Ni)-铼(Re)基催化剂、钴(Co)-镍(Ni)-铜(Cu)基催化剂、以及类似物，并且对于通过将铬(Cr)、钛(Ti)、锆(Zr)、锌(Zn)、钼(Mo)、以及类似物与催化剂组合来增加催化活性已存在许多尝试。然而，上文公开的现有催化剂具有的问题是，它们容易通过在还原胺化反应期间形成的水分而失去活性，并且胺转化率迅速降低。根据本专利技术的一个实施方案的催化剂，通过比较，包含作为活性组分的钴(Co)和钪(Sc)，并且它具有的优点是，甚至在水分的存在下可以保持催化活性，特别是同时适当地保持伴随还原胺化发生的脱氢反应和加氢反应的平衡。此种现象可能与被包含在催化剂中的活性组分的亲和力有关。也就是说，现有催化剂例如铜(Cu)-镍(Ni)基催化剂及类似物对水分具有比对胺类化合物和氢气、还原胺化反应的反应物更强的亲和力，并且因此该现有催化剂通过在反应期间形成的水分而失去催化活性，并且胺转化率迅速降低。相比之下，根据本专利技术的一个实施方案的催化剂可以保持催化活性并且示出高的胺转化率，即使在反应期间形成水分，因为被包含在催化剂中的钴(Co)和钪(Sc)对胺类化合物和氢气具有比对水分更强的亲和力。此外，由于根据本专利技术的一个实施方案的催化剂包含作为活性组分的钴(Co)和钪(Sc)，所以该催化剂由于其协同作用而可以保持伴随还原胺化反应发生的脱氢反应和加氢反本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于还原胺化反应的催化剂，包含作为活性组分的钴和钪。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.05.20 KR 10-2013-00564801.一种制备聚醚胺化合物的方法，包括在氢气和用于还原胺化反应的包含氧化钴、氧化钪和氧化钯作为活性组分的三组分催化剂的存在下使聚醚衍生物与胺类化合物接触的步骤，其中所述聚醚衍生物是由以下化学式2、化学式3或化学式4代表的聚氧化烯化合物：[化学式2][化学式3][化学式4]在化学式2至4中，L1至L12独立地为C1-C10亚烷基、C2-C10亚烯基、C2-C10亚炔基、C3-C10环亚烷基或C6-C30亚芳基，R1至R3独立地为氢、C1-C18烷基、未被取代的C6-C30芳基或被C1-C18烷基取代的C6-C30芳基，n为1至500的整数，a和b独立地为1至500的整数，和y为2至500的整数，并且(x+z)为2至100的整数。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述步骤在基...

【专利技术属性】
技术研发人员：金庆俊，边泉植，李真揆，刘钟澈，徐荣钟，
申请(专利权)人：乐天化学株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国;KR