本发明专利技术提供了一种制备L‑氨基丙醇用钌炭催化剂的制备方法，该方法为：一、对活性炭进行预处理；二、将可溶性钌化合物和助剂的可溶性盐溶解于溶剂中，得到前驱体溶液；三、将前驱体溶液通过雾化分散后加入活性炭中，搅拌均匀后得到浆液，然后调节pH值、吸附、过滤和洗涤；四、用溶剂打浆后进行高温高压还原处理，之后依次进行过滤、洗涤处理，得到钌炭催化剂。本发明专利技术还提供了该催化剂用于L‑丙氨酸催化加氢制备L‑氨基丙醇的方法。本发明专利技术制备的钌炭催化剂的活性高，适用于对L‑丙氨酸催化加氢制备L‑氨基丙醇，产品收率超过90％，催化剂性能稳定，反应时间短，连续多次使用且具有很好的可重复性。
\u4e00\u79cd\u5236\u5907L\u2011\u6c28\u57fa\u4e19\u9187\u7528\u948c\u70ad\u50ac\u5316\u5242\u7684\u5236\u5907\u65b9\u6cd5\u53ca\u5e94\u7528
【技术实现步骤摘要】
一种制备L-氨基丙醇用钌炭催化剂的制备方法及应用
本专利技术属于贵金属催化剂
，具体涉及一种制备L-氨基丙醇用钌炭催化剂的制备方法。
技术介绍
L-氨基丙醇是合成第三代喹诺酮类抗菌药左旋氧氟沙星的一种重要中间体，后者具有抗菌谱广、抗菌作用强、毒副反应小、与其他抗生素无交叉耐药性等优点。同时L-氨基丙醇作为一种手性修饰物在外消旋体拆分中也有广泛的应用，因而有巨大的市场需求。一直以来，国内外对于L-氨基丙醇合成方法的研究主要可以分为两类，一种是手性拆分方法，其重要过程是制备出DL-氨基丙醇，在通过手性拆分获得L-氨基丙醇，但是由于手性拆分的工业化难度较高，因此工业生产普遍采用另一种方法，即将相应光学活性的L-丙氨酸或者其衍生物进行还原，直接制备L-氨基丙醇。工业生产使用的还原剂主要有KBH4、LiBH4、NaBH4或者LiAlH4等，但是此类还原剂价格偏高，并且危险性高，后处理过程复杂，环境污染大，具有很大的局限性。而通过催化加氢，将L-丙氨酸直接加氢制备L-氨基丙醇很好的避免了以上的缺点。是一种对环境友好的绿色化学合成方法。目前工业上已经通过催化加氢工艺制备L-氨基丙醇的报道，但主要问题是催化剂的投料量较大(现有催化剂的投料量至少为L-丙氨酸质量的20％)，反应时间至少为20h，反应的压力在10MPa左右，对设备的要求和综合成本较高等问题，使得该工艺有一定的局限性。目前的市场上的钌炭催化剂活性较差，连续使用寿命较短，导致该步反应的生产成本较高。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供了一种制备L-氨基丙醇用钌炭催化剂的制备方法。该制备方法操作简单，原料易得，容易实现大规模工业化生产，制备的催化剂活性高，反应时间短，可以多次连续使用，并且使用后回收方便，可实现贵金属的生产、回收、再生产，回收过程中损失较少，大大降低了催化剂的生产成本。该方法制备的催化剂适用于L-丙氨酸催化加氢制备L-氨基丙醇，产品收率超过90％，且催化剂性能稳定，具有很好的可重复性，并且该催化剂可以在更少的催化剂投料量和更温和的反应条件，以及较短的时间内完成该催化加氢反应，具有很好的工业化应用前景。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种制备L-氨基丙醇用钌炭催化剂的制备方法，其特征在于，该催化剂由活性炭和负载在活性炭上的金属组分组成，所述金属组分为钌和助剂，所述催化剂中钌的质量含量为1％～5％，助剂的质量含量为0.1％～1％；所述助剂为铂、钯、铑、钼、钴和镍中的一种或两种以上；所述活性炭的粒径为300目以下，比表面积为1000m2/g～1800m2/g；所述钌的平均粒径为20nm～40nm；该催化剂的制备方法包括以下步骤：步骤一、将活性炭加入到浓度为1mol/L～5mol/L的硝酸水溶液中煮沸1h～2h，自然冷却后采用去离子水洗涤至洗液的pH值呈中性，过滤后得到预处理后的活性炭；步骤二、将可溶性钌化合物和助剂的可溶性盐溶解于溶剂中，搅拌均匀后得到前驱体溶液；所述溶剂为去离子水、乙醇或异丙醇；步骤三、利用超声雾化器对步骤二中所述前驱体溶液进行超声雾化处理，得到雾化液滴，再将所述雾化液滴通入盛装有步骤一中所述预处理后的活性炭的反应器中，搅拌浸渍后得到浆液，然后采用氢氧化钠水溶液调节所述浆液的pH值至9～11，继续搅拌3h～5h后过滤，得到滤饼，之后采用去离子水对滤饼进行洗涤直至洗液的pH值呈中性；所述浆液中前驱体溶液的体积为每克预处理后的活性炭对应加入40mL前驱体溶液；步骤四、将步骤三中洗涤后的滤饼用去离子水和乙醇的混合溶液打浆，得到浆料，再采用氢氧化钠水溶液调节所述浆料的pH值为7～9，然后将调节pH值后的浆料加入高压反应釜中通氢气进行还原处理，之后依次进行过滤、洗涤和干燥处理，得到L-丙氨酸加氢制备L-氨基丙醇用钌炭催化剂。上述的一种制备L-氨基丙醇用钌炭催化剂的制备方法，其特征在于，所述催化剂中钌的质量含量为3％～5％，助剂的质量含量为0.1％～0.5％。上述的一种制备L-氨基丙醇用钌炭催化剂的制备方法，其特征在于，所述催化剂中钌的质量含量为5％，助剂的质量含量为0.5％。上述的一种制备L-氨基丙醇用钌炭催化剂的制备方法，其特征在于，步骤二中所述可溶性钌化合物为三氯化钌或/和硝酸钌。上述的一种制备L-氨基丙醇用钌炭催化剂的制备方法，其特征在于，步骤二中所述助剂的可溶性盐为助剂的氯化物或助剂的硝酸盐。上述的一种制备L-氨基丙醇用钌炭催化剂的制备方法，其特征在于，步骤三所述氢氧化钠水溶液的质量浓度为5％，搅拌浸渍的时间为2h。上述的一种制备L-氨基丙醇用钌炭催化剂的制备方法，其特征在于，步骤四中所述去离子水的用量为所述滤饼质量的40倍，所述氢氧化钠水溶液的质量浓度为5％，所述还原处理的温度为120℃～180℃，压力为5MPa～9MPa，时间为2h～3h。上述的一种制备L-氨基丙醇用钌炭催化剂的制备方法，其特征在于，步骤四中所述干燥处理的温度为80℃～100℃，所述干燥处理的时间为5h～12h。另外，本专利技术还提供了一种应用上述方法制备的钌炭催化剂用于L-丙氨酸催化加氢制备L-氨基丙醇的方法，其特征在于，该方法为：将L-丙氨酸、催化剂和溶剂加入高压反应釜中，然后通入氢气，在压力为5MPa～9MPa的条件下进行催化加氢反应，所述催化加氢反应的温度为100℃～180℃，时间为4h～10h，得到L-氨基丙醇；所述钌炭催化剂的用量为所述L-丙氨酸质量的5％～15％，所述L-丙氨酸和溶剂的质量比5：1，所述溶剂为去离子水。上述的方法，其特征在于，所述压力为8MPa，催化加氢反应的温度为120℃，时间为8h，所述钌炭催化剂的用量为L-丙氨酸质量的10％。本专利技术与现有技术相比具有以下优点：1、本专利技术制备的钌炭催化剂采用预处理后、比表面积为1600m2/g的活性炭为载体，贵金属钌和助剂金属元素高度分散于活性炭上，催化剂中钌金属粒子粒径为20nm～40nm，且在活性炭载体上分布均匀，具有很好的催化活性和选择性，能够作用于L-丙氨酸的催化加氢反应制备L-氨基丙醇。2、本专利技术中催化剂的制备过程中利用了超声雾化设备，制备过程可以使贵金属活性组分均匀地分散在活性炭载体表面上，提高了钌炭催化剂的分散性和活性。3、本专利技术的制备方法相对比较容易操作，制备的钌炭催化剂反应条件温和，钌炭催化剂应用在L-氨基丙醇的制备中其消耗较少，可以大幅度节约催化剂的经济成本，并且催化剂使用后回收方便，可实现贵金属的循环再利用，减少贵金属的排放。4、本专利技术制备的钌炭催化剂适用于L-丙氨酸加氢制备L-氨基丙醇，产品收率超过95％，大大提高了产品的收率，反应时间短，催化剂可连续套用多次，这大幅降低了制备L-氨基丙醇的成本，有利于实现工业化生产，因此，制备钌炭催化剂的方法和应用该钌炭催化剂制备L-氨基丙醇的方法也都属于高效绿色环保技术。5、本专利技术的制备方法具有步骤简单、条件温和、绿色环保的优点，为该钌炭催化剂的大规模应用提供了有利的条件。下面结合实施例对本专利技术作进一步详细说明。具体实施方式本专利技术通过实施例1～实施例14对L-氨基丙醇用钌炭催化剂的制备方法进行详细描述：实施例1本实施例的制备L-氨基丙醇用钌炭催化剂由活性炭和负载于所述活性炭上的金属本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种制备L‑氨基丙醇用钌炭催化剂的制备方法，其特征在于，该催化剂由活性炭和负载在活性炭上的金属组分组成，所述金属组分为钌和助剂，所述催化剂中钌的质量含量为1％～5％，助剂的质量含量为0.1％～1％；所述助剂为铂、钯、铑、钼、钴和镍中的一种或两种以上；所述活性炭的粒径为300目以下，比表面积为1000m
【技术特征摘要】
1.一种制备L-氨基丙醇用钌炭催化剂的制备方法，其特征在于，该催化剂由活性炭和负载在活性炭上的金属组分组成，所述金属组分为钌和助剂，所述催化剂中钌的质量含量为1％～5％，助剂的质量含量为0.1％～1％；所述助剂为铂、钯、铑、钼、钴和镍中的一种或两种以上；所述活性炭的粒径为300目以下，比表面积为1000m2/g～1800m2/g；所述钌的平均粒径为20nm～40nm；该催化剂的制备方法包括以下步骤：步骤一、将活性炭加入到浓度为1mol/L～5mol/L的硝酸水溶液中煮沸1h～2h，自然冷却后采用去离子水洗涤至洗液的pH值呈中性，过滤后得到预处理后的活性炭；步骤二、将可溶性钌化合物和助剂的可溶性盐溶解于溶剂中，搅拌均匀后得到前驱体溶液；所述溶剂为去离子水、乙醇或异丙醇；步骤三、利用超声雾化器对步骤二中所述前驱体溶液进行超声雾化处理，得到雾化液滴，再将所述雾化液滴通入到装有步骤一中预处理后的活性炭的反应器中，搅拌浸渍后得到浆液，然后采用氢氧化钠水溶液调节所述浆液的pH值至9～11，继续搅拌3h～5h后过滤，得到滤饼，之后采用去离子水对滤饼进行洗涤直至洗液的pH值呈中性；所述浆液中前驱体溶液的体积为每克预处理后的活性炭对应加入40mL前驱体溶液；步骤四、将步骤三中洗涤后的滤饼用去离子水打浆，得到浆料，再采用氢氧化钠水溶液调节所述浆料的pH值至7～9，然后将调节pH值后的浆料加入高压反应釜中通氢气进行还原处理，之后依次进行过滤、洗涤和干燥处理，得到L-丙氨酸加氢制备L-氨基丙醇用钌炭催化剂。2.根据权利要求1所述的一种制备L-氨基丙醇用钌炭催化剂的制备方法，其特征在于，所述催化剂中钌的质量含量为3％～5％，助剂的质量含量为0.1％～0.5％。3.根据权利要求2所述的一种制备L...
【专利技术属性】
技术研发人员：李小虎，张磊，李岳锋，曾利辉，曾永康，李钊，牟博，张之翔，
申请(专利权)人：西安凯立新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西,61
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