一种催化α-蒎烯加氢制备顺式蒎烷的方法技术

一种催化α‑蒎烯加氢制备顺式蒎烷的方法，即一种介孔氮化碳基负载硼镍合金催化剂催化α‑蒎烯加氢制备顺式蒎烷的方法，其特征在于采用负载在介孔氮化碳上的硼镍合金为催化剂，在α‑蒎烯和催化剂的质量比为50:1‑500:1、硼镍负载量与载体氮化碳的质量比为1:50‑1:1、氢气压力0.2‑5MPa、反应温度70‑200℃下反应0.5‑10h制备顺式蒎烷，并回收重复利用催化剂。与现有技术相比：1.催化剂活性高，反应速度快，选择性高；2.产物后处理简单；3.所用催化剂方便回收，且重复使用性能佳。

【技术实现步骤摘要】
一种催化α-蒎烯加氢制备顺式蒎烷的方法
本专利技术涉及一种催化α-蒎烯加氢制备顺式蒎烷的方法，即涉及一种介孔氮化碳负载硼镍合金为催化剂催化α-蒎烯加氢制备顺式蒎烷的方法。
技术介绍
顺式蒎烷又名(1α,2β,5α)-2,6,6-三甲基二环[3.1.1]庚烷，在医药、农药、香水等方面具有广泛的用途。目前生产顺式蒎烷的方法主要有贵金属催化加氢法和非贵金属催化加氢法。非贵金属催化加氢法具有催化剂成本低的优点，但存在催化剂催化活性差、底物转化率低、产物选择性差等缺点。贵金属催化加氢法有着催化剂活性高、底物转化率和产物选择性高等优点，却存在催化剂昂贵的问题。由此，本申请采用价廉易得的硼镍合金负载型催化剂催化α-蒎烯加氢制备顺式蒎烷。
技术实现思路
本专利技术的目的为取代传统顺式蒎烷生产工艺，开发α-蒎烯在温和反应条件下经催化剂催化高选择性定向加氢制备顺式蒎烷。基于如上所述，本专利技术涉及一种催化α-蒎烯加氢制备顺式蒎烷的方法，即一种介孔氮化碳基负载硼镍合金为催化剂催化α-蒎烯加氢制备顺式蒎烷的方法，其特征在于采用负载在介孔氮化碳上的硼镍合金为催化剂，在α-蒎烯和催化剂的质量比为50:1-500:1、硼镍合金负载量与载体氮化碳的质量比为1:50-1:1、氢气压力0.2-5MPa、反应温度70-200℃下反应0.5-10h制备顺式蒎烷，并回收重复利用催化剂。本专利技术特征在于所述的反应条件以α-蒎烯和催化剂的质量比为20:1-200:1、硼镍合金负载量与载体氮化碳的质量比为1:20-1:10、氢气压力3-4MPa、反应温度100-160℃、反应时间3-4h为佳。本专利技术通过以下技术方案解决这一技术问题：将0.5mol/L的硼氢化钠10mL用质量分数为15％的氢氧化钠溶液调节pH值为11后，在剧烈搅拌条件下，缓慢滴加至10mL0.5mol/L的醋酸镍溶液、30mL乙醇和6.4g氮化碳混合物中，反应迅速进行，并且伴随着大量的气体产生，滴加完毕并反应至无气体产生时，将所得固体产物过滤、去离子水洗涤至中性、无水乙醇洗涤5次，真空干燥，即得硼镍合金负载量与载体氮化碳质量比为1:10的氮化碳基非晶态硼镍合金催化剂。将α-蒎烯50g、催化剂0.5g、硼镍合金负载量与载体氮化碳质量比为1:10、氢气压力4MPa、反应温度140℃下反应4h制备顺式蒎烷。反应后将所得混合物缓慢降温、过滤除去催化剂，得到产物顺式蒎烷，经气相色谱分析测试，α-蒎烯转化率100％，顺式蒎烷选择性99.9％。本专利技术与传统反应相比，其特点是：1.催化剂活性高，反应速度快，选择性高。2.产物后处理简单。3.所用催化剂方便回收，且重复使用性能佳。具体实施方法下面结合实施例对本专利技术的方法做进一步说明，并不是对本专利技术的限定。实施例1：将α-蒎烯50g、催化剂0.5g、硼镍合金负载量与载体氮化碳质量比为1:10、氢气压力4MPa、反应温度140℃下反应4h制备顺式蒎烷。反应后将所得混合物降至室温、泄压、开釜、过滤反应混合物除去催化剂，得到产物顺式蒎烷，经气相色谱分析测试，α-蒎烯转化率100％，顺式蒎烷选择性99.9％。对比实施例1：将α-蒎烯50g、Pd/C催化剂0.5g、氢气压力4MPa、反应温度140℃下反应4h制备顺式蒎烷。反应后将所得混合物降至室温、泄压、开釜、过滤反应混合物除去催化剂，得到产物顺式蒎烷，经气相色谱分析测试，α-蒎烯转化率77.3％，顺式蒎烷选择性86.5％。对比实施例2：将α-蒎烯50g、硼催化剂0.5g、氢气压力4MPa、反应温度140℃下反应4h制备顺式蒎烷。反应后将所得混合物降至室温、泄压、开釜、过滤反应混合物除去催化剂，得到产物顺式蒎烷，经气相色谱分析测试，α-蒎烯转化率0％，顺式蒎烷选择性0％。对比实施例3：将α-蒎烯50g、雷尼镍催化剂0.5g、氢气压力4MPa、反应温度140℃下反应4h制备顺式蒎烷。反应后将所得混合物降至室温、泄压、开釜、过滤反应混合物除去催化剂，得到产物顺式蒎烷，经气相色谱分析测试，α-蒎烯转化率69.6％，顺式蒎烷选择性94.9％。对比实施例4：将α-蒎烯50g、氮化碳0.5g、氢气压力4MPa、反应温度140℃下反应4h制备顺式蒎烷。反应后将所得混合物降至室温、泄压、开釜、过滤反应混合物除去催化剂，得到产物顺式蒎烷，经气相色谱分析测试，α-蒎烯转化率69.6％，顺式蒎烷选择性94.9％。对比实施例5：将α-蒎烯50g、氮化碳基镍催化剂0.5g、催化剂镍负载量与载体氮化碳质量比为1:10、氢气压力4MPa、反应温度140℃下反应4h制备顺式蒎烷。反应后将所得混合物降至室温、泄压、开釜、过滤反应混合物除去催化剂，得到产物顺式蒎烷，经气相色谱分析测试，α-蒎烯转化率86.6％，顺式蒎烷选择性95.9％。对比实施例6：将α-蒎烯50g、氮化碳基硼催化剂0.5g、催化剂硼负载量与载体氮化碳质量比为1:10、氢气压力4MPa、反应温度140℃下反应4h制备顺式蒎烷。反应后将所得混合物降至室温、泄压、开釜、过滤反应混合物除去催化剂，得到产物顺式蒎烷，经气相色谱分析测试，α-蒎烯转化率65.2％，顺式蒎烷选择性98.3％。实施例2：将α-蒎烯50g、催化剂0.5g、硼镍合金负载量与载体氮化碳质量比为1:10、氢气压力0.2MPa、反应温度200℃下反应10h制备顺式蒎烷。反应后将所得混合物降至室温、泄压、开釜、过滤反应混合物除去催化剂，得到产物顺式蒎烷，经气相色谱分析测试，α-蒎烯转化率100％，顺式蒎烷选择性98.5％。实施例3：将α-蒎烯50g、催化剂0.1g、硼镍合金负载量与载体氮化碳质量比为1:1、氢气压力5MPa、反应温度70℃下反应0.5h制备顺式蒎烷。反应后将所得混合物降至室温、泄压、开釜、过滤反应混合物除去催化剂，得到产物顺式蒎烷，经气相色谱分析测试，α-蒎烯转化率98.7％，顺式蒎烷选择性98.8％。实施例4：将α-蒎烯50g、催化剂0.3g、硼镍合金负载量与载体氮化碳质量比为1:15、氢气压力4MPa、反应温度150℃下反应3h制备顺式蒎烷。反应后将所得混合物降至室温、泄压、开釜、过滤反应混合物除去催化剂，得到产物顺式蒎烷，经气相色谱分析测试，α-蒎烯转化率100％，顺式蒎烷选择性99.2％。实施例5：将α-蒎烯50g、实施例1过滤所得催化剂，其他反应条件与实施例1相同的条件下反应制备顺式蒎烷，经气相色谱分析测试，α-蒎烯转化率100％，顺式蒎烷选择性99.9％。并对该实施例过滤所得催化剂在相同的实验条件下重复使用20次，20次重复使用实验α-蒎烯转化率均超过99％，顺势蒎烷的选择性也超过99％。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种催化α‑蒎烯加氢制备顺式蒎烷的方法，即一种介孔氮化碳基负载硼镍合金为催化剂催化α‑蒎烯加氢制备顺式蒎烷的方法，其特征在于采用负载在介孔氮化碳上的硼镍合金为催化剂，在α‑蒎烯和催化剂的质量比为50:1‑500:1、硼镍合金负载量与载体氮化碳的质量比为1:50‑1:1、氢气压力0.2‑5MPa、反应温度70‑200℃下反应0.5‑10h制备顺式蒎烷，并回收重复利用催化剂。

【技术特征摘要】
1.一种催化α-蒎烯加氢制备顺式蒎烷的方法，即一种介孔氮化碳基负载硼镍合金为催化剂催化α-蒎烯加氢制备顺式蒎烷的方法，其特征在于采用负载在介孔氮化碳上的硼镍合金为催化剂，在α-蒎烯和催化剂的质量比为50:1-500:1、硼镍合金负载量与载体氮化碳的质量比为1:50-1:1、氢气压力0.2-5MPa、反应...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘仕伟，于世涛，吴琼，于海龙，李露，刘福胜，宋修艳，宋湛谦，
申请(专利权)人：青岛科技大学，
类型：发明
国别省市：山东,37