钌炭催化剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及一种钌炭催化剂及其制备方法及其应用。其中的钌炭催化剂，包括活性炭载体及负载于活性炭载体上的钌纳米颗粒和助催化剂，助催化剂为能够与钌离子配位的含磷和铁化合物；在钌炭催化剂中，钌纳米颗粒的质量含量为1%~6%。本发明专利技术的钌炭催化剂，以活性炭为载体，负载有特定比例的钌纳米颗粒，同时还负载有能够与钌离子配位的含磷和铁化合物作为助催化剂，其可用于羰基选择性加氢的催化，进而提高羰基选择性加氢的选择性和反应转化率，例如用于不饱和醛的羰基选择性加氢催化生成不饱和醇。将上述钌炭催化剂用于柠檬醛的羰基选择加氢，制备橙花醇和香叶醇，反应转化率达到95%~100%，对橙花醇和香叶醇的选择性达到90%~99%。99%。

【技术实现步骤摘要】
钌炭催化剂及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及催化剂
，特别是涉及一种钌炭催化剂及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]柠檬醛是一种典型的α,β
‑
不饱和醛，在香料以及医药中间体等行业中具有重要的应用价值，其选择性加氢产物不饱和醇（橙花醇和香叶醇）是贵重的香料和医药中间体，在很多领域有着非常广泛的应用。
[0003]柠檬醛分子中的C＝C双键、C＝O键以及与羰基共轭的C＝C双键，均可以在氢气中被加氢，因此选择性羰基加氢生成的橙花醇或香叶醇难以获得。从热力学上C＝C键的键能小于 C＝O键，液不利于生成羰基选择性加氢的产物。因此设计高选择性的加氢催化剂，来提高反应过程中对羰基的选择性加氢是解决上述问题的关键。
[0004]钌炭作为一种高活性的羰基加氢催化剂，在羰基加氢
中被广泛的使用，但同时会产生非常大量的双键加氢产物。因此，如何实现羰基的选择性加氢是目前亟需解决的问题。

技术实现思路

[0005]基于此，有必要提供一种钌炭催化剂，其对于羰基选择性加氢具有较高的选择性和较高的反应转化率。
[0006]还提供了一种钌炭催化剂的制备方法及其应用。
[0007]本专利技术的一个方面提供了一种钌炭催化剂，包括活性炭载体及负载于所述活性炭载体上的钌纳米颗粒和助催化剂，所述助催化剂为能够与钌离子配位的含磷和铁化合物；在所述钌炭催化剂中，所述钌纳米颗粒的质量含量为1%~6%。
[0008]在其中一些实施例中，所述助催化剂为二茂铁膦配体。<br/>[0009]在其中一些实施例中，所述助催化剂为双(二环己基膦)二茂铁和双(二苯基膦)二茂铁中的至少一种。
[0010]在其中一些实施例中，在所述钌炭催化剂中，所述助催化剂中的铁原子与所述钌纳米颗粒中的钌原子的物质的量之比为1:1。
[0011]一种钌炭催化剂的制备方法，包括如下步骤：将活性炭载体在还原性溶剂或含还原剂的溶液中浸泡后取出；将所述活性炭载体加入至含有钌离子和助催化剂的前驱体溶液中，浸渍，干燥，得到所述钌炭催化剂；所述助催化剂为能够与钌离子配位的含磷和铁化合物；所述钌炭催化剂包括所述活性炭载体及负载于所述活性炭载体上的钌纳米颗粒和所述助催化剂；在所述钌炭催化剂中，所述钌纳米颗粒的质量含量为1%~6%。
[0012]在其中一些实施例中，所述还原性溶剂为有机醇；所述含还原剂的溶液中的还原剂选自水合肼、甲酸及硼氢化物中的至少一种。
[0013]在其中一些实施例中，所述含有钌离子和助催化剂的前驱体为含磷二茂铁钌的配
合物。
[0014]在其中一些实施例中，所述含有钌离子和助催化剂的前驱体为双(二环己基膦)二茂铁氯化钌及双(二苯基膦)二茂铁氯化钌中的至少一种。
[0015]在其中一些实施例中，在将所述活性炭载体加入至所述前驱体溶液中的步骤之前，所述制备方法还包括将所述活性炭载体在浸泡后取出的步骤之后，于0℃~50℃晾干的步骤。
[0016]在其中一些实施例中，所述浸渍的温度为30℃~120℃；和/或所述干燥的温度为105℃~120℃。
[0017]上述任一项所述的钌炭催化剂在羰基选择性加氢中的应用。
[0018]一种橙花醇和香叶醇的制备方法，包括如下步骤：采用上述任一项所述的钌炭催化剂，将柠檬醛进行加氢反应，制得橙花醇和香叶醇，所述加氢反应的条件为温度80℃~90℃，反应2小时~8小时。
[0019]本专利技术具有以下有益效果：本专利技术提供的上述钌炭催化剂，以活性炭为载体，负载有特定比例的钌纳米颗粒，同时还负载有能够与钌离子配位的含磷和铁化合物作为助催化剂，其可用于羰基选择性加氢的催化，进而提高羰基选择性加氢的选择性和反应转化率，例如用于不饱和醛的羰基选择性加氢催化生成不饱和醇。
[0020]本专利技术提供了上述钌炭催化剂的制备方法，通过将活性炭载体在还原性溶剂或含还原剂的溶液中浸泡，使得活性炭载体上负载有还原性溶剂，进而在后续的前驱体溶液浸渍的步骤中，前驱体溶液可被活性炭载体上的还原性溶剂或还原剂还原以形成钌纳米颗粒，而助催化剂也负载在活性炭载体上。该钌炭催化剂的制备方法工艺简单，原料易得，操作便于控制。
[0021]上述钌炭催化剂用于催化羰基选择性加氢反应，活性炭载体上的钌纳米颗粒作为催化活性组分，活性炭载体上负载的助催化剂作为辅助，助催化剂中的铁原子可以吸引羰基上的氧，从而极化羰基，使羰基易于加氢；同时，磷原子上的孤对电子不利于C=C双键的吸附，以避免C=C双键上的加氢，从而实现羰基上的选择性加氢。
[0022]此外，通过试验表明，将上述钌炭催化剂用于柠檬醛的羰基选择加氢，以制备橙花醇和香叶醇，反应转化率可以达到95%~100%，对橙花醇和香叶醇的选择性达到90%~99%。
具体实施方式
[0023]为了便于理解本专利技术，下面将对本专利技术进行更全面的描述，并给出了本专利技术的较佳实施例。但是，本专利技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本专利技术的公开内容的理解更加透彻全面。
[0024]除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本专利技术。本文所使用的术语“和／或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
[0025]本专利技术的一实施方式提供了一种钌炭催化剂，包括活性炭载体及负载于活性炭载体上的钌纳米颗粒和助催化剂，助催化剂为能够与钌离子配位的含磷和铁化合物；
在钌炭催化剂中，钌纳米颗粒的质量含量为1%~6%。优选地，在钌炭催化剂中，钌纳米颗粒的质量含量为1%~4%。在此优选范围，羰基选择性加氢的选择性更优。
[0026]在其中一些实施例中，助催化剂为二茂铁膦配体。
[0027]进一步地在一些示例中，助催化剂为双(二环己基膦)二茂铁和双(二苯基膦)二茂铁中的至少一种。可理解，在其他示例中，助催化剂的种类包括但不限于此。
[0028]在其中一些实施例中，在钌炭催化剂中，助催化剂中的铁原子与钌纳米颗粒中的钌原子的物质的量之比为1:1。
[0029]本专利技术提供的上述钌炭催化剂，以活性炭为载体，负载有特定比例的钌纳米颗粒，同时还负载有能够与钌离子配位的含磷和铁化合物作为助催化剂，其可用于羰基选择性加氢的催化，进而提高羰基选择性加氢的选择性和反应转化率，例如用于不饱和醛的羰基选择性加氢催化生成不饱和醇。
[0030]本专利技术的一实施方式提供了上述任一项钌炭催化剂的制备方法，包括如下步骤S10~S20：步骤S10：将活性炭载体在还原性溶剂中浸泡后取出。
[0031]步骤S20：将活性炭载体加入至含有钌离子和助催化剂的前驱体溶液中，浸渍，干燥，得到钌炭催化剂；助催化剂为能够与钌离子配位的含磷和铁化合物；钌炭催化剂包括活性炭载体及负载于活性炭载体上的钌纳米颗粒和助催化剂；在钌炭催化本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种钌炭催化剂，其特征在于，包括活性炭载体及负载于所述活性炭载体上的钌纳米颗粒和助催化剂，所述助催化剂为能够与钌离子配位的含磷和铁化合物；在所述钌炭催化剂中，所述钌纳米颗粒的质量含量为1%~6%。2.如权利要求1所述的钌炭催化剂，其特征在于，所述助催化剂为二茂铁膦配体。3.如权利要求1至2任一项所述的钌炭催化剂，其特征在于，在所述钌炭催化剂中，所述助催化剂中的铁原子与所述钌纳米颗粒中的钌原子的物质的量之比为1:1。4.一种钌炭催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将活性炭载体在还原性溶剂或含还原剂的溶液中浸泡后取出；将所述活性炭载体加入至含有钌离子和助催化剂的前驱体溶液中，浸渍，干燥，得到所述钌炭催化剂；所述助催化剂为能够与钌离子配位的含磷和铁化合物；所述钌炭催化剂包括所述活性炭载体及负载于所述活性炭载体上的钌纳米颗粒和所述助催化剂；在所述钌炭催化剂中，所述钌纳米颗粒的质量含量为1%~6%。5.如权利要求4所述的钌炭催化剂的制备方...

【专利技术属性】
技术研发人员：钱棋春，倪自林，
申请(专利权)人：苏州欣诺科生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：