双氧水氧化邻苯二酚合成粘康酸用催化剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种双氧水氧化邻苯二酚合成粘康酸用催化剂，所述催化剂包括载体和负载在载体上的金属组分；所述金属组分包括铁和助剂，催化剂中铁的质量百分含量为0.5％～15％，助剂的质量百分含量为0.5％～5％；所述助剂为钌、银、钯和锰中的一种或几种。另外，本发明专利技术还公开了该催化剂的制备方法和应用。本发明专利技术的催化剂催化双氧水氧化邻苯二酚合成粘康酸，替代了高危险性的过酸做反应的氧化剂，危险系数大大降低，同时避免了酸类溶剂的使用，成本更低。成本更低。

【技术实现步骤摘要】
双氧水氧化邻苯二酚合成粘康酸用催化剂及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于催化剂
，具体涉及一种双氧水氧化邻苯二酚合成粘康酸用催化剂及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]顺,顺
‑
粘康酸是重要的平台化学品。顺,顺
‑
粘康酸(cis,cis
‑
muconic acid，MA)具有两个羧基和成对的共轭双键，在260nm处具有很好的紫外吸收性质，可用于紫外防护剂以及军工特种用品如隐形飞机涂层，同时也是制备功能树脂、医药及农用化学品的潜在原料，并可用于生产大宗化工产品尼龙66的单体己二酸以及对苯二甲酸二甲酯和偏苯三酸等。为了由可再生前体生产己二酸，因此已利用顺式，顺式
‑
粘康酸作为关键中间体建立生物催化和化学催化的组合途径。粘康酸以及它的各种衍生物也是用于生产纤维和塑料的流行化学中间体。在所报道的利用多步骤发酵工艺进行的葡萄糖向粘康酸的转化中，粘康酸的生物催化生产需要借助于若干不同种类的酶并且产品产率和效率非常低。目前，生物合成顺,顺
‑
粘康酸还缺乏高性能菌株，已报道的主要工程菌株不仅需要诱导表达，遗传不稳定，而且发酵培养基组分复杂，不利于大规模工业化生产。
[0003]化学法来以邻苯二酚做原料，在甲酸或乙酸体系中，以双氧水为氧化剂，铁盐为催化剂实现的，原位生成过酸进而促进反应转化，该反应不足很明显，过酸不稳定，存在很大的安全隐患，而铁盐也不能回收利用，造成资源大大浪费。因此，设计高活性可套用催化剂，避免过酸的使用是今后开发的一个重要方向。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种双氧水氧化邻苯二酚合成粘康酸用催化剂及其制备方法和应用。该催化剂催化双氧水氧化邻苯二酚合成粘康酸，替代了高危险性的过酸做反应的氧化剂，危险系数大大降低，同时避免了酸类溶剂的使用，成本更低。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种双氧水氧化邻苯二酚合成粘康酸用催化剂，其特征在于，所述催化剂包括载体和负载在载体上的金属组分；所述金属组分包括铁和助剂，催化剂中铁的质量百分含量为0.5％～15％，助剂的质量百分含量为0.5％～5％；所述助剂为钌、银、钯和锰中的一种或几种；
[0006]所述载体的制备方法包括：将氧化铝加入到碱性水溶液中浸泡0.5h～1h，过滤，干燥，焙烧，得到所述载体。
[0007]上述的双氧水氧化邻苯二酚合成粘康酸用催化剂，其特征在于，所述催化剂中铁的质量百分含量为4％～10％，助剂的质量百分含量为1％～3.5％。
[0008]上述的双氧水氧化邻苯二酚合成粘康酸用催化剂，其特征在于，所述催化剂中铁的质量百分含量为5％，助剂的质量百分含量为2％。
[0009]上述的双氧水氧化邻苯二酚合成粘康酸用催化剂，其特征在于，所述氧化铝的粒径为1.0mm～2.0mm，比表面积为400m2/g～800m2/g；所述碱性水溶液为氨水溶液；所述干燥的温度为80℃～120℃，干燥的时间为2h～8h；所述焙烧的温度为300℃～500℃，焙烧的时间为2h～8h。
[0010]另外，本专利技术还提供了一种制备上述催化剂的方法，其特征在于，包括以下步骤：
[0011]步骤一、将可溶性铁化合物溶于水中，然后加入助剂的可溶性盐，搅拌，得到前驱体溶液；
[0012]步骤二、将步骤一中所述前驱体溶液超声雾化，得到雾化液滴；
[0013]步骤三、将载体加入糖衣机中，然后将步骤二中所述雾化液滴分批加入所述糖衣机中，每次加入后搅拌均匀进行涂覆，每次涂覆后烘干，得到催化剂前驱体；
[0014]步骤四、将所述催化剂前驱体在空气气氛下焙烧，得到双氧水氧化邻苯二酚合成粘康酸用催化剂。
[0015]上述的方法，其特征在于，步骤一中所述可溶性铁化合物为九水合硝酸铁，所述助剂的可溶性盐为助剂的氯化物或助剂的硝酸盐。
[0016]上述的方法，其特征在于，步骤三中雾化液滴分3～5次加入糖衣机中；步骤三中所述烘干的温度为80℃～120℃，烘干的时间为2h～8h；所述焙烧的温度为300℃～500℃，焙烧的时间为2h～8h。
[0017]进一步地，本专利技术提供改了一种上述催化剂在催化双氧水氧化邻苯二酚合成粘康酸中的应用。
[0018]上述的应用，其特征在于，催化的方法为：将催化剂和溶剂加入反应釜中，室温下滴加H2O2，滴加完毕后继续搅拌0.5h～2h；将邻苯二酚用溶剂溶解后加入到反应体系中，23℃～40℃反应5h～30h，反应完毕后冷过滤，洗涤干燥，得到粘康酸。
[0019]上述的应用，其特征在于，催化剂和邻苯二酚的质量比为(5～20)：100；所述溶剂均为低碳醇，所述H2O2为工业双氧水。
[0020]本专利技术与现有技术相比具有以下优点：
[0021]1、本专利技术对载体进行预处理，金属组分的前驱体溶液经过超声雾化，均匀分散在载体上，提高了催化剂的分散性和活性。
[0022]2、本专利技术的催化剂制备简单，可操作性强，适合工业化生产，催化剂回收方便，并且可以重复使用，大大降低了催化剂的生产成本。
[0023]3、本专利技术催化剂催化双氧水氧化邻苯二酚合成粘康酸，替代了高危险性的过酸做反应的氧化剂，危险系数大大降低，同时避免了酸类溶剂的使用，成本更低。
[0024]下面通过实施例，对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述。
具体实施方式
[0025]实施例1
[0026]本实施例的双氧水氧化邻苯二酚合成粘康酸用催化剂，包括载体和负载在载体上的金属组分；所述金属组分包括铁和助剂，催化剂中铁的质量百分含量为5％，助剂的质量百分含量为1％；所述助剂为钌；
[0027]所述载体的制备方法包括：将粒径为1.0mm～2.0mm，比表面积为400m2/g～800m2/g
的氧化铝加入氨水溶液中浸泡0.5h，过滤后在90℃下干燥3h，然后于500℃焙烧5h，得到所述载体。
[0028]本实施例的催化剂的制备方法包括以下步骤：
[0029]步骤一、将九水合硝酸铁溶于水中，然后加入氯化钌，搅拌均匀，得到前驱体溶液；
[0030]步骤二、将步骤一中所述前驱体溶液超声雾化，得到雾化液滴；
[0031]步骤三、将载体加入糖衣机中，然后将步骤二中所述雾化液滴分3次加入所述糖衣机中，每次加入后搅拌均匀进行涂覆，每次涂覆后100℃烘干6h，得到催化剂前驱体；
[0032]步骤四、将所述催化剂前驱体在空气气氛下，400℃温度下焙烧5h，得到双氧水氧化邻苯二酚合成粘康酸用催化剂(5％Fe
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1％Ru)/Al2O3。
[0033]对比例1
[0034]按照实施例1的方法，采用不经处理的氧化铝作为载体制备催化剂。
[0035]实施例2
[0036]本实施例的双氧水氧化邻苯二酚合成粘康酸用催化剂，包括载体和负载在载体上的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双氧水氧化邻苯二酚合成粘康酸用催化剂，其特征在于，所述催化剂包括载体和负载在载体上的金属组分；所述金属组分包括铁和助剂，催化剂中铁的质量百分含量为0.5％～15％，助剂的质量百分含量为0.5％～5％；所述助剂为钌、银、钯和锰中的一种或几种；所述载体的制备方法包括：将氧化铝加入到碱性水溶液中浸泡0.5h～1h，过滤，干燥，焙烧，得到所述载体。2.根据权利要求1所述的双氧水氧化邻苯二酚合成粘康酸用催化剂，其特征在于，所述催化剂中铁的质量百分含量为4％～10％，助剂的质量百分含量为1％～3.5％。3.根据权利要求2所述的双氧水氧化邻苯二酚合成粘康酸用催化剂，其特征在于，所述催化剂中铁的质量百分含量为5％，助剂的质量百分含量为2％。4.根据权利要求1所述的双氧水氧化邻苯二酚合成粘康酸用催化剂，其特征在于，所述氧化铝的粒径为1.0mm～2.0mm，比表面积为400m2/g～800m2/g；所述碱性水溶液为氨水溶液；所述干燥的温度为80℃～120℃，干燥的时间为2h～8h；所述焙烧的温度为300℃～500℃，焙烧的时间为2h～8h。5.一种制备如权利要求1至4中任一权利要求所述催化剂的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、将可溶性铁化合物溶于水中，然后加入助剂的可溶性盐，搅拌，得到前驱体溶液；步...

【专利技术属性】
技术研发人员：许涛涛，李小虎，郑凯，张高鹏，李小安，校大伟，刘竹霖，高武，
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：