一种雷尼镍金属合金催化剂及其制备方法与在加氢制备普瑞巴林中的应用技术

本发明专利技术公开了一种雷尼镍金属合金催化剂及其制备方法与在加氢制备普瑞巴林中的应用，所述雷尼镍金属合金催化剂以雷尼镍为载体负载金属元素，所述雷尼镍质量组成为Ni45～50wt％，Al50～55wt％，总量100％；所述金属质量负载量为0.1～3wt％。本发明专利技术提供的非贵金属Raney

【技术实现步骤摘要】
一种雷尼镍金属合金催化剂及其制备方法与在加氢制备普瑞巴林中的应用
(一)

[0001]本专利技术涉及工业催化领域，具体涉及一种催化加氢制备普瑞巴林的雷尼镍金属合金(Raney
‑
Ni
‑
X
‑
Y)催化剂及其制备与应用。
(二)
技术介绍

[0002]普瑞巴林，化学名(S)
‑3‑
氨甲基
‑5‑
甲基己酸，是一种新型的γ
‑
氨基丁酸(GABA)受体激动剂，是治疗带状疱疹后神经痛、糖尿病外周神经痛、癫痫、纤维肌痛等疾病的一线药物。与卡马西平、苯妥英钠等传统药物相比，普瑞巴林具有疗效好、使用剂量少、副作用小等优势，上市后迅速成为“重磅炸弹”级药物，2019年全球市场销售额达78亿美元，稳居全球畅销药前列。
[0003]由于普瑞巴林巨大的市场需求，其合成方法也成为研究热点。如专利CN106748850A公开了一种R
‑3‑
(氨基甲酰甲基)
‑5‑
甲基己酸在次氯酸钠和碱金属氢氧化物的作用下经霍夫曼重排得到普瑞巴林的方法。但该方法的加氢过程使用贵金属钯碳催化剂，存在工业生产成本高、加氢时间长(15
‑
25h)、效率低等缺陷。专利CN109942446A报道了以R
‑1‑
(二苄基氨基)
‑4‑
甲基
‑2‑
氯代戊烷为原料制备普瑞巴林的方法，但其加氢过程同样需使用贵金属钯碳催化剂，且催化剂用量大(原料质量的47.4％)，无法应用于工业化生产。
[0004]外消旋异丁基丁二腈经腈水解酶高效区域、立体选择性水解合成(S)
‑3‑
氰基
‑5‑
甲基己酸(ZL202011383565.4)，该化合物经一步加氢即可制备普瑞巴林。该路线工序步骤少、原子经济性高，环境友好。但目前该工艺中使用的商品化雷尼镍催化剂加氢收率低(<85％)，杂质多，催化剂用量大(原料质量的60％)(ZL202110204296.9)。
[0005]因此，创制高效的非贵金属加氢催化剂对实现普瑞巴林化学
‑
酶法工业化生产具有重要意义。
(三)
技术实现思路

[0006]本专利技术目的是提供一种雷尼镍金属合金(Raney
‑
Ni
‑
X
‑
Y)催化剂及其制备方法与在加氢制备普瑞巴林中的应用，本专利技术从廉价雷尼型Ni基催化剂出发，通过构建不同金属合金，获得了可高效催化(S)
‑3‑
氰基
‑5‑
甲基己酸合成普瑞巴林的加氢催化剂，为普瑞巴林化学
‑
酶法合成工艺的工业化奠定了基础。
[0007]本专利技术采用的技术方案是：
[0008]本专利技术提供一种雷尼镍金属合金催化剂，结构式为Raney
‑
Ni
‑
X，X代表金属，所述雷尼镍金属合金催化剂以雷尼镍为载体负载金属元素，所述雷尼镍质量组成为Ni45～50wt％，Al50～55wt％，总量100％；所述金属质量负载量为0.1～3wt％。
[0009]优选的，所述金属包括Mo、Gr、Fe中的任意一种或两种。
[0010]优选的，所述金属为Gr、Fe，其中Gr质量负载量2％、Fe质量负载量1％；或者所述金属为Mo、Gr，其中Mo质量负载量2％、Gr质量负载量1％。
[0011]本专利技术方法制备的催化剂中镍、铝和金属的百分含量均以镍和铝的加入总量为基础进行计量。
[0012]本专利技术还提供一种所述雷尼镍金属合金催化剂的制备方法，所述方法按如下步骤进行：
[0013](1)按质量组成，将Ni粉、Al粉和金属粉末置于石墨坩埚中，加热到熔融，用石墨棒搅拌均匀，在1000
ꢀ‑
2000℃保温熔炼1
‑
2h之后，倒入铁盘中自然冷却后，用金属粉碎机粉碎，100
‑
200目过筛，获得合金粉末；
[0014](2)将合金粉末分批次加入到质量浓度10
‑
25％氢氧化钠水溶液中，保持室温搅拌活化1
‑
3h，活化之后将其置于80
‑
90℃下保温2
‑
3h，然后用清水洗涤3
‑
10次，获得雷尼镍金属合金催化剂，置于0.1mol/L氢氧化钠水溶液中保存。
[0015]优选的，步骤(1)在1000℃保温熔炼1h。
[0016]优选的，步骤(1)中镍粉加入量以镍粉和铝粉总质量计为45
‑
50％；所述铝粉加入量以镍粉和铝粉总质量计为50
‑
55％；所述金属粉末加入量以镍粉和铝粉总质量计为0.1
‑
3％。
[0017]优选的，步骤(2)10
‑
25％氢氧化钠水溶液体积用量以合金粉末质量计为1
‑
5mL/g，优选4mL/g。
[0018]优选的，步骤(2)活化之后将其置于80℃下保温2h。
[0019]本专利技术还提供一种雷尼镍金属合金催化剂在(S)
‑3‑
氰基
‑5‑
甲基己酸加氢制备普瑞巴林中的应用，所述应用的方法为：将(S)
‑3‑
氰基
‑5‑
甲基己酸水溶液置于加氢反应釜中，加入雷尼镍金属合金催化剂，在反应压力为1
‑
3MPa，反应温度为室温(25
‑
30℃)，搅拌速度为300
‑
600rpm的条件下反应完全后，反应液分离纯化，获得(S)
‑3‑
氨甲基
‑5‑
甲基己酸(普瑞巴林)。
[0020]优选的，所述(S)
‑3‑
氰基
‑5‑
甲基己酸水溶液浓度为200g/L，体积用量以催化剂质量计为10
‑
20mL/g，优选25mL/g。所述反应压力为2MPa，搅拌速度为600rpm。
[0021]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0022]1)本专利技术制备了一种非贵金属Raney
‑
Ni
‑
X催化剂，特别是四元素催化剂，该催化剂制备方法简单，成本低，活性高，选择性好。
[0023]2)催化(S)
‑3‑
氰基
‑5‑
甲基己酸加氢制备普瑞巴林时，反应条件温和，催化剂用量降低83％，收率由85％提高至99％以上，能够实现工业化生产。
(四)附图说明
[0024]图1为实施例6Raney
‑
Ni
‑
Mo
‑
Cr(用量为20wt％)催化加氢合成普瑞巴林反应进程。
[0025]图2为实施例7Raney
‑
Ni
‑
Mo
‑
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种雷尼镍金属合金催化剂，其特征在于，所述雷尼镍金属合金催化剂以雷尼镍为载体负载金属元素，所述雷尼镍质量组成为Ni45～50wt％，Al50～55wt％，总量100％；所述金属质量负载量为0.1～3wt％。2.如权利要求1所述雷尼镍金属合金催化剂，其特征在于，所述金属包括Mo、Gr、Fe中的任意一种或两种。3.如权利要求1所述雷尼镍金属合金催化剂，其特征在于，所述金属为Gr、Fe，其中Gr质量负载量2％、Fe质量负载量1％；或者所述金属为Mo、Gr，其中Mo质量负载量2％、Gr质量负载量1％。4.一种权利要求1所述雷尼镍金属合金催化剂的制备方法，其特征在于，所述方法按如下步骤进行：(1)按质量组成，将Ni粉、Al粉和金属粉末置于石墨坩埚中，加热到熔融，用石墨棒搅拌均匀，在1000
‑
2000℃保温熔炼1
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2h之后，倒入铁盘中自然冷却后，用金属粉碎机粉碎，100
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200目过筛，获得合金粉末；(2)将合金粉末分批次加入到质量浓度10
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25％氢氧化钠水溶液中，保持室温搅拌活化1
‑
3h，活化之后将其置于80
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90℃下保温2
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3h，然后用清水洗涤3
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10次，获得雷尼镍金属合金催化剂，置于0.1mol/L氢氧化钠水溶液中保存。5.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)在1000℃保温熔...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑仁朝，张子龙，吴哲明，郑裕国，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：