2,3,6-三氯吡啶催化加氢制2,3-二氯吡啶用Pd-Mg/C催化剂及制备方法与流程

文档序号:15131816发布日期:2018-08-10 08:43阅读:2574来源:国知局

本发明属于负载型贵金属催化剂制备技术领域,具体涉及一种2,3,6-三氯吡啶催化加氢制2,3-二氯吡啶用pd-mg/c催化剂及其制备方法。



背景技术:

2,3-二氯吡啶是重要的精细化工中间体,广泛应用于医药与农药研究领域,特别是农药领域,它是合成新型杀虫剂氯虫苯甲酰的重要中间体,具有广阔的应用前景。

2,3-二氯吡啶可以以2-氯-3-氨基吡啶为起始原料,经重氮化及sandmeyer氯代两步反应得到,该方法的缺点在于产率较低,并且原料2-氯-3-氨基吡啶成本较高,而且重氮化产生大量废液,环境污染严重。2,3-二氯吡啶还可以通过吡啶或者3-氯吡啶的液相氯化得到,但仍存在收率低问题,没有工业应用价值。以2,3,6-三氯吡啶为原料通过催化加氢的方法制备2,3-二氯吡啶,具有原料价格便宜、工艺简单、生产清洁等优点,是一条非常具有应用前景的合成路线。该方法最早见于日本专利jp1193246,以pd/c为催化剂,常压50℃反应14h,2,3-二氯吡啶选择性达88%,但原料转化率只有33%,生产效率低;专利cn103145609a中报道以甲酸铵为供氢体,利用催化氢转移的方法,尽管工艺简单,操作安全,但2,3-二氯吡啶收率只有40.83%。

目前,2,3,6-三氯吡啶催化加氢制备2,3-二氯吡啶主要存在原料转化率及2,3-二氯吡啶选择性低的问题,从而限制了其工业化应用。



技术实现要素:

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足,提供一种2,3-二氯吡啶选择性及收率较高的2,3,6-三氯吡啶催化加氢制2,3-二氯吡啶用pd-mg/c催化剂及其制备方法。

为解决上述技术问题,本发明采用的pd-mg/c催化剂由下述方法制备而成:

1、将活性炭经过双氧水与盐酸改性处理,得到改性活性炭。

2、按照以改性活性炭质量计,pd的负载量为4%~7%,mg的负载量为0.2%~0.5%,将酒石酸钠溶于蒸馏水中,再加入改性活性炭搅拌均匀,在50~80℃下搅拌0.5~1小时,然后加入完全溶解于蒸馏水的na2pdcl4和mgcl2溶液,继续搅拌2~3小时,静置,倾去上清液,80~120℃烘干。

3、将烘干后的样品在氢气气氛下还原,得到pd-mg/c催化剂。

上述步骤1中,改性处理的具体方法为:将活性炭加入双氧水与盐酸的混合溶液中,室温浸泡40~60分钟,然后煮沸20~30分钟,用蒸馏水洗涤至中性,得到改性活性炭,其中,所述活性炭的比表面积为1200m2/g~2000m2/g,所述混合溶液中h2o2质量浓度为5%~15%、hcl质量浓度为4%~6%,所述活性炭与混合溶液的质量体积比为1g:15~25ml。

上述步骤2中,所述酒石酸钠的加入量为na2pdcl4摩尔量的4~8倍。

上述步骤3中,将烘干后的样品在氢气气氛下,200~300℃还原1~2小时。

本发明与现有技术相比具有以下优点:

1、本发明用双氧水与盐酸对活性炭载体进行处理,不仅除去了活性炭本身的杂质,而且有利于扩孔作用,从而有利于反应物分子在催化剂表面的扩散传质,避免了采用硝酸处理活性炭,减少了环境污染。

2、本发明采用酒石酸钠实现了纳米金属高度分散在载体上,并通过助剂mg,调整了催化剂表面的酸碱状态,提高了2,3-二氯吡啶选择性,同时增强了贵金属钯与载体之间的相互作用,稳定性好,提高了催化剂的重复使用性能,有利于降低生产成本。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进一步详细说明,但本发明的保护范围不仅限于这些实施例。

实施例1

1、将10g比表面积为1562m2/g的活性炭加入200ml双氧水与盐酸的混合水溶液中,该混合溶液中h2o2质量浓度为10%、hcl质量浓度为5%,室温浸泡1小时,然后煮沸20分钟,用蒸馏水洗涤至中性,得到改性活性炭。

2、将6.49g(2.82×10-2mol)na2c4h4o6·2h2o溶于200ml蒸馏水中,再加入9.5g改性活性炭,搅拌均匀,升温至60℃,恒温搅拌40分钟,然后加入20ml含1.38gna2pdcl4(4.69×10-3mol)和0.29gmgcl2·6h2o的水溶液,60℃继续搅拌2.5小时,静置分层后倾去上清液,120℃烘干。

3、将烘干后的样品在氢气气氛下,200℃还原2小时,自然冷却并用氮气吹扫至室温,得到pd-mg/c催化剂,以改性活性炭计,pd的负载量为5%、mg的负载量为0.35%。

实施例2

1、将10g比表面积为1218m2/g的活性炭加入200ml双氧水与盐酸的混合水溶液中,该混合溶液中h2o2质量浓度为5%、hcl质量浓度为5%,室温浸泡1小时,然后煮沸20分钟,用蒸馏水洗涤至中性,得到改性活性炭。

2、将4.32g(1.88×10-2mol)na2c4h4o6·2h2o溶于200ml蒸馏水中,再加入9.5g改性活性炭,搅拌均匀,升温至80℃,恒温搅拌60分钟,然后加入20ml含1.38gna2pdcl4(4.69×10-3mol)和0.17gmgcl2·6h2o的水溶液,80℃继续搅拌3小时,静置分层后倾去上清液,120℃烘干。

3、将烘干后的样品在氢气气氛下,300℃还原1小时,自然冷却并用氮气吹扫至室温,得到pd-mg/c催化剂,以改性活性炭计,pd的负载量为5%、mg的负载量为0.2%。

实施例3

1、将10g比表面积为1989m2/g的活性炭加入200ml双氧水与盐酸的混合水溶液中,该混合溶液中h2o2质量浓度为15%、hcl质量浓度为5%,室温浸泡1小时,然后煮沸20分钟,用蒸馏水洗涤至中性,得到改性活性炭。

2、将8.64g(3.75×10-2mol)na2c4h4o6·2h2o溶于200ml蒸馏水中,再加入9.5g改性活性炭,搅拌均匀,升温至50℃,恒温搅拌30分钟,然后加入20ml含1.38gna2pdcl4(4.69×10-3mol)和0.42gmgcl2·6h2o的水溶液,50℃继续搅拌2小时,静置分层后倾去上清液,120℃烘干。

3、将烘干后的样品在氢气气氛下,250℃还原1.5小时,自然冷却并用氮气吹扫至室温,得到pd-mg/c催化剂,以改性活性炭计,pd的负载量为5%、mg的负载量为0.5%。

对比例1

在实施例1的步骤2中,不添加na2c4h4o6·2h2o,其他步骤与实施例1相同,得到pd-mg/c催化剂。

对比例2

在实施例1的步骤2中,不添加mgcl2·6h2o,其他步骤与实施例1相同,得到pd/c催化剂。

对上述实施例1~3和对比例1~2制备的催化剂性能进行评价:将5.0g2,3,6-三氯吡啶、3.5gnahco3、0.05g催化剂、30ml甲醇加入高压反应釜中,检查气密性,用n2置换釜内空气三次,再用h2置换氮气3次,然后升温至50℃,继续通h2至压力为2mpa,反应4小时,取样进行gc分析,结果见表1。

表1不同催化剂催化2,3,6-三氯吡啶加氢制2,3-二氯吡啶色谱结果

由表1可以明显看出,本发明催化剂在2,3,6-三氯吡啶催化加氢制2,3-二氯吡啶反应中具有较高的活性和选择性。与实施例1相比,对比例1在催化剂制备过程中不加入酒石酸钠,其催化反应的转化率和收率均较低;与实施例1相比,对比例2在催化剂制备过程中不加入助剂mg,催化剂的活性虽然高,但目标产物的选择性及收率较低。因此,吸附过程中酒石酸钠的加入能够提高催化剂的活性;同时助剂mg能够提高催化剂的选择性。两者同时具备时,催化剂的活性和选择性同时提高。

发明人将上述反应完后实施例1的催化剂从反应液中过滤出来进行重复性试验,试验结果见表2。

表2实施例1催化剂的重复使用结果

由表2可见,本发明催化剂重复使用4次,催化剂的活性基本不变,说明催化剂的稳定性好,提高了催化剂的重复使用性能。

当前第1页1 2 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1