负载型催化剂及其制备方法和应用以及制备5,6-二氨基苯并咪唑酮的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种负载型催化剂及其制备方法和应用，以及一种制备5, 6-二氨基 苯并咪唑酮的方法。
【背景技术】
[0002] 5, 6-二氨基苯并咪唑酮是合成高档有机颜料的重要中间体，也可以用作药物合成 中间体。目前使用的高档有机颜料主要包括以下类型：酞菁颜料、喹吖啶酮、偶氮颜料、茈系 列颜料、蒽醌、靛族、黄光酞菁绿和高档色酚AS类颜料等。这些高档的有机颜料，一般具有 较好的分子平面性与分子对称性，而且含有特定的取代基，改变分子极性，可以形成分子间 的氢键，以提高其耐热稳定性与耐迁移性，满足高档金属涂层及塑料着色的要求。
[0003] 5, 6-二氨基苯并咪唑酮分子中含有2个未反应的氨基，与5-氨基苯并咪唑酮相 t匕，具有更强的反应性能。以5, 6-二氨基苯并咪唑酮为原料合成的颜料具有更好的耐热稳 定性、耐迁移性、耐光牢度和耐候性等特征。
[0004] 目前，5, 6-二氨基苯并咪唑酮的合成工艺主要分为三个步骤：首先由邻苯二胺与 尿素(或光气、碳酸二甲酯、二氧化碳等）环合制备苯并咪唑酮，其次苯并咪唑酮硝化制备 5, 6-二硝基苯并咪唑酮，最后由5, 6-二硝基苯并咪唑酮还原制备5, 6-二氨基苯并咪唑酮。
[0005] 目前，制备5, 6-二硝基苯并咪唑酮的工艺已经成熟，而由5, 6-二硝基苯并咪唑酮 还原制备5, 6-二氨基苯并咪唑酮的过程中，国内仍然基本使用铁粉还原法。铁粉还原法 是一种经典的芳香族硝基化合物还原工艺，具有技术成熟、原料易得、成本低廉、工艺简单、 对设备要求低的优点，但是铁粉还原法会产生大量的铁泥和废水，难以治理，对环境污染严 重，不适应工业化生产要求。
[0006] 催化加氢技术使用氢气为还原剂，能使反应定向进行，不产生有害副产物，废气废 液排放极少，不涉及强酸、强碱介质，具有工艺先进，收率高，产品质量好，对环境友好等优 点。研究具有工业化生产价值的合成5, 6-二氨基苯并咪唑酮的方法具有重要的现实意义。
[0007] 精细化工（2010,27 (5) :499-504)以苯并咪唑酮-2为原料，经混酸硝化、催化 加氢还原合成5, 6-二氨基苯并咪唑酮，总收率为62. 1%。催化加氢还原反应条件为：m (Raney-Ni)/m(5, 6-二硝基苯并咪唑酮）=0. 09,于100°C，2. 5MPa下无水乙醇中反应9h， 5, 6-二氨基苯并咪唑酮收率为90%。
[0008] 然而，传统RaneyNi催化剂选择性较差，生产较多的副产物，而且容易失活，副产 物的存在将影响5, 6-二氨基苯并咪唑酮的直接使用，为了得到高纯度的目标产品5, 6-二 氨基苯并咪唑酮，需要对粗产品进行后处理。需增加多个精制、分离过程以除去这些杂质。 导致存在步骤多、收率低的缺陷，从而工业化价值不高。
[0009] 因此如何提高催化活性，延长催化剂寿命、获得环境友好的催化加氢技术的工业 应用，是急需解决的问题。
【发明内容】
[0010] 本发明的目的是提供一种活性、选择性高的负载型催化剂及其制备方法和应用， 以及提供一种洁净、高效、加氢转化率高、选择性高的5-硝基苯并咪唑酮加氢制备5-氨基 苯并咪唑酮的方法。
[0011] 为实现前述目的，根据本发明的第一方面，本发明提供了一种负载型催化剂，其 中，所述催化剂包括载体和负载在所述载体上的金属组分，所述金属组分含有钯以及至少 一种非钯的第w族金属组分。
[0012] 根据本发明的第二方面，本发明提供了一种制备负载型催化剂的方法，其中，该方 法包括：
[0013] 在乳化剂存在下，将载体与含有水溶性金属化合物的溶液混合后陈化，其中，所述 金属化合物中的金属组分含有钯以及至少一种非钯的第w族金属组分；向陈化后的混合物 中通入还原剂进行还原活化；分离经过还原活化的混合物得到固体，将所述固体依次进行 洗洚、千燥。
[0014] 根据本发明的第三方面，本发明提供了一种按照本发明的方法制备得到的催化 剂。
[0015] 根据本发明的第四方面，本发明提供了本发明的催化剂在加氢中的应用。
[0016] 根据本发明的第五方面，本发明提供了一种制备5, 6-二氨基苯并咪唑酮的方法， 该方法包括：在加氢条件下，将5, 6-二硝基苯并咪唑酮与含氢气体和催化剂接触，其中，所 述催化剂为本发明所述的催化剂。
[0017] 本发明的制备5, 6-二氨基苯并咪唑酮的方法，5, 6-二硝基苯并咪唑酮转化率高， 5, 6-二氨基苯并咪唑酮选择性高，并且环境友好，具有很好的工业应用前景。
[0018] 与现有技术相比，本发明的5, 6-二硝基苯并咪唑酮加氢制备5, 6-二氨基苯并咪 唑酮的方法具有明显优势：产物与催化剂体系容易分离，产品纯度好，目标产物选择性高。 并且催化剂可以套用以及回收使用，使产品成本降低，并且本发明的方法不产生有害副产 物，废气、废液排放量极少，环境友好。
[0019] 本发明的其他特征和优点将在随后的【具体实施方式】部分予以详细说明。
【具体实施方式】
[0020] 以下对本发明的【具体实施方式】进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体 实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
[0021] 本发明提供了一种负载型催化剂，其中，所述催化剂包括载体和负载在所述载体 上的金属组分，所述金属组分含有钯以及至少一种非钯的第w族金属组分。
[0022] 根据本发明的催化剂，优选所述非钯的第W族金属组分选自钌、钼、钴、铱、铑、镍 和铁中的一种或多种，更优选所述非钯的第W族金属组分选自钌、钼、钴、铑和铱中的一种 或多种。如此可以进一步提高催化剂的活性和选择性。
[0023] 根据本发明的一种优选的实施方式，优选所述金属组分为钌和钯。如此可以进一 步提高催化剂的活性和选择性。
[0024] 根据本发明的催化剂，优选所述至少一种非钯的第W族金属组分与钯的重量比为 0. 1-15:1，更优选为0. 1-5:1。如此可以进一步提高催化剂的活性。
[0025] 根据本发明的一种优选的实施方式，优选所述金属组分为钌和钯，更优选钌和钯 的重量比为〇. 1-5:1。如此可以进一步提高催化剂的活性和选择性。
[0026] 根据本发明的催化剂，优选所述载体为炭(或称活性炭)和/或氧化铝，在本发明的 具体实施例中使用的为炭。如此可以进一步提高催化剂的活性和选择性。
[0027] 根据本发明，优选所述炭为果壳活性炭。
[0028] 根据本发明的催化剂，优选所述载体中含有硅元素，更优选含有1-10重量％的硅 元素。如此可以进一步提高催化剂的活性和选择性。
[0029] 根据本发明的一种优选的实施方式，所述金属组分为钌和钯，所述载体为炭和/ 或氧化铝。
[0030] 根据本发明的催化剂，优选以所述负载型催化剂的总重为基准，所述负载型催化 剂中，载体的含量为85-99. 7重量％，负载在所述载体上的金属组分的含量为0. 3-15重 量％。如此可以进一步提高催化剂的活性和选择性。
[0031] 本发明的前述催化剂可以按照现有的各种制备催化剂的方法制备得到，针对本发 明，优选本发明的催化剂按如下步骤制备：
[0032] 在乳化剂存在下，将载体与含有水溶性金属化合物的溶液混合后陈化，其中，所述 金属化合物中的金属组分含有钯以及至少一种非钯的第W族金属组分；向陈化后的混合物 中通入还