负载型固体催化剂及其制备方法及其应用
【技术领域】
[0001] 本发明涉及化工技术领域，具体的说是一种负载型催化剂及其制备方法及其应 用。
【背景技术】
[0002] 传统的非留体抗炎药如果长期服用可能导致胃溃疡、出血和穿孔等严重的胃肠道 不良反应，而服用非留体抗炎药是引起严重药物不良反应最多的原因之一。洛索洛芬作为 20世纪80年代后期上市的改良型的NSAIDs，在疗效上保持了传统NSAIDs的解热、镇痛、抗 炎作用，而且起效快、作用强。而洛索洛芬在安全性方面，因其丙酸类前体药物的结构特点， 显著地减少了胃肠道不良反应的发生。因此洛索洛芬凭借着良好的药效，抗炎镇痛效果，适 应症广，以及较低的毒副作用，在中国市场极有前景，甚至有可能取代现在的扑热息痛和萘 普生的市场。
[0003] 目前，规模化生产洛索洛芬上具有代表性的工艺只两种。一种是以甲苯为起始原 料，经酰化、缩酮、重排等步骤合成中间体对甲基异苯丙酸，进一步合成最终产物。另一种是 以溴甲基异苯丙酸用甲醇酯化后与2-乙氧羰基环戊酮缩合，经过水解得到最终产物的合 成路线。其中2-(4'-溴甲基苯基）丙酸酯是这些合成方法的中间体，它由2-(4'-溴甲 基苯基）丙酸和醇经酯化反应合成。合成中通常添加浓硫酸或对甲基苯磺酸作酯化催化 剂，但由于浓硫酸的氧化性容易引起原料2-(4'-溴甲基苯基）丙酸的氧化，从而降低酯的 收率，同时产品颜色偏黄，须经多次重结晶才能达到要求；对甲基苯磺酸虽然避免了浓硫酸 强氧化性的问题，但易产生难处理的对甲基苯磺酸工业废水。因此针对这些问题，本发明研 发了 一种新型固体催化剂，能较好的解决上述问题。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是为了解决上述技术问题，提供一种用于合成洛索洛芬中间体 2-(4'-溴甲基苯基）丙酸酯的负载型固体催化剂，该催化剂选择性高、转化率高、反应条 件温和，而且催化剂的分离简单、工业废水少，有利于工业化生产。
[0005] 本发明的另一目的是提供一种生产工艺简单、可靠性好的上述负载型固体催化剂 的制备方法。
[0006] 本发明还提供一种上述负载型固体催化剂在合成洛索洛芬中间体2_(4'-溴甲 基苯基）丙酸酯工艺中的应用。
[0007] 本发明负载型固体催化剂化学式为MxOy-SO4 2 /TiO2-Al2O3-SiO2，其中，M为金属离 子，X和y为化合价态平衡数，载体为Ti02-Al203-Si0 2。
[0008] 所述载体 TiO2-Al2O3-SiO2* Ti、Al、Si 的质量百分比为（0· 5 ~0· 9) : (0· 05 ~ 0· 5) : (0· 05 ~0· 5) 〇
[0009] 所述MxOy与载体的质量比为0.001~0.3:1 ;S0 42与载体的质量比为0.001~ 0. 3:1〇
[0010] 所述M为金属离子Ni、Fe、Cu、Sb、V、Sn、Bi、Pb中的一种或两种。
[0011] 上述负载型固体催化剂的制备方法，采用分步浸渍法制备：第一步，采用浸渍法在 载体TiO2-Al2O3-SiO2上负载含有金属离子M的硝酸盐或盐酸盐，干燥后进行焙烧得到M x0y/ Ti02-Al203_Si〇d9固体粉末，；第二步，采用浸渍法在第一步得到的所述固体粉末上负载硫 酸铵或过硫酸铵，干燥后焙烧得到化学式为MxOy-SO42 /TiO2-Al2O3-SiO2的负载型固体催化 剂，其中，M为金属离子，X和y为化合价态平衡数，载体为Ti02-Al203-Si0 2。
[0012] 所述第一步和第二步中，焙烧温度为300~800°C，优选400~700°C，时间为 0. 5~6小时，优选1~4小时。
[0013] 所述载体 TiO2-Al2O3-SiO2* Ti、Al、Si 的质量百分比为（0· 5 ~0· 9) : (0· 05 ~ 0. 5) : (0. 05~0. 5);所述MxOy与载体的质量比为0. 001~0. 3:1 ;S0 42与载体的质量比为 0. 001 ~0. 3:1。
[0014] ]?为金属离子附、卩6、(：11、513、￥、511、81、？13中的一种或两种。
[0015] 上述负载型固体催化剂在合成洛索洛芬中间体2_(4'-溴甲基苯基）丙酸酯的工 艺中的应用：将2_(4'-溴甲基苯基）丙酸与权利要求1-4任一项所述的负载型固体催化 剂在甲醇或乙醇的存在下进行反应，得到2_(4'-溴甲基苯基）丙酸酯。
[0016] 所述2_(4'-溴甲基苯基）丙酸与负载型固体催化剂的质量比为1:0.001~ 0. 1，2-(4'-溴甲基苯基）丙酸与甲醇或乙醇的摩尔比为1:1~50,所述反应温度为60~ 120°C，反应时间0. 5~10小时。
[0017] 针对现有合成洛索洛芬中间体2_(4'-溴甲基苯基）丙酸酯工艺中催化剂存 在的问题，发明人研发出一种新的负载型固体催化剂，它以TiO2-Al2O3-SiO 2作为载体， TiO2-Al2O3能提供比单一氧化物更大的比表面积和更多的可供调控的酸位点，SiO 2的加入 有助于稳定TiOjP Al 203的晶型结构，提高催化剂的使用寿命，具有显著的技术效果。进一 步的，制备负载型固体催化剂时采用分步浸渍法，先将金属离子M负载在载体上，一方面提 供酸点，另一方面可起到稳定后期负载的硫酸根离子，因此既能够避免浓硫酸强氧化性的 问题，又能避够甲基苯磺酸带来的工业废水问题，既提高了合成产的收率和产品质量，也起 到了对环境友好的目的，具有节能降耗的技术效果。本发明中，所述M的金属离子优选Ni、 Fe、Cu、Sb、V、Sn、Bi、Pb中的一种或两种，更为优选为Sb、V、Sn、Bi、Pb中的一种或者两种。
[0018] 进一步的，本发明中，MxOy与载体的质量比为0. 001~0. 3:1，更为优选为0. 001~ 0. 1:1 ;过多会覆盖载体表面，干扰载体与SO42的作用，过少会起不到稳定SO4 2的作用； SO42与载体的质量比为0. 001~0. 3:1，更为优选为0. 001~0. 15,过多会难以形成强酸位 点，过少催化剂的活性不高。
[0019] 在合成洛索洛芬中间体2-(4'-溴甲基苯基）丙酸酯的工艺中，所述2-(4'-溴 甲基苯基）丙酸与负载型固体催化剂的质量比为1:0.001~0. 1，更为优选为1:0.01~ 〇. 1，采用本发明催化剂，催化反应效果好，使用量少，能有效降低成本。
[0020] 本发明催化剂制备工艺简单可靠，在合成洛索洛芬中间体2_(4'-溴甲基苯基） 丙酸酯工艺中用作催化剂使用时，反应条件温和，工业废水少，生产成本低，而且催化剂的 分离简单可反复使用，有利于工业化生产，得到的2_(4'-溴甲基苯基）丙酸酯具有选择性 高、结构稳定，转化率高的优点，具有广阔的市场应用前景。
【具体实施方式】
[0021] 实施例1
[0022] 催化剂制备：称取3. 04g的Cu (NO3) 2 · 3H20,将其溶解于20ml水，然后加入IOg载 体 TiO2-Al2O3-SiO2 (Ti02、Al203与 SiO 2的质量百分比为 0· 9: 0· 05: 0· 05)，搅拌 3h，缓慢升温 蒸干水分，然后将所得固体在450°C下焙烧4h，得到Cu0/Ti02-Al203_Si0 2固体粉末备用。再 取2. 31g的（NH4)2SO4，溶解于适量水，浸渍CuOAiO2-Al 2O3-SiO2、干燥，最后于650°C下焙烧 2h，得 CuO-SO42 /TiO2-Al2O3-SiO2固体催化剂。
[0023] 2_(4'-溴甲基苯基）丙酸酯合成例：在配备有冷凝管、温度计的50ml三口烧瓶 中，加入 2. 4g 2-(4'-溴甲基苯基）丙酸、20ml 甲醇和 0.24g 的 CuO-SO42/TiO2-Al2O3-SiO 2固体催化剂，在65°(