[发明专利]一种制备L‑氨基丙醇用钌炭催化剂的制备方法及应用

说明书

技术领域

本发明属于贵金属催化剂技术领域，具体涉及一种制备L-氨基丙醇用钌炭催化剂的制备方法。

背景技术

L-氨基丙醇是合成第三代喹诺酮类抗菌药左旋氧氟沙星的一种重要中间体，后者具有抗菌谱广、抗菌作用强、毒副反应小、与其他抗生素无交叉耐药性等优点。同时L-氨基丙醇作为一种手性修饰物在外消旋体拆分中也有广泛的应用，因而有巨大的市场需求。

一直以来，国内外对于L-氨基丙醇合成方法的研究主要可以分为两类，一种是手性拆分方法，其重要过程是制备出DL-氨基丙醇，在通过手性拆分获得L-氨基丙醇，但是由于手性拆分的工业化难度较高，因此工业生产普遍采用另一种方法，即将相应光学活性的L-丙氨酸或者其衍生物进行还原，直接制备L-氨基丙醇。工业生产使用的还原剂主要有KBH₄、LiBH₄、NaBH₄或者LiAlH₄等，但是此类还原剂价格偏高，并且危险性高，后处理过程复杂，环境污染大，具有很大的局限性。而通过催化加氢，将L-丙氨酸直接加氢制备L-氨基丙醇很好的避免了以上的缺点。是一种对环境友好的绿色化学合成方法。目前工业上已经通过催化加氢工艺制备L-氨基丙醇的报道，但主要问题是催化剂的投料量较大(现有催化剂的投料量至少为L-丙氨酸质量的20％)，反应时间至少为20h，反应的压力在10MPa左右，对设备的要求和综合成本较高等问题，使得该工艺有一定的局限性。目前的市场上的钌炭催化剂活性较差，连续使用寿命较短，导致该步反应的生产成本较高。

发明内容

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，提供了一种制备L-氨基丙醇用钌炭催化剂的制备方法。该制备方法操作简单，原料易得，容易实现大规模工业化生产，制备的催化剂活性高，反应时间短，可以多次连续使用，并且使用后回收方便，可实现贵金属的生产、回收、再生产，回收过程中损失较少，大大降低了催化剂的生产成本。该方法制备的催化剂适用于L-丙氨酸催化加氢制备L-氨基丙醇，产品收率超过90％，且催化剂性能稳定，具有很好的可重复性，并且该催化剂可以在更少的催化剂投料量和更温和的反应条件，以及较短的时间内完成该催化加氢反应，具有很好的工业化应用前景。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种制备L-氨基丙醇用钌炭催化剂的制备方法，其特征在于，该催化剂由活性炭和负载在活性炭上的金属组分组成，所述金属组分为钌和助剂，所述催化剂中钌的质量含量为1％～5％，助剂的质量含量为0.1％～1％；所述助剂为铂、钯、铑、钼、钴和镍中的一种或两种以上；所述活性炭的粒径为300目以下，比表面积为1000m²/g～1800m²/g；所述钌的平均粒径为20nm～40nm；该催化剂的制备方法包括以下步骤：

步骤一、将活性炭加入到浓度为1mol/L～5mol/L的硝酸水溶液中煮沸1h～2h，自然冷却后采用去离子水洗涤至洗液的pH值呈中性，过滤后得到预处理后的活性炭；

步骤二、将可溶性钌化合物和助剂的可溶性盐溶解于溶剂中，搅拌均匀后得到前驱体溶液；所述溶剂为去离子水、乙醇或异丙醇；

步骤三、利用超声雾化器对步骤二中所述前驱体溶液进行超声雾化处理，得到雾化液滴，再将所述雾化液滴通入盛装有步骤一中所述预处理后的活性炭的反应器中，搅拌浸渍后得到浆液，然后采用氢氧化钠水溶液调节所述浆液的pH值至9～11，继续搅拌3h～5h后过滤，得到滤饼，之后采用去离子水对滤饼进行洗涤直至洗液的pH值呈中性；所述浆液中前驱体溶液的体积为每克预处理后的活性炭对应加入40mL前驱体溶液；

步骤四、将步骤三中洗涤后的滤饼用去离子水和乙醇的混合溶液打浆，得到浆料，再采用氢氧化钠水溶液调节所述浆料的pH值为7～9，然后将调节pH值后的浆料加入高压反应釜中通氢气进行还原处理，之后依次进行过滤、洗涤和干燥处理，得到L-丙氨酸加氢制备L-氨基丙醇用钌炭催化剂。

上述的一种制备L-氨基丙醇用钌炭催化剂的制备方法，其特征在于，所述催化剂中钌的质量含量为3％～5％，助剂的质量含量为0.1％～0.5％。

上述的一种制备L-氨基丙醇用钌炭催化剂的制备方法，其特征在于，所述催化剂中钌的质量含量为5％，助剂的质量含量为0.5％。

上述的一种制备L-氨基丙醇用钌炭催化剂的制备方法，其特征在于，步骤二中所述可溶性钌化合物为三氯化钌或/和硝酸钌。