[发明专利]一种利用微填充床进行选择性硝基还原氢化反应的方法及催化剂

说明书

本发明公开了一种利用微填充床进行选择性硝基还原氢化反应的方法及催化剂。包括以下步骤：(1)将反应底物与反应溶剂混合，配制成原料液；(2)将原料液和氢气通入微反应器中进行反应，所述微反应器的反应管中填充改性催化剂；所述改性催化剂包括催化剂活性组分、催化剂助剂和催化剂载体；所述催化剂活性组分选自Pd、Ru、Pt中的一种或多种；所述催化剂助剂选自Fe、Cu、Ni、Co中的一种或多种；所述催化剂载体为活性炭；(3)反应结束后得到的气液混合物进行气液分离纯化后得到反应产物。通过微填充床和改性催化剂的结合，高选择性的实现硝基还原，选择性可达99％，有效降低副产物的产生。

技术领域

本发明涉及有机合成领域，具体涉及一种利用微填充床进行选择性硝基还原氢化反应的方法及催化剂。

背景技术

胺类广泛存在于生物界，具有极重要的生理活性和生物活性，如蛋白质、核酸、许多激素、抗生素和生物碱等都是胺的衍生物，临床上使用的大多数药物也是胺或者胺的衍生物。其中，很大部分药物中间体、原料药等胺的衍生物，常常需要引入卤素和不饱和双键来制备具有不同活性的药物分子。所以，在药物合成过程中，如何解决把底物中的硝基还原成胺基的同时，防止卤素和不饱和双键被还原的问题，具有十分重要的商业价值。

目前，制备胺基化合物的最常见方法采用纳米Pt、Raney-Ni、Pd/C、Ru/C等催化剂还原硝基的化学还原方法。但是，纳米Pt催化剂制备工艺复杂且成本昂贵，不利于工业化生产；Raney-Ni金属骨架催化剂稳定性差、易燃易爆，容易产生安全隐患；Pd/C催化剂容易产生脱卤杂质，选择性不高；Ru/C催化剂硝基还原的效果较差，且容易产生双键加氢杂质。

传统的硝基还原反应，一般选择配备搅拌桨的间歇反应釜作为反应器，虽然搅拌可以增强气液传质与传热的效率，但依然存在传质效率低、反应时间长、选择性差等缺点。特别对于含有卤素、不饱和键的硝基化合物，还原硝基的同时，容易产生脱卤和不饱和键过度加氢的杂质。

发明内容

针对上述现有技术中存在的不足之处，本发明一方面提供了一种利用微填充床进行选择性硝基还原氢化反应的方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将反应底物与反应溶剂混合，配制成原料液；

(2)将原料液和氢气通入微反应器中进行反应，所述微反应器的反应管中填充改性催化剂；

所述改性催化剂包括催化剂活性组分、催化剂助剂和催化剂载体；

所述催化剂活性组分选自Pd、Ru、Pt中的一种或多种；

所述催化剂助剂选自Fe、Cu、Ni、Co中的一种或多种；

所述催化剂载体为活性炭；

(3)反应结束后得到的气液混合物进行气液分离纯化后得到反应产物。

在某些实施方案中，所述催化剂活性组分占改性催化剂总质量的0.01-10％。

在某些实施方案中，所述催化剂助剂占改性催化剂总重量的0.01-2％。

在某些实施方案中，所述活性炭选自杏壳活性炭、椰壳活性炭、竹活性炭或木质活性炭，所述催化剂载体占加改性催化剂总质量的88-99.8％。

在某些实施方案中，所述反应底物为对硝基苯甲腈、2-氨基-5-溴-3-硝基-4-甲基吡啶、1-溴-4-硝基苯或1,2-二氯-4,5-二硝基苯。

在某些实施方案中，所述反应溶剂为甲醇、四氢呋喃、乙酸乙酯、异丙醇中的一种或多种。

在某些实施方案中，步骤(2)中的反应温度为20-80℃；反应压力为0.2-1.0Mpa，反应空速为1-8h^-1，气液比为20-150。