一種用甲醇羰基化合成醋酸的催化劑及其製備方法

2023-06-16 15:12:56 2

專利名稱：一種用甲醇羰基化合成醋酸的催化劑及其製備方法
技術領域：
本發明涉及用甲醇羰基化法生產醋酸的催化劑，尤其涉及以銥為中心離子的配合物催化劑。
背景技術：
醋酸是(CH3COOH,縮寫為AcOH或HAc)—種用途極廣的重要化工原料，生產醋酸的主要方法之一是甲醇羰基化法，該方法是以甲醇(CH3OH)和一氧化碳(CO)為原料，在催化劑(以及促進劑和/或助催化劑的輔助)作用下來生產醋酸的。由於催化劑在甲醇羰基化法製備醋酸過程中起了關鍵作用，因此，它一直是人們不斷研究的重要課題。例如，為使催化劑具有更高的催化活性，有人就提出了以銥(Ir)為中心離子的配合物催化劑，公告號為 CN101703946B、名稱為《甲醇羰基化反應制醋酸的共聚物銥催化劑》中的催化劑就是其中之一，該現有技術圍繞中心離子Ir的配體為吡啶甲酸類化合物。其反應機理與優點是，在催化反應中能使活性中心離子Ir的電子負電性發生變化，且這種變化會對Ir與CO之間的反饋η鍵的能力產生正面影響，即其吡啶環上的共扼N可使Ir與CO之間形成的反饋π鍵增強，進而使得該催化劑具有較高的催化活性。另外，由於有配體分子的存在，會使以Ir為中心的活性體處於不對稱狀態，這有利於助催化劑碘甲烷(CH3I)的氧化加成，對催化劑活性的提高也起到了加強作用。然而，由於這種催化劑是單齒型配位結構；尤其是其配位結構中除含有N — Ir配位鍵之外，還含有在催化反應中極易斷裂的0 — Ir配位鍵，這就帶來了這種催化劑的穩定性較差的不足。於是，能回收以循環利用的催化劑將減少，造成生產總成本的加大。

發明內容
本發明的第一目的是，提供一種穩定性較好、循環利用率較高的用甲醇羰基化合成醋酸的催化劑。本發明的第二目的是，提供一種實現第一目的之催化劑的製備方法。實現所述第一發明目的之技術方案，是這樣一種用甲醇羰基化合成醋酸的催化劑，與現有技術相同的方面是，該催化劑是以銥為中心離子的配合物，其改進之處是，所述配合物的配體是2，2-聯吡啶，所述催化劑為2，2-聯吡啶銥配合物，其結構式為
權利要求
1.一種用甲醇羰基化合成醋酸的催化劑，該催化劑是以銥為中心離子的配合物，其特徵在於，所述配合物的配體是2，2-聯吡啶，所述催化劑為2，2-聯吡啶銥配合物，其結構式為
2.製備權利要求1所述催化劑的方法，其特徵在於，該方法有如下步驟(1)將2，2-聯吡啶溶解於無水乙醇中，以配製成溶液；(2)將與2，2-聯吡啶有相等摩爾份的IrCl3或Ir(OAc)3溶解於無水乙醇中，也配製成溶液；(3)在氮氣保護及攪拌狀態下，將步驟(1)所得溶液緩慢地加進步驟(2)所得溶液中； 此後，繼續在氮氣保護狀態下，加熱溫度保持在80 100°C之間，回流30 60分鐘；(4)將步驟(3)所得溶液冷卻至室溫，然後加入過量的乙醚沉澱，過濾，乾燥後得 2，2-聯吡啶銥配合物的催化劑。
全文摘要
一種用甲醇羰基化合成醋酸的催化劑及其製備方法，該催化劑是以銥為中心離子，配體是2,2-聯吡啶的2,2-聯吡啶銥配合物。其製備方法有分別將相等摩爾份的2,2-聯吡啶和IrCl3或Ir(OAc)3溶解於無水乙醇中，以配製成溶液；然後在氮氣保護下，將兩種溶液混合，加熱回流；再將所得溶液冷卻、加入過量的乙醚沉澱，過濾、乾燥，最後得2,2-聯吡啶銥配合物的步驟。本發明催化劑為雙齒型銥配合物，在用甲醇羰基化法生產醋酸時更加穩定，能夠將催化劑的損耗降到最低，提高其循環利用率、降低生產總成本。
文檔編號B01J31/22GK102350373SQ201110298150
公開日2012年2月15日 申請日期2011年9月28日 優先權日2011年9月28日
發明者劉仁龍, 劉作華, 姚固, 左趙宏, 施靜, 杜軍, 柯改利, 胡娜, 範興, 陶長元 申請人:重慶大學