負(fù)載型固體催化劑及其制備方法及其應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及化工技術(shù)領(lǐng)域，具體的說(shuō)是一種負(fù)載型催化劑及其制備方法及其應(yīng) 用。
【背景技術(shù)】
[0002] 傳統(tǒng)的非留體抗炎藥如果長(zhǎng)期服用可能導(dǎo)致胃潰瘍、出血和穿孔等嚴(yán)重的胃腸道 不良反應(yīng)，而服用非留體抗炎藥是引起嚴(yán)重藥物不良反應(yīng)最多的原因之一。洛索洛芬作為 20世紀(jì)80年代后期上市的改良型的NSAIDs，在療效上保持了傳統(tǒng)NSAIDs的解熱、鎮(zhèn)痛、抗 炎作用，而且起效快、作用強(qiáng)。而洛索洛芬在安全性方面，因其丙酸類前體藥物的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)， 顯著地減少了胃腸道不良反應(yīng)的發(fā)生。因此洛索洛芬憑借著良好的藥效，抗炎鎮(zhèn)痛效果，適 應(yīng)癥廣，以及較低的毒副作用，在中國(guó)市場(chǎng)極有前景，甚至有可能取代現(xiàn)在的撲熱息痛和萘 普生的市場(chǎng)。
[0003] 目前，規(guī)模化生產(chǎn)洛索洛芬上具有代表性的工藝只兩種。一種是以甲苯為起始原 料，經(jīng)?；?、縮酮、重排等步驟合成中間體對(duì)甲基異苯丙酸，進(jìn)一步合成最終產(chǎn)物。另一種是 以溴甲基異苯丙酸用甲醇酯化后與2-乙氧羰基環(huán)戊酮縮合，經(jīng)過(guò)水解得到最終產(chǎn)物的合 成路線。其中2-(4'-溴甲基苯基）丙酸酯是這些合成方法的中間體，它由2-(4'-溴甲 基苯基）丙酸和醇經(jīng)酯化反應(yīng)合成。合成中通常添加濃硫酸或?qū)谆交撬嶙黪セ呋?劑，但由于濃硫酸的氧化性容易引起原料2-(4'-溴甲基苯基）丙酸的氧化，從而降低酯的 收率，同時(shí)產(chǎn)品顏色偏黃，須經(jīng)多次重結(jié)晶才能達(dá)到要求；對(duì)甲基苯磺酸雖然避免了濃硫酸 強(qiáng)氧化性的問(wèn)題，但易產(chǎn)生難處理的對(duì)甲基苯磺酸工業(yè)廢水。因此針對(duì)這些問(wèn)題，本發(fā)明研 發(fā)了 一種新型固體催化劑，能較好的解決上述問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，提供一種用于合成洛索洛芬中間體 2-(4'-溴甲基苯基）丙酸酯的負(fù)載型固體催化劑，該催化劑選擇性高、轉(zhuǎn)化率高、反應(yīng)條 件溫和，而且催化劑的分離簡(jiǎn)單、工業(yè)廢水少，有利于工業(yè)化生產(chǎn)。
[0005] 本發(fā)明的另一目的是提供一種生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單、可靠性好的上述負(fù)載型固體催化劑 的制備方法。
[0006] 本發(fā)明還提供一種上述負(fù)載型固體催化劑在合成洛索洛芬中間體2_(4'-溴甲 基苯基）丙酸酯工藝中的應(yīng)用。
[0007] 本發(fā)明負(fù)載型固體催化劑化學(xué)式為MxOy-SO4 2 /TiO2-Al2O3-SiO2，其中，M為金屬離 子，X和y為化合價(jià)態(tài)平衡數(shù)，載體為Ti02-Al203-Si0 2。
[0008] 所述載體 TiO2-Al2O3-SiO2* Ti、Al、Si 的質(zhì)量百分比為（0· 5 ~0· 9) : (0· 05 ~ 0· 5) : (0· 05 ~0· 5) 〇
[0009] 所述MxOy與載體的質(zhì)量比為0.001~0.3:1 ;S0 42與載體的質(zhì)量比為0.001~ 0. 3:1〇
[0010] 所述M為金屬離子Ni、Fe、Cu、Sb、V、Sn、Bi、Pb中的一種或兩種。
[0011] 上述負(fù)載型固體催化劑的制備方法，采用分步浸漬法制備：第一步，采用浸漬法在 載體TiO2-Al2O3-SiO2上負(fù)載含有金屬離子M的硝酸鹽或鹽酸鹽，干燥后進(jìn)行焙燒得到M x0y/ Ti02-Al203_Si〇d9固體粉末，；第二步，采用浸漬法在第一步得到的所述固體粉末上負(fù)載硫 酸銨或過(guò)硫酸銨，干燥后焙燒得到化學(xué)式為MxOy-SO42 /TiO2-Al2O3-SiO2的負(fù)載型固體催化 劑，其中，M為金屬離子，X和y為化合價(jià)態(tài)平衡數(shù)，載體為Ti02-Al203-Si0 2。
[0012] 所述第一步和第二步中，焙燒溫度為300~800°C，優(yōu)選400~700°C，時(shí)間為 0. 5~6小時(shí)，優(yōu)選1~4小時(shí)。
[0013] 所述載體 TiO2-Al2O3-SiO2* Ti、Al、Si 的質(zhì)量百分比為（0· 5 ~0· 9) : (0· 05 ~ 0. 5) : (0. 05~0. 5);所述MxOy與載體的質(zhì)量比為0. 001~0. 3:1 ;S0 42與載體的質(zhì)量比為 0. 001 ~0. 3:1。
[0014] ]?為金屬離子附、卩6、(：11、513、￥、511、81、？13中的一種或兩種。
[0015] 上述負(fù)載型固體催化劑在合成洛索洛芬中間體2_(4'-溴甲基苯基）丙酸酯的工 藝中的應(yīng)用：將2_(4'-溴甲基苯基）丙酸與權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的負(fù)載型固體催化 劑在甲醇或乙醇的存在下進(jìn)行反應(yīng)，得到2_(4'-溴甲基苯基）丙酸酯。
[0016] 所述2_(4'-溴甲基苯基）丙酸與負(fù)載型固體催化劑的質(zhì)量比為1:0.001~ 0. 1，2-(4'-溴甲基苯基）丙酸與甲醇或乙醇的摩爾比為1:1~50,所述反應(yīng)溫度為60~ 120°C，反應(yīng)時(shí)間0. 5~10小時(shí)。
[0017] 針對(duì)現(xiàn)有合成洛索洛芬中間體2_(4'-溴甲基苯基）丙酸酯工藝中催化劑存 在的問(wèn)題，發(fā)明人研發(fā)出一種新的負(fù)載型固體催化劑，它以TiO2-Al2O3-SiO 2作為載體， TiO2-Al2O3能提供比單一氧化物更大的比表面積和更多的可供調(diào)控的酸位點(diǎn)，SiO 2的加入 有助于穩(wěn)定TiOjP Al 203的晶型結(jié)構(gòu)，提高催化劑的使用壽命，具有顯著的技術(shù)效果。進(jìn)一 步的，制備負(fù)載型固體催化劑時(shí)采用分步浸漬法，先將金屬離子M負(fù)載在載體上，一方面提 供酸點(diǎn)，另一方面可起到穩(wěn)定后期負(fù)載的硫酸根離子，因此既能夠避免濃硫酸強(qiáng)氧化性的 問(wèn)題，又能避夠甲基苯磺酸帶來(lái)的工業(yè)廢水問(wèn)題，既提高了合成產(chǎn)的收率和產(chǎn)品質(zhì)量，也起 到了對(duì)環(huán)境友好的目的，具有節(jié)能降耗的技術(shù)效果。本發(fā)明中，所述M的金屬離子優(yōu)選Ni、 Fe、Cu、Sb、V、Sn、Bi、Pb中的一種或兩種，更為優(yōu)選為Sb、V、Sn、Bi、Pb中的一種或者兩種。
[0018] 進(jìn)一步的，本發(fā)明中，MxOy與載體的質(zhì)量比為0. 001~0. 3:1，更為優(yōu)選為0. 001~ 0. 1:1 ;過(guò)多會(huì)覆蓋載體表面，干擾載體與SO42的作用，過(guò)少會(huì)起不到穩(wěn)定SO4 2的作用； SO42與載體的質(zhì)量比為0. 001~0. 3:1，更為優(yōu)選為0. 001~0. 15,過(guò)多會(huì)難以形成強(qiáng)酸位 點(diǎn)，過(guò)少催化劑的活性不高。
[0019] 在合成洛索洛芬中間體2-(4'-溴甲基苯基）丙酸酯的工藝中，所述2-(4'-溴 甲基苯基）丙酸與負(fù)載型固體催化劑的質(zhì)量比為1:0.001~0. 1，更為優(yōu)選為1:0.01~ 〇. 1，采用本發(fā)明催化劑，催化反應(yīng)效果好，使用量少，能有效降低成本。
[0020] 本發(fā)明催化劑制備工藝簡(jiǎn)單可靠，在合成洛索洛芬中間體2_(4'-溴甲基苯基） 丙酸酯工藝中用作催化劑使用時(shí)，反應(yīng)條件溫和，工業(yè)廢水少，生產(chǎn)成本低，而且催化劑的 分離簡(jiǎn)單可反復(fù)使用，有利于工業(yè)化生產(chǎn)，得到的2_(4'-溴甲基苯基）丙酸酯具有選擇性 高、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，轉(zhuǎn)化率高的優(yōu)點(diǎn)，具有廣闊的市場(chǎng)應(yīng)用前景。
【具體實(shí)施方式】
[0021] 實(shí)施例1
[0022] 催化劑制備：稱取3. 04g的Cu (NO3) 2 · 3H20,將其溶解于20ml水，然后加入IOg載 體 TiO2-Al2O3-SiO2 (Ti02、Al203與 SiO 2的質(zhì)量百分比為 0· 9: 0· 05: 0· 05)，攪拌 3h，緩慢升溫 蒸干水分，然后將所得固體在450°C下焙燒4h，得到Cu0/Ti02-Al203_Si0 2固體粉末備用。再 取2. 31g的（NH4)2SO4，溶解于適量水，浸漬CuOAiO2-Al 2O3-SiO2、干燥，最后于650°C下焙燒 2h，得 CuO-SO42 /TiO2-Al2O3-SiO2固體催化劑。
[0023] 2_(4'-溴甲基苯基）丙酸酯合成例：在配備有冷凝管、溫度計(jì)的50ml三口燒瓶 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固體催化劑，在65°(