Катализатор для гидрирования органическихсоединений
ОПИСАНИЕ
ИЗОЬ ЕтИНИЯ
345947
Союз Советских
Социалистических
Республик
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Зависимое от авт. свидетельства №
Заявлено 31.Ч111.1970 (№ 1475076/23-4) с присоединением заявки №
Приоритет
Опубликовано 28 Ч11.1972. Бюллетень № 23
Дата опубликования описания I О.VI I 1.1972
М. Кл. В Olj 11/06
Комитет по делам изобретений н открытий прн Совете Министров
СССР
УДК 66.094.173 (088.8) Авторы изобретения
Д. В. Сокольский, Ф. Б. Бижанов, А. К. Омаров, P. П. Югай, Н. И. Попов и А. Идирисов
Казахский химико-технологический институт
Заявитель
КАТАЛИЗАТОР ДЛЯ ГИДРИРОВАНИЯ ОРГАНИЧЕСКИХ
СОЕДИНЕНИЙ
Изобретение относится к катализаторам, в частности к катализатору для гидрирования органических соединений.
Известен катализатор для гидрирования органических соединений, представляющий собой выщелоченный кобальталюминиевый сплав.
Однако известный катализатор обладает низкой активностью.
С целью повышения активности катализатора в его состав введена добавка одного из металлов платиновой группы, например палладия 5 — 10 вес. %, родня 5 — 10 вес. %.
Активность катализатора возрастает более чем в 10 раз.
Сплав катализатора готовят по следующей методике. Например, 200 г сплава состава
Со — АI — Pd=45: 50: 5.
В корундизовый тигель загружают 105 г алюминия в виде кусков размером 3 — 5 лы, нагревают в печи марки ОКБ-8020 до 1000—
1100 С. При этой температуре в расплавленный алюминий вводят 90 г кобальта и 10 г палладия в виде стружки.
В результате температура расплава поднимается до 1700 — 1800 С. При этой температуре перемешивание индукционным полем длится 3 — 5 мин.
Затем расплав выливают в графитовые изложницы. Охлажденный сплав дробят и фракцшо размером менее 0,25 мм используют для опытов.
Активацию катализатора производят путем выщелачивания соответствующих спла5 вов 5 — 30 jo-ными водными растворами едкого натра (из расчета на 1 г сплава 80 мл
20%-ной щелочи) в течение 2 час при 20 С.
Затем катализатор тщательно отмывают водой до нейтральной реакции и этанолом.
10 Активность приготовленного катализатора испытывают при гидрировании ряда модельных органических соединений: бензонитрила, -бензальдегида, диметилэтинилкарбинола, нитросоединений.
Пример 1. 1 г сплава нижеприведенного состава выщелачивают при 20 С в 80 мл
20% -ного раствора щелочи в течение 2 час, отмывают водой до нейтральной реакции и
20 этанолом.
Гидрируют 0,25 л л бензонитрила при 30 С в этаноле.
Количественный выход амина происходит на катализаторе:
25 Со — Pd — А1=40: 10: 50 за 13 мик
Со — Rh — А1=40: 10: 50 за 9 мик
Со — А1=50: 50 за 110 мин
Полученные результаты показывают, что
30 активность предложенного катализатора по345947
Отношение удельной активности на 1г чистого кобальта
Скорость реакции мл Н,/мин
Состав
Со — Ме — А1
Со — ЯЬ вЂ” Al
49,5: 0,5: 50
49: 1: 50
47: 3: 50
45: 5:50
40: 10: 50
35: 15: 50
2,0
3,2
4,5
6,0
7,8
9,0
2,1
3,4
4,8
6,7
10,0
12,5
Со — Pd — AI
3,0
4,0
7,0
8,5
12,0
13,0
3,1
4,2
7,5
9,8
14,4
18,3
49.5: 0,5: 50
49: 1: 50
47:3: 50
45: 5: 50
40: 10: 50
35: 15: 50
Предмет изобретения
Составитель T. Долгина
Редактор Л. Герасимова Техред Л. Богданова Корректор Л. Царькова
Заказ 2527/6 Изд. № 1082 Тираж 406 Подписное
ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР
Москва, Я-35, Раушская наб., д. 4/5
Типография, пр. Сапунова, 2 чти в 12 раз превосходит активность известного кобальтового контакта.
Пример 2. Некоторые составы приготовленных катализаторов испытывают в одинаковых условиях: при гидрировании бензонитрила (0,25 мл), в этаноле при 30 С, катализатор из 1,0 г соответствующего сплава готовят как в примере 1. Полученные данные приведены в таблице, Из таблицы видно, что удельная производительность кобальтового катализатора, промотированного палладием или родием, возрастает в 12 — 18 раз по сравнению с чистым кобальтом. Хроматографический анализ показывает отсутствие посторонних примесей в продуктах реакции.
На основании данных хроматографии и кинетйческих измерений наиболее оптимальным можно предложить составы кобальтовых катализаторов, содержащих по 10 вес. % палладия или родня.
Пример 3. 1 г сплава указанного ниже состава выщелачивают как в примере 1. Гидрируют 0,5 мл бензальдегида в этаноле при
30 С. 100% превращение бензальдегида достигают на катализаторе
Со — Pd — А1=40: 10: 50 за 9,5 мин
Со — Rh — А1=40: 10: 50 за 8,0 мин
Со — A1=50: 50 за 120 мин
Как показали результаты опытов, активность промотированных кобальтовых, катализаторов возрастает в 12 — 14 раз по сравнению с чистым кобальтом.
Пример 4. 1 г сплава нижеупомянутого состава выщелачивают, как в примере 1. Гидрируют 0,2 мл диметилэтинилкарбинола (ДЭК) в этаноле при 30 . 100% превращение
ДЭК происходит на катализаторе:
Со — Pd — А1=40: 10: 50 за 3 мин
Со — Rh — А1=40: 10: 50 за 2 мин
Со — А1=50: 50 за 50 мин
Отсюда видно, что промотированные катализаторы отличаются гораздо большей активностью, чем чистый кобальт.
Пример 5. 1 г сплава приведенного ниже состава выщелачивают как в примере 1. Гидрируют 0,2 мл нитрометана в этаноле при
25 С. Количественное превращение нитрометана наступает на катализаторе.
Со — Pd — А1=40: 10;50 через 34 мин
Со — Rh — А1=40: 10: 50 через 54 мин
Со — A1=50: 50 не гидрируется
Пример 6. 1 г сплава нижеперечисленных составов катализаторов выщелачивают, как в примере 1. Гидрируют 0,2 г динитробензола в этаноле при 25 С. 100% выход фенилдиамина достигается на катализаторе.
Со — Pd — А1=40: 10: 50 за 19 мин
Со — Rh — A1 =40: 10: 50 за 110 мин
Со — A1=50: 50 не гидрируется
Следует подчеркнуть, что при восстановлении нитросоединений активность Со — Pd катализаторов превосходит активность Со — Rh катализаторов. По данным хроматографического анализа продукты реакции не содержат примесей.
Катализатор для гидрирования органических соединений на основе выщелоченного кобальталюминиевого сплава, отличающийся тем, что, с целью повышения активности катализатора, в его состав введена добавка палладия или родия в количестве 5 — 10 вес. %.
