用于还原胺化反应的催化剂及其用图
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种用于还原胺化反应的催化剂及其用途。
【背景技术】
[0002] 如本发明所属的领域（在下文中"相关领域"）所已知的，还原胺化是用于得到脂 肪族烷烃衍生物的方法中的一种，胺基通过脂肪族烷烃衍生物在还原条件下和氢气的存在 下的催化胺化反应被引入至该脂肪族烷烃衍生物。此种还原胺化已用于制备各种胺类化合 物例如聚醚胺。
[0003] 聚醚胺化合物是具有至少一个聚氧化烯基团的化合物，并且它以各种方式例如用 于风力发电机的涂层剂、用于环氧树脂涂层的添加剂、用于混凝土的添加剂、以及类似物被 使用，并且它一般通过使用诸如聚亚烷基二醇及类似物的化合物作为起始物料的还原胺化 反应来制备。
[0004] 在此种还原胺化反应中，一般使用铜（Cu)-镍（Ni)基催化剂，并且对于通过经由 使用铬（Cr)、钛（Ti)、锆（Zr)、锌（Zn)、钼（Mo)、以及类似物作为活性组分来控制催化活性 而增加生产率已存在许多尝试。
[0005] 然而，还原胺化反应伴随有脱氢、脱水和加氢的过程，并且上文公开的现有催化剂 具有的问题是，它们容易通过在还原胺化反应期间形成的水分而失去活性，或副反应通过 过多的水分进行，并且反应效率最终降低。
[0006] 为弥补该问题，通过以连续工艺实施还原胺化反应从反应体系消除在反应期间形 成的水分的方法已被使用。然而，该连续工艺具有的缺点是，需要复杂的设施并且总生产效 率降低。
[0007] 因此，迫切需要开发新的催化剂，该新的催化剂具有脱氢反应和加氢反应的平衡 并且甚至在用于制备聚醚胺化合物的分批式工艺中可以保持催化活性。
[0008] 发明的详细描述
[0009] 技术问题
[0010] 本发明的一方面是提供用于还原胺化反应的催化剂，该催化剂甚至在水分的存在 下可以保持催化活性以及脱氢反应和加氢反应的平衡，并且因此可以示出高的胺转化率。
[0011] 本发明的另一方面是提供使用该催化剂制备聚醚胺化合物的方法。
[0012] 技术方案
[0013] 根据本发明的一个实施方案，提供用于还原胺化反应的催化剂，该催化剂包含作 为活性组分的钴（Co)和钪（Sc)。
[0014] 催化剂可以包含基于100重量份的氧化钴的1重量份至30重量份的氧化钪。
[0015] 此外，催化剂可以包含选自由钯、钌、铑和铂组成的组的一种或更多种组分的另外 的活性组分。
[0016] 催化剂可以包含基于100重量份的氧化钴的1重量份至30重量份的氧化钪以及 〇. 01重量份至50重量份的选自由钯、钌、铑和铂组成的组的一种或更多种组分的另外的活 性组分。
[0017] 催化剂还可以包含载体材料，在该载体材料上承载活性组分。
[0018] 根据本发明的另一个实施方案，提供制备聚醚胺化合物的方法，该方法包括在上 文公开的催化剂和氢气的存在下使聚醚衍生物与胺类化合物接触的步骤。
[0019] 此处，该步骤可以在基于100重量份的聚醚衍生物的0. 5重量份至40重量份的胺 类化合物和〇. 05重量份至5重量份的氢气的存在下进行。
[0020] 该步骤可以在20 °C至350 °C的温度下且在1巴至300巴的压力下进行。
[0021] 此外，聚醚衍生物可以是包含5个至1000个碳原子和至少一种可以被胺基取代的 官能团的化合物。
[0022] 可以被胺基取代的官能团可以是选自由羟基、醛基、酮基和亚胺基组成的组的一 种或更多种官能团。
[0023] 具体地，聚醚衍生物可以是包括以下化学式1的重复单元的化合物。
[0026] 在化学式1中，
[0027] L1和L 2独立地为C。亚烷基、C ^C1。亚烯基、C ^C1。亚炔基、C 3_C1Q环亚烷基或 C6-C3。亚芳基，且
[0028] η为1至500的整数。
[0029] 胺类化合物可以是伯胺化合物或仲胺化合物。
[0030] 有益效果
[0031 ] 根据本发明的催化剂可以示出高的胺转化率，因为该催化剂基本上能够保持脱氢 反应和加氢反应的平衡，并且特别地，甚至在水分的存在下可以保持催化活性。因此，该催 化剂不仅在连续制备工艺中而且在分批制备工艺中，可以对通过还原胺化反应制备聚醚胺 化合物有用，无论是否存在水分。
【具体实施方式】
[0032] 在下文中，根据本发明的实施方案的用于还原胺化反应的催化剂和使用该催化剂 制备聚醚胺化合物的方法被更详细地解释，使得相关领域的普通技术人员能够容易地做出 本发明。然而，本发明可以以许多不同的形式实现，且其不限于本说明书中解释的实施例。
[0033] 此外，除非在整个本说明书中具体提到，否则本文使用的技术术语仅用于提及具 体的实施方案，且它们不意图限制本发明。此外，除非以其他方式在上下文中清楚地指出， 否则此处使用的单数形式"一（a) "、"一（an)"和"该（the)"包括复数指示物。
[0034] 此外，本说明书中使用的术语"包含"指定具体的特征、区域、本质、步骤、动作、元 素或组分，并且其不排除其他特征、区域、本质、步骤、动作、元素或组分的存在或添加。
[0035] 此外，整个本说明书中的"还原胺化反应"或"还原胺化"意指用于形成脂肪族烷 烃衍生物的一系列反应，胺基通过脂肪族烷烃衍生物[例如，一元醇或多元醇、醇胺、及其 衍生物（例如，环氧化物、酮、亚烷基亚胺、以及类似物）]在还原条件下和氢气的存在下的 催化胺化反应被引入至该脂肪族烷烃衍生物。
[0036] 作为"还原胺化反应"的示例，其可以意指用于通过以下来形成胺类化合物的一系 列反应：按照以下反应机理，使包含末端羟基的化合物脱氢以便形成醛类化合物，使该醛类 化合物与包含胺基的化合物接触以便形成作为反应中间体的亚胺化合物，以及使亚胺化合 物与氢气接触以便对其添加氢。
[0037] [反应机理]
[0039] 此外，在整个本说明书中的'胺转化率'可以意指'还原胺化'的反应物脂肪族烷 烃衍生物转化为终产物胺类化合物的速率或程度。
[0040] 在研究还原胺化的过程中，本发明人意识到，当还原胺化反应在包含作为活性组 分的钴（Co)和钪（Sc)的催化剂的存在下进行时，甚至在水分的存在下可以保持催化活性， 尤其是同时适当地保持伴随反应发生的脱氢反应和加氢反应的平衡。
[0041] 本发明人还意识到，催化还原可以在催化剂活化过程中平缓地发生，除了上文公 开的通过使用包含作为活性组分的钴（Co)、钪（Sc)和钯（Pd)的催化剂的效果之外，并且完 成了本发明。
[0042] 根据本发明的一个实施方案，提供用于还原胺化反应的催化剂，该催化剂包含作 为活性组分的钴（Co)和钪（Sc)。
[0043] 通常，已使用铜（Cu)-镍（Ni)基催化剂、镍（Ni)-铼（Re)基催化剂、钴（Co)-镍 (Ni)-铜（Cu)基催化剂、以及类似物，并且对于通过将铬（Cr)、钛（Ti)、锆（Zr)、锌（Zn)、钼 (Mo)、以及类似物与催化剂组合来增加催化活性已存在许多尝试。
[0044] 然而，上文公开的现有催化剂具有的问题是，它们容易通过在还原胺化反应期间 形成的水分而失去活性，并且胺转化率迅速降低。
[0045] 根据本发明的一个实施方案的催化剂，通过比较，包含作为活性组分的钴（Co)和 钪（Sc)，并且它具有的优点是，甚至在水分的存在下可以保持催化活性，特别是同时适当地 保持伴随还原胺化发生的脱氢反应和加氢反应的平衡。
[0046] 此种现象可能与被包含在催化剂中的活性组分的亲和力有关。也就是说，现有催 化剂例如铜（Cu)-镍（Ni)基催化剂及类似物对水分具有比对胺类化合物和氢气、还原胺化 反应的反应物更强的亲和力，并且因此该现有催化剂通过在反应期间形成的水分而失去催 化活性，并且胺转化率迅速降低。
[0047] 相比之下，根据本发明的一个实施方案的催化剂可以保持催化活性并且示出高的 胺转化率，即使在反应期间形成水分，因为被包含在催化剂中的钴（Co)和钪（Sc)对胺类化 合物和氢气具有比对水分更强的亲和力。
[0048] 此外，由于根据本发明的一个实施方案的催化剂包含作为活性组分的钴（Co)和 钪（Sc)，所以该催化剂由于其协同作用而可以保持伴随还原胺化反应发生的脱氢反应和加 氢反应的更稳定的平衡。
[0049] 根据本发明的一个实施方案，催化剂包含作为活性组分的钴（Co)和钪（Sc)，并且 优选地，它可以是包含氧化钴（CoO)和氧化钪（Sc2O3)的化合物（CoO-Sc2O 3)13
[0050] 催化剂在煅烧工艺之后可以具有CoO-Sc2O3的组合物，并且可以通过催化还原条 件变成包含（钴金属）_(钪金属）的组合物。此种氧化物类型或金属类型的活性组分可以 用作还原胺化反应中的催化剂。
[0051] 此时，催化剂可以包含基于100重量份的氧化钴的1重量份至30重量份的氧化 钪，优选地1重量份至25重量份的氧化钪，且更优选地3重量份至20重量份的氧化钪。也 就是说，通过考虑根据钴和钪的重量比的催