專利名稱：氣固相接觸催化制備2，5-二甲基吡嗪的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬人工合成香料范疇，具體涉及一種氣固相接觸催化制備2，5-二甲基吡嗪的方法。
背景技術(shù)：
2，5-二甲基吡嗪(2、5-dimethyl pyrazine)系無色至淡黃色液體，具炒花生香氣和巧克力、奶油風(fēng)味，有烤馬鈴薯味道。沸點155℃，閃點64℃，混溶于水和有機(jī)溶劑。國標(biāo)GB2760-1996規(guī)定為允許使用的食品用香精。主要用于配制可可、咖啡、肉類、堅果和馬鈴薯等型香精；主要用于烘烤食品、堅果類食品、冷飲、煙草等的香料。也可作為藥物(例如口服降糖藥格列吡嗪Glyp izide、新型降血壓藥Acipimox)的關(guān)鍵原料。
目前的合成技術(shù)路線和狀況，大致有1.α-二胺和α-二酮合成氧化法 因為第二步脫氫催化劑和反應(yīng)條件要求較高，工業(yè)應(yīng)用困難。
2.α-二胺和α-乙醇胺合成法 以異丙醇胺和乙二胺為原料，采用氨水沉淀法制備反應(yīng)所需催化劑，由α-二胺和α-乙醇胺合成2，5-二甲基吡嗪，收率28.8％。雖然工藝路線短，但其選擇性差，不能得到單一產(chǎn)物，產(chǎn)品分離困難。
3.用亞硝酸處理含有活潑亞甲基的酮，得到異亞甲基酮(I)，酮(I)經(jīng)氫氣還原為α-氨基酮(II)，兩分子酮(II)再脫水生成二氫吡嗪衍生物。由于此環(huán)不穩(wěn)定，有很強(qiáng)的芳構(gòu)化趨勢，易于脫氫生成烷基吡嗪，是目前常用的合成烷基吡嗪類的方法。但該反應(yīng)步驟較多，從經(jīng)濟(jì)角度考慮，不適宜工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)使用。
4.α-二胺和環(huán)氧丙烷合成 該法是在催化劑存在下進(jìn)行氣固相接觸催化反應(yīng)，但產(chǎn)物是2，5-二甲基吡嗪和2，6-二甲基吡嗪的混合物，產(chǎn)品分離、純化困難。
5.另據(jù)報道，以異丙醇胺為原料，催化劑存在下進(jìn)行氣固相接觸催化反應(yīng)，不同的催化劑有不同的結(jié)果石鋁硅酸鹽沸石時，收率22％；氧化鋅時收率40～58％；鎳鈷合金，鐵，亞鉻酸銅或亞鉻酸鋅時收率最高66％。
現(xiàn)有技術(shù)諸法，或反應(yīng)條件要求較高；或選擇性差，產(chǎn)品分離、純化困難；或收率偏低；均不理想。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是尋找工藝簡化，原料易得，適宜工業(yè)化生產(chǎn)的一種氣固相接觸催化制備2，5-二甲基吡嗪的方法。
本發(fā)明的技術(shù)方案是研制一種氣固相接觸催化制備2，5-二甲基吡嗪的方法，其特征是以異丙醇胺為原料，采用Zn-Cu-Cr-Al復(fù)合型催化劑，連續(xù)式氣固相接觸催化反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)物采用短程精餾技術(shù)分離，其中，反應(yīng)中物料質(zhì)量比異丙醇胺∶氫氣∶氮氣＝1∶1～6∶1～5；反應(yīng)工藝條件溫度280～420℃/常壓～0.08MPa。
其中，所述的Zn-Cu-Cr-Al復(fù)合型催化劑，是天津大學(xué)研制的縮合催化劑，型號為TS-1或YF-2。
其中所述的短程精餾技術(shù)，是減壓蒸餾收集140～160℃/-0.08MPa餾份，得到2，5-二甲基吡嗪粗品，粗品再經(jīng)精餾，精餾壓力為-0.08MPa～常壓，截取152～155℃的餾份，得2，5-二甲基吡嗪成品。
本發(fā)明的優(yōu)點是一步反應(yīng)，可連續(xù)化生產(chǎn)，工藝簡化，原料易得，副反應(yīng)少，適宜工業(yè)化規(guī)模制備低價位的工業(yè)產(chǎn)品——重要的醫(yī)藥和香料中間體2，5-二甲基吡嗪。
具體實施例方式
實施例1氣固相接觸催化制備2，5-二甲基吡嗪以異丙醇胺為原料，采用Zn-Cu-Cr-Al復(fù)合型催化劑(天津大學(xué)研制的縮合催化劑，型號TS-1)，連續(xù)式氣固相接觸催化反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)物采用短程精餾技術(shù)分離，其中，反應(yīng)中物料質(zhì)量比異丙醇胺∶氫氣∶氮氣＝1∶1∶1；反應(yīng)工藝條件溫度280～300℃/常壓；短程精餾技術(shù)分離產(chǎn)物，即減壓蒸餾收集140～160℃餾份/0.08MPa，得到2，5-二甲基吡嗪粗品，再精餾截取152～155℃/-0.08MPa的餾份，得2，5-二甲基吡嗪成品。
產(chǎn)率20.0％；2，5-二甲基吡嗪純度達(dá)95％。無色至淡黃色液體，具炒花生香氣和巧克力、奶油風(fēng)味，有烤馬鈴薯味道。沸點154℃，閃點64℃，混溶于水和有機(jī)溶劑。
實施例2氣固相接觸催化制備2，5-二甲基吡嗪以異丙醇胺為原料，采用Zn-Cu-Cr-Al復(fù)合型催化劑(天津大學(xué)研制的縮合催化劑，型號TS-1)，連續(xù)式氣固相接觸催化反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)物采用短程精餾技術(shù)分離，其中，反應(yīng)中物料質(zhì)量比異丙醇胺∶氫氣∶氮氣＝1∶6∶5；反應(yīng)工藝條件溫度380～420℃/常壓；短程精餾技術(shù)分離產(chǎn)物，即減壓蒸餾收集140～160℃餾份/0.08MPa，得到2，5-二甲基吡嗪粗品，再精餾截取152～155℃/-0.08MPa的餾份，得2，5-二甲基吡嗪成品。
產(chǎn)率86.25％；2，5-二甲基吡嗪純度達(dá)≥99％。無色至淡黃色液體，具炒花生香氣和巧克力、奶油風(fēng)味，有烤馬鈴薯味道。沸點155℃，閃點64℃，混溶于水和有機(jī)溶劑。折射率(nD20)1.4970-1.5010，相對密度(d424)0.9860-0.9900。
實施例3
氣固相接觸催化制備2，5-二甲基吡嗪以異丙醇胺為原料，采用Zn-Cu-Cr-Al復(fù)合型催化劑(天津大學(xué)研制的縮合催化劑，型號YF-2)，連續(xù)式氣固相接觸催化反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)物采用短程精餾技術(shù)分離，其中，反應(yīng)中物料質(zhì)量比異丙醇胺∶氫氣∶氮氣＝1∶3∶3；反應(yīng)工藝條件；溫度300～350℃/常壓；短程精餾技術(shù)分離產(chǎn)物，即減壓蒸餾收集140～160℃餾份/0.08MPa，得到2，5-二甲基吡嗪粗品，再精餾截取152～155℃/常壓的餾份，得2，5-二甲基吡嗪成品。
產(chǎn)率28.66％；2，5-二甲基吡嗪純度達(dá)97％。無色至淡黃色液體，具炒花生香氣和巧克力、奶油風(fēng)味，有烤馬鈴薯味道。沸點154℃，閃點64℃，混溶于水和有機(jī)溶劑。
實施例4氣固相接觸催化制備2，5-二甲基吡嗪以異丙醇胺為原料，采用Zn-Cu-Cr-Al復(fù)合型催化劑(天津大學(xué)研制的縮合催化劑，型號YF-2)，連續(xù)式氣固相接觸催化反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)物采用短程精餾技術(shù)分離，其中，反應(yīng)中物料質(zhì)量比異丙醇胺∶氫氣∶氮氣＝1∶4∶3；反應(yīng)工藝條件溫度370～420℃/常壓；短程精餾技術(shù)分離產(chǎn)物，即減壓蒸餾收集140～160℃餾份/0.08MPa，得到2，5-二甲基吡嗪粗品，再精餾截取152～155℃/-0.08MPa的餾份，得2，5-二甲基吡嗪成品。
產(chǎn)率80.55％；2，5-二甲基吡嗪純度達(dá)≥99％。
實施例5反應(yīng)中物料質(zhì)量比異丙醇胺∶氫氣∶氮氣＝1∶2∶1；反應(yīng)溫度280～300℃/常壓；產(chǎn)率28.80％；其余同實施例1。
實施例6反應(yīng)中物料質(zhì)量比異丙醇胺∶氫氣∶氮氣＝1∶5∶4；反應(yīng)溫度380～420℃/常壓；產(chǎn)率84.75％；其余同實施例2。
實施例7反應(yīng)中物料質(zhì)量比異丙醇胺∶氫氣∶氮氣＝1∶5∶4；反應(yīng)溫度370～420℃/常壓；產(chǎn)率78.95％；其余同實施例2。
實施例8反應(yīng)中物料質(zhì)量比異丙醇胺∶氫氣∶氮氣＝1∶6∶5；反應(yīng)溫度370～420℃/常壓；產(chǎn)率82.91％；其余同實施例2。
實施例9反應(yīng)中物料質(zhì)量比異丙醇胺∶氫氣∶氮氣＝1∶2∶1；反應(yīng)溫度280～300℃/常壓；產(chǎn)率32.77％；其余同實施例1。
實施例10反應(yīng)中物料質(zhì)量比異丙醇胺∶氫氣∶氮氣＝1∶4∶3；反應(yīng)溫度380～420℃/常壓；產(chǎn)率84.75％；其余同實施例2。
實施例11反應(yīng)中物料質(zhì)量比異丙醇胺∶氫氣∶氮氣＝1∶5∶4；反應(yīng)溫度370～420℃/常壓；產(chǎn)率83.25％；其余同實施例2。
實施例12反應(yīng)中物料質(zhì)量比異丙醇胺∶氫氣∶氮氣＝1∶6∶5；反應(yīng)溫度370～420℃/常壓；產(chǎn)率85.55％；其余同實施例4。
權(quán)利要求
1.一種氣固相接觸催化制備2，5-二甲基吡嗪的方法，其特征是以異內(nèi)醇胺為原料，采用Zn-Cu-Cr-Al復(fù)合型催化劑，連續(xù)式氣固相接觸催化反應(yīng)， 反應(yīng)產(chǎn)物采用短程精餾技術(shù)分離，其中，反應(yīng)中物料質(zhì)量比異丙醇胺∶氫氣∶氮氣＝1∶1～6∶1～5；反應(yīng)工藝條件溫度280～420℃/常壓～0.08MPa。
2.按照權(quán)利要求1所述的氣固相接觸催化制備2，5-二甲基吡嗪的方法，其特征是所述的Zn-Cu-Cr-Al復(fù)合型催化劑，是天津大學(xué)研制的縮合催化劑，型號為TS-1或YF-2。
3.按照權(quán)利要求1所述的氣固相接觸催化制備2，5-二甲基吡嗪的方法，其特征是所述的短程精餾技術(shù)，是減壓蒸餾收集140～160℃/-0.08MPa餾份，得到2，5-二甲基吡嗪粗品，粗品再經(jīng)精餾，精餾壓力為-0.08MPa～常壓，截取152～155℃的餾份，得2，5-二甲基吡嗪成品。
全文摘要
氣固相接觸催化制備2，5－二甲基吡嗪的方法，屬人工合成香料范疇。其特征是以異丙醇胺為原料，采用Zn－Cu－Cr－Al復(fù)合型催化劑，連續(xù)式氣固相接觸催化反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)物采用短程精餾技術(shù)分離，其中，反應(yīng)中物料質(zhì)量比異丙醇胺∶氫氣∶氮氣＝1∶1～6∶1～5；反應(yīng)工藝條件溫度280～420℃/常壓～0.08MPa。本發(fā)明采用一步反應(yīng)，可連續(xù)化生產(chǎn)，工藝簡化，副反應(yīng)少，原料易得，適宜工業(yè)化規(guī)模制備2，5－二甲基吡嗪。
文檔編號C07D241/12GK1513846SQ03143259
公開日2004年7月21日 申請日期2003年8月18日 優(yōu)先權(quán)日2003年8月18日
發(fā)明者王正存, 于成強(qiáng), 張祚強(qiáng) 申請人:淄博正存化工有限公司