專(zhuān)利名稱(chēng):2,3-二甲基吡啶的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及2,3-二甲基吡啶的制備方法。
背景技術(shù):
2,3-二甲基吡啶是制備治療消化道潰瘍的H+/K+-ATP酶抑制劑蘭索拉唑和雷貝拉唑的中間體。現(xiàn)有2,3-二甲基吡啶的制備方法主要有以下幾種方法一,以甲醛、乙醛和丁酮為原料氣相催化合成,(EP0131887),該方法反應(yīng)催化劑為ZSM-5分子篩,收率僅為10%;方法二,是以丁酮和丙烯腈為原料,以乙二醇和氫氧化鉀的溶液為液相催化劑,先反應(yīng)生成腈乙基丁酮,再以Pd/Al2O3為催化劑成環(huán)制得,(高等學(xué)?;瘜W(xué)學(xué)報(bào),1984,5(4)499),該方法中腈乙基丁酮收率極低,主要產(chǎn)物是二腈乙基丁酮;方法三,是以丙烯醇、丁酮和氨氣為原料,以Cd3(PO4)2為催化劑氣相催化合成,(J.Pharm.Soc.Japan,1955,751496),收率也比較低,只有24%,主要副產(chǎn)物是3-甲基吡啶和2-乙基吡啶,而且催化劑壽命短,再生困難。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種收率較高、成本較低,具有工業(yè)化意義的制備2,3-二甲基吡啶的方法。
本發(fā)明的2,3-二甲基吡啶的制備方法,包括如下步驟1)將活性白土在300~600℃下烘制8~12小時(shí),將其與酸度調(diào)節(jié)劑混合,再加入第五周期副族過(guò)渡金屬氯化物和蒸餾水,攪拌得到混合物,然后將用蒸餾水溶解的(NH4)3PO4·3H2O晶體緩慢滴入到混合物中,抽濾,洗滌濾餅并烘干成型,再在400~650℃焙燒8~12小時(shí),得到復(fù)合催化劑,其中,活性白土與(NH4)3PO4·3H2O的重量比為3.5~5.5∶1,酸性調(diào)節(jié)劑與(NH4)3PO4·3H2O的重量比為0.15~0.75∶1,第五周期副族過(guò)渡金屬氯化物與(NH4)3PO4·3H2O的重量比為1~2.0∶1;2)將復(fù)合催化劑放入固定床反應(yīng)器中,向固定床反應(yīng)器通入丙烯醇和丁酮的混合液以及氨氣,于250~400℃下進(jìn)行連續(xù)催化成環(huán)反應(yīng),生成目標(biāo)粗產(chǎn)物,粗產(chǎn)物經(jīng)飽和氯化鈉洗滌,分去水層,精餾得純品,丙烯醇與丁酮的摩爾比為1∶1,通入氨氣的速度為100~300mL/min,混合液與氨氣的進(jìn)料速度比為1∶500~1000。
為了進(jìn)一步降低成本,提高催化劑使用壽命,本發(fā)明還進(jìn)一步提出了催化劑的活化再生方法,過(guò)程為將固定床反應(yīng)器床層溫度升至350℃~500℃,同時(shí)通入空氣或氧氣以及體積濃度為5~10%的甲醇或乙醇的水溶液至少3.5小時(shí),空氣或氧氣的進(jìn)氣速度為100~200mL/min,甲醇或乙醇水溶液的通入速度為0.1~0.5mL/min,然后停止通入空氣或氧氣以及甲醇或乙醇的水溶液,改通氮?dú)庵辽?小時(shí),氮?dú)馔ㄈ胨俣葹?00mL~200mL/min,最后通入氨氣活化,氨氣速度為100mL~200mL/min。再生催化劑可直接用于進(jìn)行催化成環(huán)反應(yīng)制備2,3-二甲基吡啶。
本發(fā)明制備方法中步驟1)所用的酸性調(diào)節(jié)劑為堿性氧化鋁或堿性氧化硅,第五周期副族過(guò)渡金屬氯化物為氯化鉬、氯化釕、氯化銠、氯化鈀或氯化鎘;本發(fā)明的有益效果在于本發(fā)明制備工藝簡(jiǎn)單,原料成本低,對(duì)設(shè)備要求低,主、副產(chǎn)品易分離,色澤好,純度高,收率高,收率可達(dá)35%以上,同時(shí)催化劑可以再生利用,使得生產(chǎn)效率高,具有工業(yè)化意義。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明。
實(shí)施例11)稱(chēng)取100g活性白土先在300℃下烘制12小時(shí),冷卻后和2.8g堿性氧化鋁倒入1000mL燒瓶中,再加入36.8g氯化鈀固體及350mL蒸餾水,攪拌得到混合物,稱(chēng)取18.5g(NH4)3PO4·3H2O晶體溶解于100mL蒸餾水中,攪拌下緩慢將其滴入盛有混合物的燒瓶中,攪拌30min,抽濾,并用4×200mL蒸餾水洗滌濾餅,濾餅烘干后成型,再在400℃焙燒12小時(shí)即得到復(fù)合催化劑;2)將復(fù)合催化劑放入固定床反應(yīng)器中,分別量取1026mL(15mol)丙烯醇和1338mL(15mol)丁酮倒入干凈容器中,搖蕩混和均勻,向固定床反應(yīng)器通入丙烯醇和丁酮的混合液以及氨氣,氨氣的速度為300mL/min,混合液的速度為0.3mL/min,溫度調(diào)至400℃,進(jìn)行催化成環(huán)反應(yīng)至反應(yīng)器出液口沒(méi)有液體流出,生成粗產(chǎn)物,粗品的氣相分析含量為22.6%,含2,3-二甲基吡啶約641g,用1000ml飽和氯化鈉水溶液洗滌,干燥后,減壓精餾得到含量98.5%以上的2,3-二甲基吡啶574.6g,收率35.8%;3)催化劑活化再生將固定床反應(yīng)器床層溫度升至350℃,通入氧氣和體積濃度為5%甲醇的水溶液,氧氣速度控制在150mL/min,甲醇水溶液的速度為0.5mL/min,3.5小時(shí)后停止通入氧氣和甲醇的水溶液,改通氮?dú)?,氮?dú)獾耐ㄈ胨俣葹?00mL/min,3小時(shí)后改通氨氣活化3小時(shí),氨氣進(jìn)樣速度控制在200mL/min。活化完畢,得到再生的復(fù)合催化劑。
實(shí)施例21)稱(chēng)取82.3g活性白土先在450℃下烘制10小時(shí),冷卻后和7.4g堿性氧化硅倒入1000mL燒瓶中,再加入27.6g氯化銠固體及350mL蒸餾水,攪拌得到混合物,稱(chēng)取18.5g(NH4)3PO4·3H2O晶體溶解于100mL蒸餾水中,攪拌下緩慢將其滴入盛有混合物的燒瓶中,攪拌30min,抽濾,并用4×200mL蒸餾水洗滌濾餅,濾餅烘干后成型,再在525℃焙燒10小時(shí)即得到復(fù)合催化劑;2)將復(fù)合催化劑放入固定床反應(yīng)器中,分別量取1026mL(15mol)丙烯醇和1338mL(15mol)丁酮倒入干凈容器中,搖蕩混和均勻,向固定床反應(yīng)器通入丙烯醇和丁酮的混合液以及氨氣,氨氣的速度為150mL/min,混合液的速度為0.2mL/min,溫度調(diào)至325℃,進(jìn)行催化成環(huán)反應(yīng)至反應(yīng)器出液口沒(méi)有液體流出,生成粗產(chǎn)物,粗品的氣相分析含量為23.5%,含2,3-二甲基吡啶約650g,用1000ml飽和氯化鈉水溶液洗滌,干燥后,減壓精餾得到含量98.5%以上的2,3-二甲基吡啶575.9g,收率35.9%;3)催化劑活化再生將固定床反應(yīng)器床層溫度升至425℃,通入氧氣和體積濃度為5%甲醇的水溶液,氧氣速度控制在100mL/min,甲醇水溶液的速度為0.25mL/min,3.5小時(shí)后停止通入氧氣和甲醇的水溶液,改通氮?dú)?,氮?dú)獾耐ㄈ胨俣葹?50mL/min,3小時(shí)后改通氨氣活化3小時(shí),氨氣進(jìn)樣速度控制在150mL/min?;罨戤?,得到再生的復(fù)合催化劑。
實(shí)施例31)稱(chēng)取64.8g活性白土先在600℃下烘制8小時(shí),冷卻后和13.8g堿性氧化鋁倒入1000mL燒瓶中,再加入18.6g氯化鎘固體及350mL蒸餾水,攪拌得到混合物,稱(chēng)取18.5g(NH4)3PO4·3H2O晶體溶解于100mL蒸餾水中,攪拌下緩慢將其滴入盛有混合物的燒瓶中,攪拌30min,抽濾,并用4×200mL蒸餾水洗滌濾餅,濾餅烘干后成型,再在650℃焙燒8小時(shí)即得到復(fù)合催化劑。
2)將復(fù)合催化劑放入固定床反應(yīng)器中,分別量取1026mL(15mol)丙烯醇和1338mL(15mol)丁酮倒入干凈容器中,搖蕩混和均勻,向固定床反應(yīng)器通入丙烯醇和丁酮的混合液以及氨氣,氨氣的速度為50mL/min,混合液的速度為0.1mL/min,溫度調(diào)至250℃,進(jìn)行催化成環(huán)反應(yīng)至反應(yīng)器出液口沒(méi)有液體流出,生成粗產(chǎn)物,粗品的氣相分析含量為22.7%,含2,3-二甲基吡啶約645g,用1000ml飽和氯化鈉水溶液洗滌,干燥后,減壓精餾得到含量98.5%以上的2,3-二甲基吡啶580.1g,收率36.1%。
3)催化劑活化再生將固定床反應(yīng)器床層溫度升至500℃,通入空氣和體積濃度為5%乙醇的水溶液,空氣速度控制在200mL/min,乙醇水溶液的速度為0.1mL/min,3.5小時(shí)后停止通入氧氣和甲醇的水溶液,改通氮?dú)?,氮?dú)獾耐ㄈ胨俣葹?00mL/min,3小時(shí)后改通氨氣活化3小時(shí),氨氣進(jìn)樣速度控制在100mL/min?;罨戤叄玫皆偕膹?fù)合催化劑。
實(shí)施例4用再生催化劑進(jìn)行催化成環(huán)反應(yīng)將復(fù)合催化劑放入固定床反應(yīng)器中,分別量取1026mL(15mol)丙烯醇和1338mL(15mol)丁酮倒入干凈容器中,搖蕩混和均勻,向固定床反應(yīng)器通入丙烯醇和丁酮的混合液以及氨氣,氨氣的速度為300mL/min,混合液的速度為0.3mL/min,溫度調(diào)至400℃,進(jìn)行催化成環(huán)反應(yīng)至反應(yīng)器出液口沒(méi)有液體流出,生成粗產(chǎn)物,粗品的氣相分析含量為22.5%,含2,3-二甲基吡啶約655g,用1000ml飽和氯化鈉水溶液洗滌,干燥后,減壓精餾得到含量98.5%以上的2,3-二甲基吡啶572.1g,收率35.6%。
實(shí)施例5用再生催化劑進(jìn)行催化成環(huán)反應(yīng)將復(fù)合催化劑放入固定床反應(yīng)器中,分別量取1026mL(15mol)丙烯醇和1338mL(15mol)丁酮倒入干凈容器中,搖蕩混和均勻,向固定床反應(yīng)器通入丙烯醇和丁酮的混合液以及氨氣,氨氣的速度為150mL/min,混合液的速度為0.2mL/min,溫度調(diào)至350℃,進(jìn)行催化成環(huán)反應(yīng)至反應(yīng)器出液口沒(méi)有液體流出,生成粗產(chǎn)物,粗品的氣相分析含量為23.5%,含2,3-二甲基吡啶約650g,用1000ml飽和氯化鈉水溶液洗滌,干燥后,減壓精餾得到含量98.5%以上的2,3-二甲基吡啶575.3g,收率35.8%。
權(quán)利要求
1.2,3-二甲基吡啶的制備方法,依次包括如下步驟1)將活性白土在300~600℃下烘制8~12小時(shí),將其與酸度調(diào)節(jié)劑混合,再加入第五周期副族過(guò)渡金屬氯化物和蒸餾水,攪拌得到混合物,然后將用蒸餾水溶解的(NH4)3PO4·3H2O晶體緩慢滴入到混合物中,抽濾,洗滌濾餅并烘干成型,再在400~650℃焙燒8~12小時(shí),得到復(fù)合催化劑,其中,活性白土與(NH4)3PO4·3H2O的重量比為3.5~5.5∶1,酸性調(diào)節(jié)劑與(NH4)3PO4·3H2O的重量比為0.15~0.75∶1,第五周期副族過(guò)渡金屬氯化物與(NH4)3PO4·3H2O的重量比為1~2.0∶1;2)將復(fù)合催化劑放入固定床反應(yīng)器中,向固定床反應(yīng)器通入丙烯醇和丁酮的混合液以及氨氣,于250~400℃下進(jìn)行連續(xù)催化成環(huán)反應(yīng),生成目標(biāo)粗產(chǎn)物,粗產(chǎn)物經(jīng)飽和氯化鈉洗滌,分去水層,精餾得純品,丙烯醇與丁酮的摩爾比為1∶1,通入氨氣的速度為100~300mL/min,混合液與氨氣的進(jìn)料速度比為1∶500~1000。
2.按權(quán)利要求1所述的2,3-二甲基吡啶的制備方法,其特征在于還包括催化劑活化再生,過(guò)程為將固定床反應(yīng)器床層溫度升至350℃~500℃,同時(shí)通入空氣或氧氣以及體積濃度為5~10%的甲醇或乙醇的水溶液至少3.5小時(shí),空氣或氧氣的進(jìn)氣速度為100~200mL/min,甲醇或乙醇水溶液的通入速度為0.1~0.5mL/min;然后停止通入空氣或氧氣以及甲醇或乙醇的水溶液,改通氮?dú)庵辽?小時(shí),氮?dú)馔ㄈ胨俣葹?00mL~200mL/min,最后通入氨氣活化,氨氣速度為100mL~200mL/min。
3.按權(quán)利要求1或2所述的2,3-二甲基吡啶的制備方法,其特征在于步驟1)所用的酸性調(diào)節(jié)劑為堿性氧化鋁或堿性氧化硅。
4.按權(quán)利要求1或2所述的2,3-二甲基吡啶的制備方法,其特征在于步驟1)所用的第五周期副族過(guò)渡金屬氯化物為氯化鉬、氯化釕、氯化銠、氯化鈀或氯化鎘。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)的2,3-二甲基吡啶的制備方法,包括以下步驟制備含有酸度調(diào)節(jié)劑的磷酸銨復(fù)合第五周期過(guò)渡金屬氯化物的復(fù)合物為催化劑,以丙烯醇、丁酮和氨氣為原料,在固定床催化反應(yīng)器中,于250~400℃,進(jìn)行催化成環(huán)反應(yīng)生成目標(biāo)粗產(chǎn)物,粗產(chǎn)物經(jīng)飽和氯化鈉洗滌,分去水層,然后精餾得2,3-二甲基吡啶。本發(fā)明中催化劑經(jīng)活化再生,可以循環(huán)使用。該方法操作簡(jiǎn)便,對(duì)設(shè)備要求低,主、副產(chǎn)品易分離,色澤好,純度高,收率可達(dá)35%以上。
文檔編號(hào)C07D213/06GK1962636SQ20061015471
公開(kāi)日2007年5月16日 申請(qǐng)日期2006年11月21日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月21日
發(fā)明者戴立言, 王曉鐘, 陳英奇, 葉瑋 申請(qǐng)人:浙江大學(xué), 浙江上虞三和醫(yī)藥化工有限公司