專利名稱：一種合成水楊酰胺的催化劑及其制備方法和應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于一種固體催化劑及制法和應(yīng)用，具體地說涉及一種以尿素和苯酚合成水楊酰胺的固體催化劑及其制備方法與應(yīng)用。
背景技術(shù)：
水楊酰胺(salicylamide，結(jié)構(gòu)式為2-(HO)C6H4CONH2)學(xué)名為2-羥基苯甲酰胺(2-Hydroxylbenzamide)，是一種非常重要的有機合成中間體，是合成其許多重要衍生物(如殺螺劑硝苯柳胺，鎮(zhèn)痛止熱藥鄰乙氧基苯甲酰胺等)的原料，廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、香料、染料，橡膠助劑等諸多領(lǐng)域。同時，水楊酰胺也是一種被廣泛接受和大量使用的解熱鎮(zhèn)痛藥，用于發(fā)熱頭痛，神經(jīng)痛，關(guān)節(jié)痛及活動性風(fēng)濕癥等，具有非常好的治療效果。經(jīng)檢索，我們沒有發(fā)現(xiàn)用催化劑來催化尿素和苯酚合成水楊酰胺的報道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在提供一種用于合成水楊酰胺的催化劑及其制備方法和應(yīng)用。
本發(fā)明催化劑的質(zhì)量百分比組成為氧化鈣10.0-30.0％，氧化鋅70.0-90.0％本發(fā)明催化劑的制備方法包括如下步驟(1)將Ca(NO3)2和Zn(NO3)2分別配制成摩爾濃度為0.1-0.3M的溶液，用蒸餾水和氨水配成體積百分比為10-25％的氨水溶液；(2)在連續(xù)攪拌下，按催化劑組成將Ca(NO3)2溶液、Zn(NO3)2溶液與氨水溶液同時滴加至反應(yīng)器內(nèi)進行沉淀反應(yīng)，控制沉淀pH在8.5-13范圍內(nèi)，溫度控制在30-80℃，滴加完畢后，老化1-5小時，用蒸餾水反復(fù)洗滌至中性，過濾；(3)將所得的沉淀物在90-110℃下干燥，于350-800℃焙燒2-8小時制得催化劑。
本發(fā)明的催化劑用于合成水楊酰胺，方法是將尿素與苯酚以摩爾比為1∶1-1∶50的比例，和反應(yīng)物總重量的0.5-30％催化劑一起加入反應(yīng)釜中，在攪拌條件下，升溫到100-250℃，反應(yīng)2-24小時，經(jīng)稀釋，離心沉降去除催化劑得到產(chǎn)品。
產(chǎn)物分析反應(yīng)產(chǎn)物用日本島津公司生產(chǎn)的10A型高效液相色譜進行分析。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，有如下優(yōu)點1、反應(yīng)原料廉價易得。
2、催化劑的制備方法簡單，易操作3、催化劑具有高的催化活性和穩(wěn)定性4、水楊酰胺選擇性高，反應(yīng)條件溫和5、反應(yīng)后催化劑與產(chǎn)物易于分離，可重復(fù)使用。
具體實施例方式
實施例1催化劑中CaO含量為10％(wt)，ZnO為90％(wt)。分別配制摩爾濃度為0.1M的Ca(NO3)2溶液，摩爾濃度為0.3M的Zn(NO3)2溶液，以及10％(體積含量)氨水溶液；在連續(xù)攪拌下，將上述溶液同時緩慢滴加至燒杯中，控制溫度為50℃，沉淀pH值為8.5。沉淀完全后，老化3小時，用蒸餾水反復(fù)洗滌至中性；將洗滌后的沉淀物在90℃烘干，再置于馬沸爐內(nèi)350℃焙燒6小時制得催化劑。將尿素和苯酚按摩爾比為1∶1加入到100ml的反應(yīng)器中，催化劑用量為尿素和苯酚總用量的0.5％(wt)，反應(yīng)溫度100℃，反應(yīng)時間為12h，所得產(chǎn)物經(jīng)甲醇稀釋，離心分離后取上層清液用高效液相色譜分析。所得結(jié)果如下為尿素轉(zhuǎn)化率84.68％，水楊酰胺的收率為82.72％.
實施例2催化劑中CaO含量為15％(wt)，ZnO為85％(wt)。分別配制摩爾濃度為0.1M的Ca(NO3)2溶液，摩爾濃度為0.15M的Zn(NO3)2溶液，以及15％(體積含量)氨水溶液；在連續(xù)加熱攪拌下，將上述溶液同時緩慢滴加至燒杯中，控制溫度為30℃，沉淀pH值為10。沉淀完全后，老化1小時，用蒸餾水反復(fù)洗滌至中性；將洗滌后的沉淀物在105℃烘干，再置于馬沸爐內(nèi)550℃焙燒2小時制得催化劑。將尿素和苯酚按摩爾比為1∶10加入到100ml的反應(yīng)器中，催化劑用量為尿素和苯酚總用量的30％(wt)，反應(yīng)溫度250℃，反應(yīng)時間為10h，所得產(chǎn)物經(jīng)甲醇稀釋，離心分離后取上層清液用高效液相色譜分析。所得結(jié)果如下為尿素轉(zhuǎn)化率93.35％，水楊酰胺的收率為89.92％。
實施例3催化劑中CaO含量為15％(wt)，ZnO為85％(wt)。分別配制摩爾濃度為0.1M的Ca(NO3)2溶液，摩爾濃度為0.2M的Zn(NO3)2溶液，以及15％(體積含量)氨水溶液；在連續(xù)加熱攪拌下，將上述溶液同時緩慢滴加至燒杯中，控制溫度為30℃，沉淀pH值為10。沉淀完全后，老化1小時，用蒸餾水反復(fù)洗滌至中性；將洗滌后的沉淀物在105℃烘干，再置于馬沸爐內(nèi)550℃焙燒2小時制得催化劑。將尿素和苯酚按摩爾比為1∶50加入到100ml的反應(yīng)器中，催化劑用量為尿素和苯酚總用量30％(wt)，反應(yīng)溫度200℃，反應(yīng)時間為10h，所得產(chǎn)物經(jīng)甲醇稀釋，離心分離后取上層清液用高效液相色譜分析。所得結(jié)果如下為尿素轉(zhuǎn)化率90.85％，水楊酰胺的收率為86.52％。
實施例4催化劑中CaO含量為30％(wt)，ZnO為70％(wt)。分別配制摩爾濃度為0.3M的Ca(NO3)2溶液，摩爾濃度為0.1M的Zn(NO3)2溶液，以及25％(體積含量)氨水溶液；在連續(xù)加熱攪拌下，將上述溶液同時緩慢滴加至燒杯中，控制溫度為70℃，沉淀pH值為13。沉淀完全后，老化8小時，用蒸餾水反復(fù)洗滌至中性；將洗滌后的沉淀物在100℃烘干，再置于馬沸爐內(nèi)650℃焙燒8小時制得催化劑。將尿素和苯酚按摩爾比為1∶20加入到100ml的反應(yīng)器中，催化劑用量為尿素和苯酚總用量4.5％(wt)，反應(yīng)溫度200℃，反應(yīng)時間為6h，所得產(chǎn)物經(jīng)甲醇稀釋，離心分離后取上層清液用高效液相色譜分析。所得結(jié)果如下為尿素轉(zhuǎn)化率91.35％，水楊酰胺的收率為88.22％。
實施例5催化劑中CaO含量為20％(wt)，ZnO為80％(wt)。分別配制摩爾濃度為0.2M的Ca(NO3)2溶液，摩爾濃度為0.2M的Zn(NO3)2溶液，以及15％(體積含量)氨水溶液；在連續(xù)加熱攪拌下，將上述溶液同時緩慢滴加至燒杯中，控制溫度為70℃，沉淀pH值為9.5。沉淀完全后，老化2小時，用蒸餾水反復(fù)洗滌至中性；將洗滌后的沉淀物在110℃烘干，再置于馬沸爐內(nèi)800℃焙燒3小時制得催化劑。將尿素和苯酚按摩爾比為1∶30加入到100ml的反應(yīng)器中，催化劑用量為尿素和苯酚總用量2.5％(wt)，反應(yīng)溫度205℃，反應(yīng)時間為24h，所得產(chǎn)物經(jīng)甲醇稀釋，離心分離后取上層清液用高效液相色譜分析。所得結(jié)果如下為尿素轉(zhuǎn)化率88.85％，水楊酰胺的收率為85.73％。
實施例6將實施例4反應(yīng)后的催化劑離心分離出來，用甲醇反復(fù)洗滌后重復(fù)利用。將尿素，苯酚和二次利用催化劑加入100ml的反應(yīng)器中，尿素和苯酚的摩爾比為1∶20，催化劑用量為尿素和苯酚總用量4.5％(wt)，反應(yīng)溫度為200℃，反應(yīng)時間為6h，所得產(chǎn)物經(jīng)甲醇稀釋，離心分離后取上層清液用液相色譜分析。所得結(jié)果如下為尿素轉(zhuǎn)化率90.65％，水楊酰胺的收率為87.12％。
實施例7催化劑中CaO含量為30％(wt)，ZnO為70％(wt)。分別配制摩爾濃度為0.3M的Ca(NO3)2溶液，摩爾濃度為0.2M的Zn(NO3)2溶液，以及25％(體積含量)氨水溶液；在連續(xù)加熱攪拌下，將上述溶液同時緩慢滴加至燒杯中，控制溫度為70℃，沉淀pH值為11.5。沉淀完全后，老化3小時，用蒸餾水反復(fù)洗滌至中性；將洗滌后的沉淀物在110℃烘干，再置于馬沸爐內(nèi)750℃焙燒4小時制得催化劑。將尿素和苯酚按摩爾比為1∶25加入到100ml的反應(yīng)器中，催化劑用量為尿素和苯酚總用量20％(wt)，反應(yīng)溫度215℃，反應(yīng)時間為10h，所得產(chǎn)物經(jīng)甲醇稀釋，離心分離后取上層清液用高效液相色譜分析。。所得結(jié)果如下為尿素轉(zhuǎn)化率89.05％，水楊酰胺的收率為86.53％。
實施例8將實施例5反應(yīng)后的催化劑離心分離出來，用甲醇反復(fù)洗滌后重復(fù)利用。將尿素，苯酚和二次利用催化劑加入100ml的反應(yīng)器中，尿素和苯酚的摩爾比為1∶30，催化劑用量為尿素和苯酚總用量2.5％(wt)，反應(yīng)溫度為205℃，反應(yīng)時間為24h，所得產(chǎn)物經(jīng)甲醇稀釋，離心分離后取上層清液用液相色譜分析。所得結(jié)果如下為尿素轉(zhuǎn)化率87.25％，水楊酰胺的收率為83.83％。
權(quán)利要求
1.一種合成水楊酰胺的催化劑，其特征在于催化劑的質(zhì)量百分比組成為氧化鈣10.0-30.0％，氧化鋅70.0-90.0％。
2.如權(quán)利要求1所述的一種合成水楊酰胺的催化劑的制備方法，其特征在于包括如下步驟(1)將Ca(NO3)2和Zn(NO3)2分別配制成摩爾濃度為0.1-0.3M的溶液，用蒸餾水和氨水配成體積百分比為10-25％的氨水溶液；(2)在連續(xù)攪拌下，按催化劑組成將Ca(NO3)2溶液、Zn(NO3)2溶液與氨水溶液同時滴加至反應(yīng)器內(nèi)進行沉淀反應(yīng)，控制沉淀pH在8.5-13范圍內(nèi)，溫度控制在30-80℃，滴加完畢后，老化1-5小時，用蒸餾水反復(fù)洗滌至中性，過濾；(3)將所得的沉淀物在90-110℃下干燥，于350-800℃焙燒2-8小時制得催化劑。
3.如權(quán)利要求1所述的一種合成水楊酰胺的催化劑的應(yīng)用，其特征在于包括如下步驟將尿素與苯酚以摩爾比為1∶1-1∶50的比例，和反應(yīng)物總重量的0.5-30％催化劑一起加入反應(yīng)釜中，在攪拌條件下，升溫到100-250℃，反應(yīng)2-24小時，經(jīng)稀釋，離心沉降去除催化劑得到產(chǎn)品。
全文摘要
一種合成水楊酰胺的催化劑的質(zhì)量百分比組成為氧化鈣10.0－30.0％，氧化鋅70.0－90.0％。采用沉淀法制備催化劑。將尿素與苯酚以摩爾比為1∶1－1∶50的比例，和反應(yīng)物總重量的0.5－30％催化劑一起加入反應(yīng)釜中，在攪拌條件下，升溫到100－250℃，反應(yīng)2－24小時，經(jīng)稀釋，離心沉降去除催化劑得到水楊酰胺。本發(fā)明具有反應(yīng)原料廉價易得，催化劑的制備方法簡單，水楊酰胺選擇性高，反應(yīng)條件溫的優(yōu)點。
文檔編號C07C231/10GK101053830SQ20071006182
公開日2007年10月17日 申請日期2007年4月25日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月25日
發(fā)明者孫予罕, 魏偉, 彭偉才, 趙寧, 肖福魁, 趙文波, 李軍平, 王秀芝 申請人:中國科學(xué)院山西煤炭化學(xué)研究所