本發(fā)明屬于有機(jī)化工的
技術(shù)領(lǐng)域：
，涉及5-甲基-3,4二氫吡啶-2(1h)-酮(簡稱：吡啶酮，cas號(hào)：91936-25-3)化工中間體合成的方法，更具體地，涉及一種以3-甲基-2-(4-嗎啉基)環(huán)丁酸甲酯(簡稱：環(huán)丁物，cas號(hào)：91936-24-2)為原料，經(jīng)催化氨解合成吡啶酮，收率不低于80％。本發(fā)明的特點(diǎn)具有工藝路線簡單、催化劑廉價(jià)易回收、工業(yè)廢水量少、產(chǎn)品收率高等優(yōu)點(diǎn)。
背景技術(shù)：
：吡啶酮，結(jié)構(gòu)如式(1)所示，是一種重要的化工中間體，其經(jīng)氯化即可生成2-氯-5-甲基吡啶和2,3-二氯-5-甲基吡啶，兩者都是十分重要的農(nóng)藥和醫(yī)藥中間體。其中，2-氯-5-甲基吡啶可以合成農(nóng)藥吡蟲啉、啶蟲脒、噻蟲啉、烯啶蟲胺等。2,3-二氯-5-甲基吡啶可以合成高效農(nóng)藥吡氟氯禾靈、定蟲隆、氟啶胺等。目前，公開報(bào)道合成吡啶酮的文獻(xiàn)較少，us4473696描述了先將環(huán)丁物進(jìn)行酸解合成4-甲醛基戊酸甲酯，4-甲醛基戊酸甲酯再和醋酸銨反應(yīng)得到吡啶酮。此工藝存在的主要問題是環(huán)丁物酸解的過程中，生成大量的高含鹽廢水，工業(yè)生產(chǎn)中嗎啉回收難度大，難以滿足環(huán)保的要求。為此，本發(fā)明專利提供了一種環(huán)丁物催化氨解合成吡啶酮的制備方法，不產(chǎn)生高含鹽廢水，嗎啉回收簡單，該具有工藝路線簡單、產(chǎn)品收率高、催化劑簡單易回收套用等優(yōu)點(diǎn)，適合工業(yè)化生產(chǎn)，具有廣闊的應(yīng)用前景。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明屬于有機(jī)化工的
技術(shù)領(lǐng)域：
，涉及吡啶酮化工中間體的合成方法，更具體地，涉及一種以環(huán)丁物為原料，經(jīng)催化氨解一步法合成吡啶酮，收率不低于80％。本發(fā)明的特點(diǎn)具有工藝路線簡單、催化劑廉價(jià)易回收、工業(yè)廢水量少、產(chǎn)品收率高和適合工業(yè)化生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)。其中，合成吡啶酮的化學(xué)方程式表示如下：一種催化合成5-甲基-3,4二氫吡啶-2(1h)-酮的新方法，具體包括以下步驟：(1)將環(huán)丁物、氨水和回收催化劑加入到高壓釜中，并加熱到設(shè)定溫度，保溫反應(yīng)數(shù)小時(shí)。(2)氨解反應(yīng)結(jié)束后，將反應(yīng)液進(jìn)行過濾，濾餅用水多次洗滌后，回收催化劑循環(huán)套用至步驟(1)。(3)過濾后的濾液進(jìn)行蒸餾回收嗎啉，最后進(jìn)行高真空蒸餾，得到吡啶酮粗品。(4)將吡啶酮粗品進(jìn)行重結(jié)晶，即可得到高純度的吡啶酮產(chǎn)品。上述步驟(1)中，所述的氨水濃度為1％～100％，用量為環(huán)丁物摩爾數(shù)的1～20倍。上述步驟(1)中，所述的催化劑為鐵、鋅、銅、四氧化三鐵、三氧化二鐵、氧化亞鐵、氧化鋅、氧化銅、氧化亞銅、氯化鐵、氯化亞鐵、氯化鋅、氯化銅和氯化亞銅中的一種或多種混合物，用量為環(huán)丁物質(zhì)量的0.01％～20％。上述步驟(1)中，所述的反應(yīng)溫度為50℃～140℃，反應(yīng)時(shí)間為1～10h。上述步驟(4)中，采用的重結(jié)晶溶劑為苯、甲苯、二甲苯、氯苯、鄰二氯苯、乙腈、甲醇、乙醇、氯仿、乙酸乙酯、環(huán)己烷、丁酮和丙酮的一種或多種混合物。本發(fā)明解決了專利us4473696報(bào)道的兩步法合成吡啶酮工藝中高含鹽廢水多的問題，提出了一種工藝路線簡單，環(huán)保，收率及收率高的新合成方法，其具備以下優(yōu)點(diǎn)：(1)工藝路線簡單：環(huán)丁物催化氨解合成吡啶酮為一鍋法，與專利us4473696報(bào)道的兩步法相比，該工藝路線簡單，具有生產(chǎn)成本低、設(shè)備投資少的優(yōu)點(diǎn)；(2)廢水量少，工藝環(huán)保：環(huán)丁物催化氨解合成吡啶酮廢水量少，能有效地解決兩步法酸解工藝中廢水量大的問題，工藝路線環(huán)保，易于工業(yè)化生產(chǎn)；(3)產(chǎn)品收率高：環(huán)丁物催化氨解合成吡啶酮，原料轉(zhuǎn)化率高，產(chǎn)品收率不低于80％；(4)催化劑廉價(jià)易回收套用：本發(fā)明中涉及的催化劑為常見的金屬無機(jī)化合物，價(jià)格低廉，催化效果好，并且反應(yīng)結(jié)束后催化劑不溶于反應(yīng)釜液，易回收套用。具體實(shí)施方式為了方便本領(lǐng)域技術(shù)人員更好的理解本發(fā)明，下面結(jié)合具體事例對本專利做進(jìn)一步詳細(xì)的描述。但是，應(yīng)當(dāng)說明，技術(shù)人員通過適當(dāng)改變相關(guān)條件而實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，而其改變對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是顯而易見的，均被視為包括在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍之內(nèi)。此外，實(shí)施例中除非另有說明，其中的“％”均指“質(zhì)量百分比”。實(shí)施例1將340.41g環(huán)丁物(含量80.37％)、15％的氨水872.85g(氨水與環(huán)丁物的摩爾比為6:1)和鐵粉10.21g(催化劑用量為環(huán)丁物質(zhì)量的3％)加入到2l的高壓釜中，控制攪拌速度400r/min，60℃保溫反應(yīng)3h。隨后，將得到的反應(yīng)釜液進(jìn)行抽濾，并用155.47g水少量多次洗滌濾餅，得到潮濕催化劑25.38g，濾液1365.15g。然后常壓蒸餾濾液，回收氨水1031.85g，濃度9.78％，負(fù)壓蒸餾回收嗎啉192.43g，濃度49.16％。最后釜料經(jīng)高真空蒸餾得到吡啶酮粗品134.51g，含量為74.24％。吡啶酮粗品再經(jīng)氯苯重結(jié)晶和干燥后得到白色晶狀吡啶酮94.85g，純度98.95％，收率為65.83％。實(shí)施例2-5在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上，采用不同濃度的氨水(摩爾數(shù)不變)，其它條件不變。所得結(jié)果如表1所示。表1不同的氨水濃度對產(chǎn)品收率的影響實(shí)施例編號(hào)氨水濃度/％吡啶酮收率/％實(shí)施例2560.14實(shí)施例31063.87實(shí)施例42064.51實(shí)施例52562.95實(shí)施例6-10在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上，采用不同的催化劑體系，其它條件不變。所得結(jié)果如表2所示。表2不同的催化劑體系對產(chǎn)品收率的影響實(shí)施例10-13在實(shí)施例9的基礎(chǔ)上，考察催化劑用量對產(chǎn)物收率的影響，結(jié)果見表3。表3催化劑用量對產(chǎn)品收率的影響實(shí)施例編號(hào)催化劑質(zhì)量/環(huán)丁物質(zhì)量(％)收率/％實(shí)施例10170.82實(shí)施例11573.36實(shí)施例12773.68實(shí)施例13972.96實(shí)施例14-17在實(shí)施例9的基礎(chǔ)上，采用不同的反應(yīng)溫度，其它條件不變。所得結(jié)果如表4所示。表4不同的反應(yīng)溫度對產(chǎn)品收率的影響實(shí)施例編號(hào)反應(yīng)溫度/℃收率/％實(shí)施例146575.32實(shí)施例157577.28實(shí)施例168580.63實(shí)施例179578.56實(shí)施例18-21在實(shí)施例16的基礎(chǔ)上，采用不同的反應(yīng)時(shí)間，其它條件不變。所得結(jié)果如表5所示。表5不同的反應(yīng)時(shí)間對產(chǎn)品收率的影響實(shí)施例編號(hào)反應(yīng)時(shí)間/h吡啶酮收率/％實(shí)施例18270.66實(shí)施例19480.21實(shí)施例20580.32實(shí)施例21680.66實(shí)施例22-27在實(shí)施例16的基礎(chǔ)上，考察催化劑套用次數(shù)對產(chǎn)物收率的影響，其他條件不變。所得結(jié)果如表6所示。表6催化劑套用次數(shù)對產(chǎn)品收率的影響實(shí)施例編號(hào)套用次數(shù)吡啶酮收率/％實(shí)施例22080.63實(shí)施例23180.46實(shí)施例24280.51實(shí)施例25380.36實(shí)施例26480.33實(shí)施例27580.28實(shí)施例28-31在實(shí)施例16的基礎(chǔ)上，考察重結(jié)晶溶劑對吡啶酮粗品(含量80.31％)的提純效果，其他條件不變，所得結(jié)果見表7。表7重結(jié)晶溶劑對吡啶酮粗品的提純效果當(dāng)前第1頁12