[發明專利]一種制備烷基苯腈的方法

無效

• 申請號: 200810096417.7
• 申請日: 2008-05-06
• 公開（公告）號: CN101265213A
• 公開（公告）日: 2008-09-17
• 發明（設計）人: 謝光勇;劉娜
• 申請（專利權）人: 中南民族大學
• 主分類號: C07C255/50
• 分類號: C07C255/50;C07C253/24
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種制備烷基苯腈的新方法及氨氧化專用催化劑。它屬于有機化學技術領域，也屬于有機精細化學品技術領域。

背景技術

烷基苯腈是非常重要的精細化學品和有機合成中間體；由于腈基具有較好的反應活性，通過烷基苯腈還可以制備烷基苯甲酸、烷基苯甲酰胺、烷基苯胺、氰基苯甲酸等一系列精細化學品，廣泛應用于醫藥、農藥、顏料、染料、橡膠、光電材料等領域。

烷基苯腈的制備方法按反應原料可以分為以下幾種：一是烷基苯胺重氮化法，二是烷基苯甲酸氨化法，三是烷基苯甲醛肟化脫水法，四是二烷基苯氨氧化法。前面三種方法存在原料較貴、反應路線長、污染環境、成本高等缺點，不適宜進行大規模工業化生產。

氨氧化法是制備芳香腈類化合物的最重要和經濟的方法之一。二烷基苯(如二甲苯)直接氨氧化可以得到苯二腈和烷基苯腈兩種產物，一般烷基苯腈作為苯二腈的副產物；控制二烷基苯氨氧化反應停留在烷基苯腈階段，從而制備烷基苯腈，無疑是非常誘人的設想，然而到目前為止仍沒有解決選擇性過低的問題。其主要原因是二烷基苯中的兩個烷基具有等同性，為了使苯環上的烷基發生氨氧化反應，溫度需高達400℃左右。在如此高的溫度和實際反應條件下很難控制反應僅發生于一個烷基，而是會繼續進行第二個烷基的轉化。如以叔丁基甲苯為原料通過氣相氨氧化方法制備叔丁基苯腈時，反應一般需要400℃左右的高溫，此時叔丁基也極易發生反應，導致產物叔丁基苯腈的選擇性很低，易生成苯二甲腈(Chmyr?I?M，Bukeikhanov?N?R，Suvorov?B?V.Oxidative?Ammonolysis?ofp-Tert-Butyltoluene?in?the?Presence?of?a?Vanadium-Titanium?Catalyst.lzv?Akad?NaukKaz?SSR，Ser?Khim，1982，(3)：61-64.)為提高生成單腈的選擇性，可以降低反應溫度，如在100～200℃時進行液相氨氧化反應；研究發現，隨著反應溫度的降低，烷基苯腈的選擇性增加；但是，反應溫度過低，二烷基苯的轉化率和產物的收率均很低，達不到應用的要求。因此，直接氨氧化法難以成為烷基苯腈的合成反應。

當苯環上帶有兩個不同的反應基團時，選擇性有所提高。例如，甲基異丙基苯氨氧化反應時，兩個潛在的反應基團存在明顯差異，甲基異丙基苯中異丙基α碳上的氫的離解能小于甲基中氫的離解能，異丙基具有更高的活性，優先發生反應，因此，產品中除有二腈外，還有相當部分甲基苯腈。

一般認為氨氧化反應的第一步是烷基首先發生碳氫鍵的斷裂，我們的思路是在烷基苯中引入一個氯甲基，由于C-Cl鍵的鍵能(339kJ·mol^-1)遠低于烷基中C-H鍵的鍵能(414kJ·mol^-1)，C-Cl鍵較容易斷裂形成自由基，因此，烷基芐氯中氯甲基反應活性比烷基高得多，在沸點以上即可發生氨氧化反應，反應溫度比烷基苯氨氧化反應溫度低100～200℃，極大提高了反應的選擇性。因此本發明人提出一種制備烷基苯腈的新方法及氨氧化專用催化劑，即以烷基苯為原料，先氯甲基化得到烷基芐氯，然后通過氨氧化反應制備烷基苯腈。該方法原料價廉易得，反應路線短，反應溫度低，收率高，選擇性高；具有較高的經濟價值和較好的應用前景。

發明目的

本發明的目的是提供一種制備烷基苯腈的新方法，即以烷基苯為原料，先氯甲基化得到烷基芐氯，然后通過氨氧化反應制備烷基苯腈。

本發明的目的還提供一種上述氨氧化反應所用的高效催化劑V_aCr_bC_cD_dE_eO_x及制備方法，它是以硅膠或三氧化二鋁為載體負載的釩、鉻為主催化劑的五組分氧化物體系。這種催化劑不僅具有較高選擇性和活性，且成本低、熱穩定性和機械強度較好。

發明內容

本發明提供一種制備烷基苯腈的新方法，該方法以價廉易得的烷基苯為原料，先氯甲基化得到烷基芐氯，然后通過氨氧化反應制備烷基苯腈。反應式如下：

其中R為C1～C30的直鏈、支鏈或環狀烷基。