[發明專利]一種2,5-二氰基呋喃催化加氫合成2,5-二甲胺基呋喃的方法

有效

• 申請號: 201611088469.0
• 申請日: 2016-12-01
• 公開（公告）號: CN108129426B
• 公開（公告）日: 2021-06-29
• 發明（設計）人: 徐杰;徐永明;馬繼平;高進;苗虹;賈秀全
• 申請（專利權）人: 中國科學院大連化學物理研究所
• 主分類號: C07D307/52
• 分類號: C07D307/52
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 馬馳

一種2,5?二氰基呋喃催化加氫合成2,5?二甲胺基呋喃的方法，該方法以介孔和微孔分子篩負載的活性金屬組分為催化劑，將2,5?二氰基呋喃高選擇性的加氫轉化為2,5?二甲胺基呋喃。該催化體系反應條件溫和，操作簡單；制得的2,5?二甲胺基呋喃產品純度高；使用的多相催化劑制備過程簡單，活性和選擇性高，易與反應體系分離，多次重復使用后仍能保持較高活性。

技術領域

本發明涉及一種2,5-二氰基呋喃催化加氫合成2,5-二甲胺基呋喃的方法，該方法以介孔和微孔分子篩負載的活性金屬組分為催化劑，將2,5-二氰基呋喃高選擇性的加氫轉化為2,5-二甲胺基呋喃。

背景技術

2,5-二甲胺基呋喃是一類重要的化工原料和中間體，在醫藥、染料、農藥等領域有重要應用。2,5-二甲胺基呋喃具有聚合物單體的特征，可以通過聚合反應合成新型的聚氨酯和聚酰胺類高分子材料。此外。2,5-二甲胺基呋喃可進一步加氫得到己二胺產品。因此，開發2,5-二甲胺基呋喃的合成路線，具有很大的應用前景。

經查閱文獻，目前未見有2,5-二氰基呋喃催化加氫合成2,5-二甲胺基呋喃的報道。

與該反應較為類似的報道是2-氰基呋喃加氫到2-甲胺基呋喃。Chen Feng等人使用氫氧化銨為氮源，水和異丙醇做混合溶劑，氫氣壓力0.5MPa，85℃反應2h，得到了82％的2-甲胺基呋喃的收率(J.Am.Chem.Soc.,2016,138,8781-8788.)。Adam等人報道了一種復雜的均相Ru絡合物催化劑，催化2-氰基呋喃加氫還原到2-甲胺基呋喃，異丙醇做溶劑，150℃反應3h，收率為75％(Chem-EurJ,2016,22,4991-5002.)。Gunanathan等人同樣使用均相Ru催化體系，甲苯做溶劑，氫氣壓力5.5MPa，135℃反應3h，糠胺收率為62％(Eur.J.Inorg.Chem.,2011,22,3381-3386.)。以上研究表明，在2-氰基呋喃的加氫過程中，存在的主要問題是反應過程中會生成活性較高的亞胺中間體，亞胺容易發生自身的聚合等副反應，生成相應的二級胺和三級胺副產物。此外，目前研究使用的均相催化劑也存在著難以重復使用的問題。因此，開發具有更高活性和選擇性、可重復使用的2,5-二氰基呋喃加氫的催化體系，具有重要意義。

發明內容

本發明目的在于提供一種2,5-二氰基呋喃催化加氫合成2,5-二甲胺基呋喃的方法，該方法以介孔和微孔分子篩負載的活性金屬組分為催化劑，將2,5-二氰基呋喃高選擇性的加氫轉化為2,5-二甲胺基呋喃。

本發明中所用活性金屬組分為Pd、Pt、Ni、Rh、Ru、Re、Co、Cu、Fe中的一種或多種。催化劑載體為介孔和微孔分子篩SBA-15、MCM-41、ZSM-5、β型分子篩、Y型分子篩中的一種或多種。載體的比表面積為300-1000m²/g，Si/Al為50-200?；钚越饘俳M分按金屬計與載體的質量比為0.002-0.150。

本發明所述催化劑的制備過程為：按所需比例將活性金屬組分前體的水溶液與載體混合均勻并充分浸漬，110℃烘干，最后用30mL/min氫氣于200℃還原2h。所述活性金屬組分前體為對應金屬的鹽酸鹽、硫酸鹽、硝酸鹽、醋酸鹽中的一種或者多種。

本發明加氫反應所用催化劑中所含金屬的量與反應底物的物質的量之比為10^-4-10^-1。

反應在壓力反應器中進行，其中加氫反應的氫氣分壓為0.5-6.0MPa，優化的氫氣分壓為2.0-3.5MPa；反應溫度為70-250℃，優化的最佳反應溫度為110-130℃；反應時間為0.5-20h，優化的最佳反應時間為3-6h。

催化劑的循環使用采用如下方法進行，反應結束后，采用離心的方法將催化劑分離出來，所得固體用甲醇洗滌，干燥后，即用于下一輪催化加氫反應。

與現有技術相比，本發明具有如下優點：