[發(fā)明專利]吡咯及其制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710066673.0
• 申請(qǐng)日: 2017-02-07
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106831527A
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-06-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李修剛;張玲鈺;楊航周;黃啟朋;孔雷
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 銅仁學(xué)院
• 主分類號(hào): C07D207/323
• 分類號(hào): C07D207/323;B01J27/053
• 代理公司: 北京超凡志成知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)11371
• 代理人: 李進(jìn)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及化學(xué)制備領(lǐng)域，且特別涉及一種吡咯及其制備方法。

背景技術(shù)

吡咯是一種重要的有機(jī)制備及醫(yī)藥中間體。很多重要的藥物都可以從吡咯制備。吡咯是許多有機(jī)化合物的優(yōu)良溶劑，能溶劑多種無(wú)機(jī)鹽類，如氯化銅、氯化鋅等。同時(shí)，吡咯作為新材料應(yīng)用領(lǐng)域很廣。吡咯可以用來(lái)制備導(dǎo)電聚合物，作為高能充電電池的電極材料、微波吸收材料及固體電解質(zhì)。吡咯可以用來(lái)制備生物材料、涂層材料。吡咯在食物中廣泛使用。因此，吡咯的需求量很大。

但目前，我國(guó)對(duì)吡咯的生產(chǎn)工藝相對(duì)落后，生產(chǎn)成本高，導(dǎo)致吡咯的價(jià)格較昂貴，而且還不能大規(guī)模生產(chǎn)，這樣就限制了吡咯的應(yīng)用及進(jìn)一步發(fā)展。因此，尋求一種高效、簡(jiǎn)單的生產(chǎn)吡咯的制備方法，具有十分重要的經(jīng)濟(jì)意義和社會(huì)意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種吡咯的制備方法，該方法在固體超強(qiáng)酸作為催化劑的條件下，利用了價(jià)格較低且來(lái)源廣泛的呋喃與氨反應(yīng)制備吡咯，工藝流程簡(jiǎn)單，降低了反應(yīng)溫度，提高了產(chǎn)率，可批量生產(chǎn)。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種由上述制備方法制得的吡咯，產(chǎn)物純度高。

本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題是采用以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

本發(fā)明提出一種吡咯制備方法，包括：在水蒸氣存在的條件下，以固體超強(qiáng)酸為催化劑使呋喃與氨反應(yīng)。

本發(fā)明提出一種吡咯，由上述制備方法制備而成。

本發(fā)明實(shí)施例的吡咯及其制備方法的有益效果是：以呋喃、氨為反應(yīng)物、固體超強(qiáng)酸為催化劑進(jìn)行反應(yīng)制備吡咯，工藝流程簡(jiǎn)單。該制備方法采用負(fù)載硫酸根離子的金屬氧化物為催化劑，可以相對(duì)較低的反應(yīng)溫度如360℃進(jìn)行反應(yīng)，較其他的吡咯制備方法的反應(yīng)溫度低，降低了生產(chǎn)難度。制得的吡咯的摩爾收率為98.5％、GC含量為99.8％，提高了產(chǎn)率，可批量生產(chǎn)。該制備方法采用來(lái)源廣泛且價(jià)格低的呋喃作為原料，具有很大的經(jīng)濟(jì)效益。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，應(yīng)當(dāng)理解，以下附圖僅示出了本發(fā)明的某些實(shí)施例，因此不應(yīng)被看作是對(duì)范圍的限定，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他相關(guān)的附圖。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例4的吡咯的氣相色譜圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。實(shí)施例中未注明具體條件者，按照常規(guī)條件或制造商建議的條件進(jìn)行。所用試劑或儀器未注明生產(chǎn)廠商者，均為可以通過(guò)市售購(gòu)買獲得的常規(guī)產(chǎn)品。

下面對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的吡咯及其制備方法進(jìn)行具體說(shuō)明。

本發(fā)明實(shí)施例提供的一種吡咯的制備方法，包括：在水蒸氣存在的條件下，以固體超強(qiáng)酸為催化劑使呋喃與氨反應(yīng)。

吡咯又名氮雜茂，為五元雜環(huán)化合物，是許多重要生化物質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)。吡咯的制備方法很多，工業(yè)上制備較多采用吡咯烷脫氫法，生產(chǎn)成本高，導(dǎo)致了吡咯價(jià)格的昂貴，目前市場(chǎng)售價(jià)約為30～35萬(wàn)元/噸，而且還不能大規(guī)模生產(chǎn)，限制了吡咯的應(yīng)用及進(jìn)一步發(fā)展。

本發(fā)明實(shí)施例中，以呋喃和氨為原料，在催化劑的存在下，反應(yīng)生成吡咯。呋喃來(lái)源廣泛且價(jià)格低，售價(jià)約為3萬(wàn)元/噸，因此由呋喃制備吡咯具有很大的經(jīng)濟(jì)效益。反應(yīng)方程式如(1)：

由式(1)可知，呋喃與氨反應(yīng)生成吡咯是氧原子置換反應(yīng)，從結(jié)構(gòu)式可知，呋喃為五元雜環(huán)化合物，具有大π鍵，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。通常需要在高溫和高選擇性的催化劑存在下完成反應(yīng)。

通常由于催化劑活化時(shí)間的問(wèn)題，催化劑的壽命較短，無(wú)法滿足實(shí)際工業(yè)需要。而在反應(yīng)中加入水蒸氣，極大地延長(zhǎng)了催化劑的活化時(shí)間，使得反應(yīng)時(shí)間延長(zhǎng)。

固體超強(qiáng)酸是一種新型催化材料，克服了液體酸的特點(diǎn)，具有容易與反應(yīng)物分離、可重復(fù)使用、不腐蝕反應(yīng)器、減少催化劑公害的優(yōu)點(diǎn)。經(jīng)發(fā)明人的研究發(fā)現(xiàn)，固體超強(qiáng)酸因其超強(qiáng)的酸性，在呋喃制備吡咯的反應(yīng)中，顯示出較高的活性。固體超強(qiáng)酸主要有負(fù)載型固體超強(qiáng)酸，是把液體超強(qiáng)酸負(fù)載于金屬氧化物等一類；混合無(wú)機(jī)鹽類，由無(wú)機(jī)鹽復(fù)配而成；氟代磺酸化離子交換樹(shù)脂；硫酸根離子酸性金屬氧化物；負(fù)載金屬氧化物的固體超強(qiáng)酸。硫酸根離子酸性金屬氧化物因不含有鹵原子，不會(huì)污染環(huán)境，可在高溫下重復(fù)使用。