一种合成2,6-二羟基-3-氰基-4-三氟甲基吡啶的催化剂及其应用制造技术

本发明专利技术公开了提供一种合成2,6‑二羟基‑3‑氰基‑4‑三氟甲基吡啶的催化剂及其应用，其在优化条件下能催化三氟乙酰乙酸乙酯和氰基乙酰胺的反应,具有较高的产物收率。催化剂为TaON@SiO2纳米催化剂。

A catalyst for the synthesis of 2,6- two hydroxyl -3- cyano -4- three fluoromethylpyridine and its application

The invention discloses a catalyst for the synthesis of 2,6_dihydroxy_3_cyano_4_trifluoromethylpyridine and its application, which can catalyze the reaction of ethyl trifluoroacetoacetate and cyanoacetamide under optimized conditions and has high yield. The catalyst is TaON@SiO2 nano catalyst.

【技术实现步骤摘要】
一种合成2,6-二羟基-3-氰基-4-三氟甲基吡啶的催化剂及其应用
本专利技术涉及一种合成2,6-二羟基-3-氰基-4-三氟甲基吡啶的催化剂及其应用,属于合成催化

技术介绍
近年来，由于氟啶虫酰胺杀菌活性化合物的杀菌谱广、毒力高、用量少的特点，使其在农药研究中越来越受到重用。2,6-二羟基-3-氰基-4-三氟甲基吡啶作为其合成过程中的重要中间体，对于提高氟啶虫酰胺的收率，缩短生产时间，降低反应能耗和废物排放具有重要意义。2,6-二羟基-3-氰基-4-三氟甲基吡啶的合成过程中，催化剂具有很重要的作用，寻求一种合成2,6-二羟基-3-氰基-4-三氟甲基吡啶的关键技术在于开发活性高的新型催化剂。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种合成2,6-二羟基-3-氰基-4-三氟甲基吡啶的催化剂，其在优化条件下能催化三氟乙酰乙酸乙酯和氰基乙酰胺的反应生成2,6-二羟基-3-氰基-4-三氟甲基吡啶,具有较高的产物收率。一种合成2,6-二羟基-3-氰基-4-三氟甲基吡啶的催化剂，其特征在于，催化剂为TaON@SiO2纳米催化剂。TaON@SiO2纳米催化剂制备方法如下：步骤1、将Ta2O5和纳米氧化硅用研磨的方法均匀混合，然后将得到的混合物置于刚玉方舟中,放入真空管式高温炉中；步骤2、将NH3先通入含水的集气瓶，然后将集气瓶中收集的NH3以的90ml/min流速连续地注入到真空管式高温炉中，得到TaON注入真空管式高温炉的过程中,真空管式高温炉的锻烧温度为900℃,注入时间为10小时；步骤3、将上述TaON分散到的100ml乙醇中,转移到装有1.5L氨水的的三口烧瓶中,将温度升高到60℃,加热1h,然后加入的15ml的TEOS，继续搅拌6h，将得到的浆料过滤,用乙醇洗涤3次,最后得到TaON@SiO2催化剂。所述的催化剂在合成2,6-二羟基-3-氰基-4-三氟甲基吡啶的应用，合成条件为：步骤1、在装有机械搅拌、温度计和冷凝管的500mL四口烧瓶中，氮气保护下加入180g乙酸乙酯，搅拌下用冰盐水将体系降温至-5℃，快速加入45g固体乙醇钠，慢慢滴加94g三氟乙酸乙酯，滴毕，保温2h然后慢慢升温至50℃，保温反应4h；步骤2、反应完毕加装精馏柱，当蒸出物中乙醇含量小于0.1%时，停止精馏；降温后加入280g无水邻二氯苯，减压除去低沸物乙酸乙酯，釜温达98℃停止，物料冷却至5℃，加浓硫酸调PH=2，保温2h，减压蒸馏得三氟乙酰乙酸乙酯；步骤3、在室温下，向装有TaON@SiO2催化剂的四口圆底烧瓶中，依次加入73.9g的三氟乙酰乙酸乙酯、37g的氰基乙酰胺和50ml乙醇，加热至反应液回流，反应3h；步骤4、向上述溶液中滴加30ml溶有22g氢氧化钾的乙醇溶液，在滴加的过程中会有白色固体析出，维温继续反应8个小时后，停止反应；反应结束后蒸除溶剂，残留物冷却，抽滤，滤渣水洗，烘干得白色粉末状固体，得到产品2,6-二羟基-3-氰基-4-三氟甲基吡啶。有益效果：本专利技术提供了一种合成2,6-二羟基-3-氰基-4-三氟甲基吡啶的催化剂，对于合成具有很好的催化活性，三氟乙酰乙酸乙酯先与氰基乙酰胺生成相应的酰胺，该反应类似酯的胺解，氨基做为亲核试剂进攻酯的羰基碳，经过相应中间态的转换后，脱去烷氧离子，从而得到相应的酰胺；得到的酰胺在催化剂的作用下发生羰基的缩合反应，在碱性条件下亲核基团进攻羰基碳，过度中间态经过一系列转化后，在高温下脱除一分子水，得到产物；对比试验采用不同的碱对反应收率的影响，根据实验结果，不同碱对反应收率的影响十分显著，当采用氢氧化钾作为碱时；效果比较好，不仅提高了产物的纯度和收率，而且在一定程度上抑制了副反应的产生，提高中间体的选择性。具体实施方式实施例1一种中间体2,6-二羟基-3-氰基-4-三氟甲基吡啶的合成方法，其特征在于该方法包括以下步骤：步骤1、在装有机械搅拌、温度计和冷凝管的500mL四口烧瓶中，氮气保护下加入180g乙酸乙酯，搅拌下用冰盐水将体系降温至-5℃，快速加入45g固体乙醇钠，慢慢滴加94g三氟乙酸乙酯，滴毕，保温2h然后慢慢升温至50℃，保温反应4h；步骤2、反应完毕加装精馏柱，当蒸出物中乙醇含量小于0.1%时，停止精馏；降温后加入280g无水邻二氯苯，减压除去低沸物乙酸乙酯，釜温达98℃停止，物料冷却至5℃，加浓硫酸调PH=2，保温2h，减压蒸馏得三氟乙酰乙酸乙酯；步骤3、在室温下，向装有2.0gTaON@SiO2催化剂的四口圆底烧瓶中，依次加入73.9g的三氟乙酰乙酸乙酯、37g的氰基乙酰胺和50ml乙醇，加热至反应液回流，反应3h；步骤4、向上述溶液中滴加30ml溶有22g氢氧化钾的乙醇溶液，在滴加的过程中会有白色固体析出，维温继续反应8个小时后，停止反应。反应结束后蒸除溶剂，残留物冷却，抽滤，滤渣水洗，烘干得白色粉末状固体，得到产品2,6-二羟基-3-氰基-4-三氟甲基吡啶。所述的TaON@SiO2纳米催化剂制备方法如下：步骤1、将12gTa2O5和6g纳米氧化硅用研磨的方法均匀混合，然后将得到的混合物置于刚玉方舟中,放入真空管式高温炉中；步骤2、将NH3先通入含水的集气瓶，然后将集气瓶中收集的NH3以的90ml/min流速连续地注入到真空管式高温炉中，得到TaON注入真空管式高温炉的过程中,真空管式高温炉的锻烧温度为900℃,注入时间为10小时；步骤3、将上述8.0gTaON分散到的100ml乙醇中,转移到装有1.5L氨水的的三口烧瓶中,将温度升高到60℃,加热1h,然后加入的15ml的TEOS，继续搅拌6h，将得到的浆料过滤,用乙醇洗涤3次,最后得到TaON@SiO2催化剂。实施例2步骤3、在室温下，向装有2.0gTaON@SiO2催化剂的四口圆底烧瓶中，依次加入53.2g的三氟乙酰乙酸乙酯、37g的氰基乙酰胺和50ml乙醇，加热至反应液回流，反应3h；其余步骤同实施例1。实施例3步骤3、在室温下，向装有2.0gTaON@SiO2催化剂的四口圆底烧瓶中，依次加入36.8g的三氟乙酰乙酸乙酯、37g的氰基乙酰胺和50ml乙醇，加热至反应液回流，反应3h；其余步骤同实施例1。实施例4步骤3、在室温下，向装有2.0gTaON@SiO2催化剂的四口圆底烧瓶中，依次加入18.4g的三氟乙酰乙酸乙酯、37g的氰基乙酰胺和50ml乙醇，加热至反应液回流，反应3h；其余步骤同实施例1。实施例5步骤3、在室温下，向装有2.0gTaON@SiO2催化剂的四口圆底烧瓶中，依次加入9.2g的三氟乙酰乙酸乙酯、37g的氰基乙酰胺和50ml乙醇，加热至反应液回流，反应3h；其余步骤同实施例1。实施例6步骤3、在室温下，向装有2.0gTaON@SiO2催化剂的四口圆底烧瓶中，依次加入73.9g的三氟乙酰乙酸乙酯、18.5g的氰基乙酰胺和50ml乙醇，加热至反应液回流，反应3h；其余步骤同实施例1。实施例7步骤3、在室温下，向装有2.0gTaON@SiO2催化剂的四口圆底烧瓶中，依次加入73.9g的三氟乙酰乙酸乙酯、7.4g的氰基乙酰胺和50ml乙醇，加热至反应液回流，反应3h；其余步骤同实施例1。实施例8步骤3、在室温下，向装有2.0gTaON@SiO2催化剂的四口圆底烧瓶中，依次加入73.9g的三本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种合成2,6‑二羟基‑3‑氰基‑4‑三氟甲基吡啶的催化剂，其特征在于，催化剂为TaON@SiO2纳米催化剂。

【技术特征摘要】
1.一种合成2,6-二羟基-3-氰基-4-三氟甲基吡啶的催化剂，其特征在于，催化剂为TaON@SiO2纳米催化剂。2.根据权利要求1所述一种合成2,6-二羟基-3-氰基-4-三氟甲基吡啶的催化剂，其特征在于，TaON@SiO2纳米催化剂制备方法如下：步骤1、将Ta2O5和纳米氧化硅用研磨的方法均匀混合，然后将得到的混合物置于刚玉方舟中,放入真空管式高温炉中；步骤2、将NH3先通入含水的集气瓶，然后将集气瓶中收集的NH3以的90ml/min流速连续地注入到真空管式高温炉中，得到TaON注入真空管式高温炉的过程中,真空管式高温炉的锻烧温度为900℃,注入时间为10小时；步骤3、将上述TaON分散到的100ml乙醇中,转移到装有1.5L氨水的的三口烧瓶中,将温度升高到60℃,加热1h,然后加入的15ml的TEOS，继续搅拌6h，将得到的浆料过滤,用乙醇洗涤3次,最后得到TaON@SiO2催化剂。3.如权1所述的催化剂在合成2,6-二羟基-3-氰基-4-三氟甲基吡啶的应用，...

【专利技术属性】
技术研发人员：卓朝旦，刘东明，
申请(专利权)人：长乐智高生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：福建,35