一种选择性制备糠胺或四氢糠胺的方法技术

本发明专利技术公开了一种选择性制备糠胺或四氢糠胺的方法，以糠醇为原料，以金属镍为催化剂，在无氢气条件下，经还原氨化反应制备得到糠胺；在氢气条件下，经还原氨化反应制备得到四氢糠胺。本发明专利技术提供了一种选择性制备糠胺或四氢糠胺的方法，以糠醇为原料，采用非均相催化剂，在相同的原料、催化体系以及基本相同的工艺条件下，通过引入氢气来改变产物的选择性。

A method for selective preparation of furfuryl amine or four hydrogen furfuryl amine

The invention discloses a method for selective preparation of furfuryl amine or four hydrogen furfuryl amine, furfuryl alcohol as raw material, with metal nickel as catalyst in hydrogen conditions by reductive amination is prepared by reaction of furfuryl amine; in hydrogen conditions by reductive amination reaction to prepare four hydrogen furfuryl amine. The invention provides a method for selective preparation of furfuryl amine or four hydrogen furfuryl amine, furfuryl alcohol as raw material, using a heterogeneous catalyst in the same raw materials, catalytic system and the same basic conditions, by introducing hydrogen to change the selectivity of the product.

【技术实现步骤摘要】
一种选择性制备糠胺或四氢糠胺的方法
本专利技术涉及有机合成领域，具体涉及一种选择性制备糠胺或四氢糠胺的方法。
技术介绍
糠胺又称2-呋喃甲胺，化学式为C5H7NO，结构式为糠胺是一种重要的有机合成中间体和化工产品，糠胺及其衍生物广泛应用于医药工业，如与2，4-二氯-5-氨磺酞基苯甲酸缩合，可制得强效利尿药“速尿”，利尿作用强且效果快，是治疗严重水肿的必需药物；此外，糠胺还用作腐蚀抑制剂、助焊剂等。与一般的伯胺一样，糠胺可以在金属催化剂的作用下，由糠醛还原氨化制备，但由于糠醛性质活泼，通常反应得到的都是伯胺、仲胺以及叔胺的混合物，伯胺的选择性较低，而以糠醇为原料，目的产物糠胺的选择性较高，但目前由糠醇还原氨化制备糠胺的报道较少，且只有均相金属配合物催化剂被用于此反应。如公开号为WO2010018570的美国专利，采用Ru-吖啶配合物为催化剂，催化糠醇直接与NH3反应制备糠胺，糠醇10mmol，氨压7.5atm，溶剂甲苯3ml，回流反应12h，糠醇转化率达到100％，产物糠胺收率达到94.8％。又如公开号为WO2012076560的美国专利采用Ru3(CO)12与吡咯配体为催化剂，催化糠醇与NH3反应制备糠胺，反应在氩气气氛下，将原料糠醇0.098g，羰基钌0.0128g，吡咯配体0.0204g，溶剂2-甲基-2-丁醇1ml加入50ml反应器中，20bar氩气压力吹扫反应器三次，然后加入0.6g氨，在150℃下反应20小时，转化率达到99％，糠胺的收率达到71％。但由于均相体系价格昂贵，且难以分离，因此，开发出一种非均相的催化反应体系具有重要的实用价值。四氢糠胺又称2-四氢糠胺，分子式为C5H11NO，结构式为四氢糠胺作为合成药物、橡胶和香水等化工产品的重要中间体。目前，四氢糠胺的制备主要是以糠醛为原料，先通过还原氨化制备糠胺然后进一步加氢或者先加氢制备四氢糠醇然后氨化，此外还有2-氰基呋喃催化加氢的方法。如公开号为JP60178877的日本专利以糠醛的加氢产物四氢糠醇为原料，用Ni催化剂催化四氢糠醇还原氨化制备四氢糠胺，在50ml反应釜中加入10.2g四氢糠醇，3.4g液氨，Ni催化剂1.0g，在200℃，100kg/cm2的压力下反应5小时，四氢糠醇转化率15.4％，四氢糠胺选择性98.3％。又如公开号为JP2008143832的日本专利中采用2-氰基呋喃加氢制备四氢糠胺，在500ml反应釜中加入原料30g，溶剂2-(二甲基胺)乙醇120g，5wt％的Rh/Al2O3催化剂0.3g，5wt％Pd/Al2O3催化剂1.5g，氮气吹扫后通入2MPaH2，60℃反应9小时。然后将反应温度上升到110℃，再反应5小时，原料转化率达到100％，四氢糠胺收率达到92％。也有直接由糠醛制备四氢糠胺的报道，如公开号为US4598159的美国专利用雷尼镍催化糠醛还原氨化制备四氢糠胺，反应在50cc的反应釜中进行，加入0.5g雷尼镍催化剂，溶剂二氧六环5.0g，液氨1.1g，并加入10.12g四氢糠胺，在150℃下反应6小时，转化率达到100％，四氢糠胺收率达到89％。而反应中以四氢糠胺为溶剂，不可避免的引入仲胺和叔胺的副产物。虽然糠胺和四氢糠胺的制备均可以糠醛为原料，但是四氢糠胺的制备通常是先通过糠醛合成四氢糠胺或者四氢糠醇，然后进一步的加氢或者氨化，两步的反应条件以及催化体系往往是不同的，而直接由糠醛的还原氨化制备四氢糠胺则需要加入产物四氢糠胺作为溶剂，伯胺的选择性也不高。
技术实现思路
本专利技术提供了一种选择性制备糠胺或四氢糠胺的方法，以糠醇为原料，采用非均相催化剂，在相同的原料、催化体系以及基本相同的工艺条件下，通过引入氢气来改变产物的选择性。具体技术方案如下：一种选择性制备糠胺或四氢糠胺的方法，以糠醇为原料，以金属镍为催化剂，在无氢气条件下，经还原氨化反应制备得到糠胺；在氢气条件下，经还原氨化反应制备得到四氢糠胺。本专利技术的技术核心在于以金属镍为催化剂，催化糠醇在氨气条件下发生还原氨化反应制备糠胺，通入氢气后反应的选择性发生变化，目标产物由糠胺转变为四氢糠胺，两个反应的工艺条件基本相同，但却可以实现选择性的控制不同产物的生成。具体为：将糠醇、催化剂与有机溶剂混合，通入氨气，或者是氨气/氢气的共混气至反应器内压力达到0.1～2.0MPa，再加热至120～220℃，经还原氨化反应后，再经后处理选择性得到所述的糠胺或四氢糠胺。作为优选，所述的有机溶剂选自四氢呋喃、二氧六环、甲醇或乙醇；所述的糠醇与催化剂的投料质量比为1：0.05～0.8；所述的有机溶剂与糠醇的体积质量比为15～50mL/g。若以糠胺作为目标产物时，作为优选，通入氨气至反应器内压力达到0.1～0.4MPa，再加热至140～200℃，进行还原氨化反应。进一步优选，通入氨气至反应器内压力达到0.3～0.4MPa，再加热至160～180℃，反应48～60h后制备得到糠胺。优选工艺条件下可以提高糠醇的转化率和目标产物糠胺的选择性。若以四氢糠胺作为目标产物时，作为优选，先通入氨气至反应器内压力达到0.1～0.4MPa，再通入氢气至反应器内压力达到0.5～2.0MPa，加热至140～200℃，进行还原氨化反应。进一步优选，先通入氨气至反应器内压力达到0.3～0.4MPa，再通入氢气至反应器内压力达到0.8～1.5MPa，加热至160～180℃，反应48～60h后制备得到四氢糠胺。优选工艺条件下可以提高糠醇的转化率和目标产物四氢糠胺的选择性。在上述反应条件下，进一步优选：所述的有机溶剂选自四氢呋喃；所述的糠醇与催化剂的投料质量为1：0.5；所述的有机溶剂与糠醇的体积质量比为30mL/g。作为优选，所述的后处理为：将反应液过滤，滤饼经冲洗后可回收得到催化剂；滤液经减压蒸馏后得到最终产物。与现有技术相比，本专利技术具有如下优点：1、本专利技术以糠醇为原料，在金属镍催化剂的作用下，通过引入氢气来改变产物的选择性，加入氢气后，目标产物由糠胺转变为四氢糠胺，两个反应的工艺条件基本相同，但却可以实现选择性的控制不同产物的生成；2、本专利技术以糠醇为原料，简单易得，成本低廉；3、本专利技术采用非均相催化剂—金属镍，可实现催化剂的回收利用。附图说明图1为本专利技术中糠醇选择性制备糠胺或者四氢糠胺的方法示意图。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术进行进一步描述，但本专利技术的保护范围并不仅限于此：实施例1(1)糠胺的制备将0.5g糠醇加入25ml反应釜中，再加入15mlTHF溶剂，0.25g雷尼镍催化剂，封闭反应釜后通氮气吹扫置换掉反应釜中的空气，然后通氨气使反应釜压力达到0.35MPa，常温下搅拌平衡20min，升温至160℃，反应时间24h，反应结束后，将反应釜冷却至室温，取样进行气相色谱检测，糠醇转化率24.0％，糠胺选择性92.5％。(2)四氢糠胺的制备将0.5g糠醇加入25ml反应釜中，再加入15mlTHF溶剂，0.25g雷尼镍催化剂，封闭反应釜后通氮气吹扫置换掉反应釜中的空气，然后通氨气使反应釜压力达到0.35MPa，常温下搅拌平衡20min，然后通氢气使反应釜压力达到1.0MPa，升温至160℃，反应时间24h，反应结束后，将反应釜冷却至室温，取样进行气相色谱检测，糠醇转化率27.5％，四本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种选择性制备糠胺或四氢糠胺的方法，其特征在于，以糠醇为原料，以金属镍为催化剂，在无氢气条件下，经还原氨化反应制备得到糠胺；在氢气条件下，经还原氨化反应制备得到四氢糠胺。

【技术特征摘要】
1.一种选择性制备糠胺或四氢糠胺的方法，其特征在于，以糠醇为原料，以金属镍为催化剂，在无氢气条件下，经还原氨化反应制备得到糠胺；在氢气条件下，经还原氨化反应制备得到四氢糠胺。2.根据权利要求1所述的选择性制备糠胺或四氢糠胺的方法，其特征在于，具体为：将糠醇、催化剂与有机溶剂混合，通入氨气，或者是氨气/氢气的共混气至反应器内压力达到0.1～2.0MPa，再加热至120～220℃，经还原氨化反应后，再经后处理选择性得到所述的糠胺或四氢糠胺。3.根据权利要求2所述的选择性制备糠胺或四氢糠胺的方法，其特征在于，所述的有机溶剂选自四氢呋喃、二氧六环、甲醇或乙醇；所述的糠醇与催化剂的投料质量比为1：0.05～0.8；所述的有机溶剂与糠醇的体积质量比为15～50mL/g。4.根据权利要求2所述的选择性制备糠胺或四氢糠胺的方法，其特征在于，通入氨气至反应器内压力达到0.1～0.4MPa，再加热至140～200℃，经还原氨化反应选择性制备得到糠胺。5.根据权利要求4所述的选择性制备糠胺或四氢糠胺的方法，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏作君，周阔，刘迎新，舒惠敏，刘海燕，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33