一种负载催化剂及其制备方法以及2,3,6-三氯吡啶的制备方法技术

一种负载催化剂及其制备方法，涉及化学催化剂领域，该负载催化剂由载体材料和路易斯酸催化剂组成。其中，载体材料为活性炭；路易斯酸催化剂为氯化铁、氯化亚铜和氯化铝的混合物。该负载催化剂对于2,6‑二氯吡啶的氯化反应具有较好的催化效果，能够高效高产率地得到2,3,6‑三氯吡啶。一种上述负载催化剂的制备方法，其操作简单，对设备要求不高，能够方便快捷地制取上述负载催化剂。一种2,3,6‑三氯吡啶的制备方法，其包括在上述负载催化剂的催化下，将2,6‑二氯吡啶与氯气混合反应。其具备转化率高，收率高，产品品质高的特点，适合应用到大规模的工业化生产中。

【技术实现步骤摘要】
一种负载催化剂及其制备方法以及2,3,6-三氯吡啶的制备方法
本专利技术涉及化学催化剂领域，具体而言，涉及一种负载催化剂及其制备方法以及2,3,6-三氯吡啶的制备方法。
技术介绍
2,3,6-三氯吡啶是重要的精细化工中间体，广泛应用于医药与农药研究领域，特别是农药领域，它是合成新型杀虫剂氯虫苯甲酰胺与氰虫酰胺的重要中间体，具有广阔的应用前景。目前，2,3,6-三氯吡啶的生产方法主要包括液相催化氯化法和气相催化氯化法。无溶剂条件下的液相氯化法，由于原料简单、反应条件温和而具有较大的优势，目前已经工业化的大多是此种方法。不同的研究成果表明，提高2,6-二氯吡啶转化率和2,3,6-三氯吡啶收率的主要方法是选用不同性能的催化剂。液相氯化的催化剂大致可分为均相催化剂和非均相催化剂两大类：最早用于吡啶液相氯化的是均相催化剂，主要包括单质类催化剂和路易斯酸催化剂。以Pb、S、I、Sb等为代表的单质类催化剂具有价格便宜、易得的优点，但此类催化剂在进行催化氯化的时候，转化率较低且选择性较差，因此不具备工业化生产的应用性。2,6-二氯吡啶的氯化属于亲电取代，常用的催化剂为路易斯酸，包括：氯化铝、氯化亚铜、氯化亚锡、三氯化锑和三氯化铁等等，其中工业上应用最广泛的是三氯化铁。虽然，路易斯酸催化剂在2,6-二氯吡啶液相氯化中已经表现出良好的活性和选择性，但在催化效果这方面依旧有提升的空间，开发新的活性更高、稳定性更好的催化剂始终是本领域追求的方向。
技术实现思路
本专利技术的第一目的在于提供一种负载催化剂，其能够催化2,6-二氯吡啶的氯化反应，高效高产率地得到2,3,6-三氯吡啶。本专利技术的第二目的在于提供一种负载催化剂，其操作简单，对设备要求不高，能够方便快捷地制取上述负载催化剂。本专利技术的第三目的在于提供一种制备2,3,6-三氯吡啶，其反应转化率高，收率高，适合应用与大规模的工业化生产。本专利技术的实施例是这样实现的：一种负载催化剂，其由载体材料和路易斯酸催化剂组成；其中，载体材料为活性炭；路易斯酸催化剂为氯化铁、氯化亚铜和氯化铝的混合物。一种上述负载催化剂的制备方法，其包括：将载体材料浸渍于路易斯酸催化剂的溶液中，得到催化剂前驱体；对催化剂前驱体进行干燥、焙烧。一种2,3,6-三氯吡啶的制备方法，其包括：在上述负载催化剂的催化下，将2,6-二氯吡啶与氯气混合反应。本专利技术实施例的有益效果是：本专利技术实施例提供了一种负载催化剂，其由载体材料和路易斯酸催化剂组成。其中，载体材料为活性炭；路易斯酸催化剂为氯化铁、氯化亚铜和氯化铝的混合物。该负载催化剂对于2,6-二氯吡啶的氯化反应具有较好的催化效果，能够高效高产率地得到2,3,6-三氯吡啶。本专利技术实施例还提供了一种上述负载催化剂的制备方法，其通过将载体材料浸渍于路易斯酸催化剂的溶液中，再经过干燥、焙烧等操作来得到上述负载催化剂。其操作简单，对设备要求不高，能够方便快捷地制取上述负载催化剂。本专利技术实施例还提供了一种2,3,6-三氯吡啶的制备方法，其包括在上述负载催化剂的催化下，将2,6-二氯吡啶与氯气混合反应。其具备转化率高，收率高，产品品质高的特点，适合应用到大规模的工业化生产中。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1为本专利技术试验例4所提供的稳定性试验结果。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。下面对本专利技术实施例的一种负载催化剂及其制备方法以及2,3,6-三氯吡啶的制备方法进行具体说明。本专利技术实施例提供了一种负载催化剂，其由载体材料和路易斯酸催化剂组成；其中，载体材料为活性炭；路易斯酸催化剂为氯化铁、氯化亚铜和氯化铝的混合物。2,6-二氯吡啶的氯化属于亲电取代，常用的催化剂为路易斯酸，包括：氯化铝、氯化亚铜、氯化亚锡、三氯化锑和三氯化铁等等，其中工业上应用最广泛的是三氯化铁。虽然，路易斯酸催化剂在2,6-二氯吡啶液相氯化中已经表现出良好的活性和选择性，但在催化效果这方面依旧有提升的空间，开发新的活性更高、稳定性更好的催化剂始终是本领域追求的方向。基于上述理由，专利技术人经过自身创造性劳动发现，采用特定路易斯酸组合而成的复合催化剂，在对于2,6-二氯吡啶氯化反应的催化上，表现出更好的催化效果。尤其是，氯化铁、氯化亚铜和氯化铝组成的三元复合催化剂，催化效果优异。优选地，在该路易斯酸催化剂中，氯化铁、氯化亚铜和氯化铝的摩尔比为6～8：1～2：1～2。按照上述比例制成负载催化剂，催化效果更好，反应的收率更高。进一步地，路易斯酸催化剂的负载量为1～8mmol/g。专利技术人经过创造性劳动发现，负载量过低的情况下，催化效果有明显的降低，负载量过高的时候，活性组分聚集，会造成反应活性低。综合之下，在上述负载量范围内，路易斯酸催化剂的负载效果较好。优选地，活性炭包括果壳颗粒活性炭，果壳颗粒活性炭具有多孔结构和较大比表面积，负载效果更好。本专利技术实施例还提供了一种上述负载催化剂的制备方法，其包括：S1.将载体材料浸渍于路易斯酸催化剂的溶液中，得到催化剂前驱体。S2.对催化剂前驱体进行干燥、焙烧。可选地，载体材料在进行浸渍之前，可以先进行预处理，除去载体材料中的杂质、水分等。具体地，对载体材料的预处理包括：将在10％～15％的稀硝酸溶液中加热至90～100℃水浴5～8h；热过滤并洗涤至滤液呈中性，然后将滤饼在105～120℃下10～15h，再在300～350℃下焙烧3～5h。进一步地，浸渍的方式可以采用等体积浸渍法、过量浸渍法或多次浸渍法中的一种，优先采用等体积浸渍法。要使用等体积浸渍法，先要测定载体材料的吸水量，具体操作包括：称取一定量，如1.0000g，的上述预处理后的载体材料，逐滴滴加去离子水，经搅拌后以载体湿黏为准。若呈黏稠状，则用滤纸慢慢将水分吸走，记录所加去离子水的体积，即为饱和吸水量。以果壳颗粒活性炭为例，其吸水量大约为1ml，即果壳颗粒活性炭的饱和吸水量为：1ml/g。进一步地，路易斯酸催化剂的溶液是将路易斯酸催化剂溶于乙醇或稀盐酸中得到的，其浓度为2～3mmol/ml。浸渍在室温下进行，浸渍时间以2～5h为宜。进一步地，对催化剂前驱体进行干燥的温度为105～150℃，时间为10～24h。对干燥后的催化剂前驱体进行焙烧的温度为300～550℃，时间为3～10h。干燥和焙烧可以除去残余的溶剂，避免其对催化反应造成影响。本专利技术还提供了一种2,3,6-三氯吡啶的制备方法，其包括：在上述负载催化剂的催化下，将2,6-二氯吡啶与氯气混合反应。其中，反应的温度为170～190℃，时间为3～17h，负载催化剂的用量为1wt％～3wt％。在上述反应条件下，反应的转化率和收率较佳。优选地，反应在氯化釜中进行，控制氯气的通入速率为3～3.5ml/h，以减少副产物的生成。以下结合实施例对本专利技术的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种负载催化剂，其特征在于，由载体材料和路易斯酸催化剂组成；其中，所述载体材料为活性炭；所述路易斯酸催化剂为氯化铁、氯化亚铜和氯化铝的混合物。

【技术特征摘要】
1.一种负载催化剂，其特征在于，由载体材料和路易斯酸催化剂组成；其中，所述载体材料为活性炭；所述路易斯酸催化剂为氯化铁、氯化亚铜和氯化铝的混合物。2.根据权利要求1所述的负载催化剂，其特征在于，所述路易斯酸催化剂中，氯化铁、氯化亚铜和氯化铝的摩尔比为6～8：1～2：1～2。3.根据权利要求1所述的负载催化剂，其特征在于，所述路易斯酸催化剂的负载量为1～8mmol/g。4.一种如权利要求1～3任一项所述的负载催化剂的制备方法，其特征在于，包括：将所述载体材料浸渍于所述路易斯酸催化剂的溶液中，得到催化剂前驱体；对所述催化剂前驱体进行干燥、焙烧。5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述路易斯酸催化剂的溶液是将所述路易斯...

【专利技术属性】
技术研发人员：何小强，张黎，何渊，崔红洋，
申请(专利权)人：重庆华歌生物化学有限公司，
类型：发明
国别省市：重庆,50