光催化苯甲腈类化合物选择性加氢合成二苄胺类化合物的方法技术

本发明专利技术属于选择性催化加氢技术领域，具体涉及光催化苯甲腈类化合物选择性加氢合成二苄胺类化合物的方法，本发明专利技术所采用的光催化剂是以高比表面积碳化硅(比表面积为20

【技术实现步骤摘要】
光催化苯甲腈类化合物选择性加氢合成二苄胺类化合物的方法


[0001]本专利技术属于选择性催化加氢
，具体涉及光催化苯甲腈类化合物选择性加氢合成二苄胺类化合物的方法。

技术介绍

[0002]二苄胺类化合物是现代化工中一种重要的有机合成中间体，广泛应用于合成青霉素和橡胶、塑料固化的熟化剂；也可以用于生产高效无毒的硫化促进剂二硫化四苄基秋兰姆(TBZTD)和二苄基二硫代氨基甲酸锌(ZBEC)。随着对化工的不断探索与应用，二苄胺类化合物的应用前景十分广阔，并且需求量日益增加。
[0003]目前，工业上生产二苄胺的方法主要有氯化苄法、苯甲醛氨化法，苯甲腈加氢法以及苯甲醛卞胺氨化法这四种。氯化苄法原料价格便宜，操作简单，在常压下即可反应，但是产品副产物多收率很低，产品中的氯不易去除质量差，三废处理成本也很高。苯甲醛氨化法与苯甲醛卞胺氨化法虽然产品收率与质量提高很多，但是使用了大量有机溶剂和具有腐蚀性的氨气，设备维护和废物处理成本高，且具有潜在的安全问题。苯甲腈加氢法收率高，操作简单，成本相对较低，不足之处是要在高温高压下进行反应，相较而言该方法拥有很大的提升空间。
[0004]中国专利111039794A公开了一种以苯甲醛和氨为原料，在温度为90
‑
120℃，反应压力为3
‑
8MPa于高压反应釜中反应1
‑
6小时，制得的粗品二苄胺的纯度在99.5％以上，且收率可达到90％以上。中国专利104744265A公开了以苯甲醛、氨水为原料，使用相转移催化剂并以1
‑
4碳原子的醇作为有机溶剂，在60
‑
120℃，氢气压力为0.5
‑
2.0MPa条件下反应20
‑
70min；反应结束后滤液分层即得到二苄胺产品。中国专利102503836A公开了以苯甲醛和氨为原料，贵金属钯作为主催化剂，在反应温度为10
‑
100℃，氢气压力为1.0
‑
5.0Mpa条件下以水、或1
‑
4个碳原子的低级脂肪醇为溶剂，反应0.1
‑
5小时生成二苄胺，提高了转化率和收率降低了成本。以上几种方法都以苯甲醛氨化法为基础进行改进后相比于工业制法产品质量和收率提高了很多，但是反应压力较高，且需要使用NH3生成维护成本与环境污染都很高，还伴随有一定的危险性。

技术实现思路

[0005]为了解决二苄胺收率不高的问题，本专利技术提供一种光催化苯甲腈类化合物选择性加氢合成二苄胺类化合物的方法，通过在光照条件下，以苯甲腈类化合物为原料，以负载有铂纳米粒子的碳化硅为催化剂高选择性合成二苄胺类化合物。本专利技术方法绿色环保，成本低廉，操作简单，反应周期短，产物收率高。
[0006]为了实现本专利技术目的，本专利技术所采用的技术方案为：一种光催化苯甲腈类化合物选择性加氢合成二苄胺类化合物的方法，包括如下步骤：将苯甲腈充分溶解在溶剂中并混合均匀，加入催化剂充分混合成悬浮液，然后将悬浮液转移至反应釜中密封，用氢气吹洗
后，维持氢气压力在0.1MPa
‑
2MPa之间，在搅拌条件下，保持反应体系的温度为10
‑
100℃，在强度为0.01
‑
5W/cm2的光照强度下，反应0.5
‑
12h即可得到所述二苄胺类化合物；
[0007]所述催化剂为以碳化硅为载体负载铂纳米颗粒，且碳化硅的比表面积为20
‑
100m2/g，铂纳米颗粒的颗粒尺寸＜200nm，催化剂中铂纳米颗粒的质量百分数为0.1
‑
20％。
[0008]进一步的，所述苯甲腈类化合物的结构式为二苄胺类化合物的结构式为式中R表示连接在苯环上的1、2或3个取代基，每个取代基各自独立地选自氢原子、卤素原子、C1
‑
C10烷基、C2
‑
C10烯基、C2
‑
C10炔基、C6
‑
C20芳基、
‑
OR
’
、
‑
OCF3、
‑
NHR
’
、
‑
C(＝O)OR
’
、
‑
NHC(＝O)R
’
和
‑
C(＝O)R
’
中的任意一种，所述R
’
为H、C1
‑
C6烷基、C2
‑
C6烯基、C2
‑
C6炔基、苯基或苄基。
[0009]进一步的，所用溶剂为甲醇、乙醇、异丙醇、四氢呋喃、乙酸乙酯、环己烷、N，N
‑
二甲基甲酰胺、1，4
‑
二氧六环中的任意一种。
[0010]进一步的，光照是用太阳光直接照射、汞灯照射或者模拟太阳光的人工光源照射。
[0011]进一步的，苯甲腈类化合物和溶剂的质量比为0.01
‑
0.6。
[0012]进一步的，所述氢气吹洗次数为3
‑
6次。
[0013]碳化硅是一种重要的非氧化物半导体材料，金属和载体之间可以发生电子转移，从而使金属和SiC表面的电子结构都发生变化，并且具有较窄的禁带宽度、较高的载流子浓度和电子迁移率等等，光催化性能非常优异。通过光催化在温和的条件下高选择性的腈类加氢合成某一种确定的胺类化合物具有很好的研究价值和应用前景。与现有技术相比，本专利技术的合成方法基于催化剂的选用和光催化条件的设定，实现对苯甲腈类化合物进行选择性加氢合成二苄胺类化合物，具有选择性高的特点。同时，本专利技术方法对苯甲腈类化合物芳环上的多种官能团具有较高的容忍度。相应地，二苄胺类化合物中的取代基的个数和种类也无特别限制。
[0014]催化剂载体SiC能够耐高温，在催化剂回收阶段可以回收后循环利用，减少二氧化碳排放，反应过程绿色环保，成本低廉，操作简单，反应周期短，产物收率高且生产成本和环境污染低，是一种高效，稳定，环保的催化剂以及催化方法。其中最显著的特点是能够有效利用光照来促进反应进行，且反应速率高。
附图说明
[0015]图1为实施例一制备的二苄胺化合物的核磁谱图。
[0016]图2为实施例一制备的二苄胺化合物的质谱图；
[0017]图3为实施例三制备的4，4
‑
二甲基二苄胺化合物的质谱图；
[0018]图4为实施例四制备的4，4
‑
二三氟甲基二苄胺化合物的质谱图；
[0019]图5为实施例六制备的双(2
‑
苯基乙基)胺化合物的质谱图；
[0020]图6为实施例七制备的二正庚胺化合物的质谱图。
具体实施方式
[0021]本专利技术不局限于下列具体实施方式，本领域一般技术人员根据本专利技术公开的内容，可以采用其他多种具体实施方式实施本专利技术的，或者凡是采用本专利技术的设计结构和思路，做简单变化本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光催化苯甲腈类化合物选择性加氢合成二苄胺类化合物的方法，其特征在于：包括如下步骤：将苯甲腈充分溶解在溶剂中并混合均匀，加入催化剂充分混合成悬浮液，然后将悬浮液转移至反应釜中密封，用氢气吹洗后，维持氢气压力在0.1MPa
‑
2MPa之间，在搅拌条件下，保持反应体系的温度为10
‑
100℃，在强度为0.01
‑
5W/cm2的光照强度下，反应0.5
‑
12h即可得到所述二苄胺类化合物；所述催化剂为以碳化硅为载体负载铂纳米颗粒，且碳化硅的比表面积为20
‑
100m2/g，铂纳米颗粒的颗粒尺寸＜200nm，催化剂中铂纳米颗粒的质量百分数为0.1
‑
20％。2.根据权利要求1所述的光催化苯甲腈类化合物选择性加氢合成二苄胺类化合物的方法，其特征在于：所述苯甲腈类化合物的结构式为二苄胺类化合物的结构式为式中R表示连接在苯环上的1、2或3个取代基，每个取代基各自独立地选自氢原子、卤素原子、C1
‑
C10烷基、C2
‑
C10烯基、C2
‑
C10炔基、C6
‑
C20芳基、
‑
OR
’
、
‑
OCF...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭向云，张成都，焦志锋，
申请(专利权)人：常州大学，
类型：发明
国别省市：