液相氨氧化制备烷二腈的方法技术

本发明专利技术提供了一种液相氨氧化制备烷二腈的催化剂。该催化剂具有良好的选择性和反应活性，性能稳定，能够长期使饱和脂肪二元醛在液相条件下进行反应。相比气相氨氧化，本发明专利技术中的制备方法的反应条件更为温和，无需在高温条件下进行，大幅减少了原料在高温条件发生的副反应，提高原料的利用率和转化率，满足工业生产的需要，利于推广应用。利于推广应用。

【技术实现步骤摘要】
液相氨氧化制备烷二腈的方法


[0001]本专利技术属于有机合成
，具体涉及一种利用液相氨氧化制备烷基二腈的方法，特别涉及丁二腈和戊二腈的制备方法。

技术介绍

[0002]烷二腈是一类含氰基的应用广泛有机化合物，是一类重要有机中间体，有些腈甚至可以直接用作农药、香料、金属缓蚀剂或液晶材料等。随着腈类化合物的广泛应用，其合成方法也受到了广泛关注和研究。腈类化合物主要的合成方法主要有卤代烃氰化法、氨氧化法、羧基腈化法、醛基腈化法、电解合成法、乙腈加成法、丙烯腈法。其中，氨氧化法分为气相和液相氨氧化法。
[0003]丁二腈是非常重要的化工中间体，它的衍生物具有非常广泛的用途，例如，其衍生物之一的丁二胺就是生产尼龙45等的基本原料。脂肪族二元腈，工业上采用的制备方法通常是羧酸氨化法，广泛使用的工艺是把羧酸或其衍生物在开放体系中加热溶解，然后持续的把氨气通入溶液中，使得体系在磷酸或者磷酸盐等催化剂的存在下反应，该工艺存在反应温度较高、反应时间较长，副反应较严重等问题。
[0004]戊二腈是一种杀菌剂中间体，具有十分重要的应用价值，通常是由氯代烃与氰化物反应而得，戊二腈通常是由二溴丙烷与氰化钠反应，将氰化钠溶于水，加入二溴丙烷的乙醇溶液，冷却，滤去沉淀，母液用乙酸乙酯提取，用水洗涤，经碳酸钾干燥后回收乙酸乙酯，剩余物进行减压蒸馏，收集144
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147℃(1.73kPa)馏分即为成品，收率约80％。但是该种工艺必不可少地使用剧毒物氰化钠、氰化氢，对整体设备条件要求较高，另外，反应温度通常较高，引发副反应的发生。
[0005]因此，还需进一步研究烷基二腈的制备方法，提高产物的收率，降低副产物的生成，得到高品质产品。

技术实现思路

[0006]为解决上述问题，本专利技术提供了一种液相氨氧化制备烷二腈的催化剂及烷基二腈的制备方法。该方法以饱和二元醛为原料，采用液相氨氧化法制备二腈，连续反应，避免原料由于高温分解，减少催化剂表面结焦，从而提高原料利用率和产品选择性，延长催化剂寿命，且工艺流程简单，生产成本低，适于实现工业化生产。并且工艺中不使用氰化钠、氰化氢等剧毒原料，从而完成本专利技术。
[0007]本专利技术第一方面的目的提供在于一种液相氨氧化制备烷二腈的催化剂。所述催化剂为钒磷催化剂，所述催化剂为将含有组分元素化合物溶解于溶液中，加入催化剂载体，去除溶剂干燥后得到催化剂前驱体。在有氧气氛下，煅烧催化剂前驱体，得到钒磷催化剂。
[0008]所述钒化合物和磷化合物的摩尔比为1:(0.5
‑
1.5)，优选为1:(0.6
‑
1.3)，更优选为1:(0.7
‑
1.1)。其中，钒化合物和磷化合物的摩尔量以其中所含组分元素的摩尔量计。
[0009]在本专利技术的一种优选实施方式中，所述钒磷催化剂的组分元素还包括过渡金属元
素和碱金属元素。
[0010]所述过渡金属元素选自钛、铬、锰、铁、钴、镍和钯中的一种或几种，优选选自钛、铬、锰、铁、钴和镍中的一种或几种，更优选为钼、镍和钴中的一种或几种，如所述钒磷催化剂的组分元素还包括钼、镍和钴。
[0011]所述碱金属元素选自钾、钠、铷和铯中的一种或几种，优选为钾、钠和铯中的一种或几种，更优选为铯。
[0012]本专利技术第二方面的目的在于提供一种所述钒磷催化剂的制备方法，所述方法将含有催化剂组分元素的化合物溶解于溶液中，加入催化剂载体，去除溶剂干燥后得到催化剂前驱体，在有氧气氛下煅烧，得到钒磷催化剂。
[0013]本专利技术第三方面的目的在于提供一种液相氨氧化制备烷二腈的方法。所述方法以饱和脂肪二元醛为原料，在所述钒磷催化剂存在下，使原料在液相状态下，与氨源和氧化性气体进行氨氧化，制备得到烷二腈。所述方法具体包括以下步骤：
[0014]步骤1、分别预热饱和脂肪二元醛、氨源和氧化性气体；
[0015]步骤2、使预热后的饱和脂肪二元醛、氨源和氧化性气体在钒磷催化剂存在下进行反应，得到混合反应相；
[0016]步骤3、使混合反应相进行气液分离，得到烷二腈。
[0017]本专利技术提供的钒磷催化剂及液相氨氧化制备烷二腈的方法具有以下有益效果：
[0018](1)本专利技术提供的钒磷催化剂针对饱和脂肪二元醛进行液相氨氧化制备二腈，选择性好，活性高，能够在190
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250℃的温度下完成二腈的转化，大幅减少原料分解等副反应的发生，提高原料的利用率。
[0019](2)本专利技术提供的烷二腈的制备方法，能够在液相进行，反应条件温和，工艺简单，利于控制，有利于在实际生产中推广应用。
[0020](3)本专利技术的制备方法中不涉及高毒性原料氰化物的使用，设备要求相对较低，减少催化剂结焦，大幅降低生产成本。
[0021](4)本专利技术提供的液相氨氧化制备烷二腈的方法产物分离过程主要为气液分离，分离工艺简单易行，无需复杂设备及工艺控制，得到的产品收率高，副产物含量低，使产品质量得到提高。
附图说明
[0022]图1示出本专利技术实施例1制备得到的丁二腈气相色谱图；
[0023]图2示出本专利技术实施例11制备得到的戊二腈气相色谱图。
具体实施方式
[0024]下面通过具体实施方式对本专利技术进行详细说明，本专利技术的特点和优点将随着这些说明而变得更为清楚、明确。
[0025]本专利技术提供的液相氨氧化制备烷二腈的方法以饱和脂肪二元醛为原料，采用液相氨氧化法连续反应，反应条件相对温和，减少原料的高温分解和催化剂的表面结焦，提高工艺的转化率，延长催化剂寿命，生产成本低，适于实现工业化生产。
[0026]本专利技术第一方面提供了一种液相氨氧化制备烷二腈的催化剂。所述催化剂为钒磷
催化剂，所述催化剂为将含有组分元素化合物溶解于溶液中，加入催化剂载体混合，取出得到催化剂前驱体。在有氧气氛下，煅烧催化剂前驱体，得到钒磷催化剂。
[0027]所述钒化合物和磷化合物的摩尔比为1:(0.5
‑
1.5)，优选为1:(0.6
‑
1.3)，更优选为1:(0.7
‑
1.1)。其中，钒化合物和磷化合物的摩尔量以其中所含组分元素的摩尔量计。
[0028]在本专利技术的一种优选实施方式中，所述钒磷催化剂的组分元素还包括过渡金属元素和碱金属元素。
[0029]所述过渡金属元素选自钛、铬、锰、铁、钴、镍和钯中的一种或几种，优选选自钛、铬、锰、铁、钴和镍中的一种或几种，更优选为钼、镍和钴中的一种或几种，如所述钒磷催化剂的组分元素还包括钼、镍和钴。
[0030]所述钒磷催化剂组分元素化合物中，钒化合物和含过渡金属元素化合物的摩尔比为1:(0.1
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0.6)，优选为1:(0.15
‑
0.45)，更优选为1:(0.2
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0.3)。其中，钒化合物和磷化合物的摩尔量以其中所含组分元素的摩尔量计。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种液相氨氧化制备烷二腈的催化剂，所述催化剂为钒磷催化剂，将含有催化剂组分元素化合物溶解于溶液中，加入催化剂载体，取出得到催化剂前驱体；在有氧气氛下，煅烧催化剂前驱体，得到钒磷催化剂。2.根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于，所述钒磷催化剂的组分元素还包括过渡金属元素和碱金属元素；所述过渡金属元素选自钛、铬、锰、铁、钴、镍和钯中的一种或几种，优选选自钛、铬、锰、铁、钴和镍中的一种或几种，更优选为钼、镍和钴中的一种或几种；所述碱金属元素选自钾、钠、铷和铯中的一种或几种，优选为钾、钠和铯中的一种或几种。3.根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于，所述钒化合物和磷化合物的摩尔比为1:(0.5
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1.5)，优选为1:(0.6
‑
1.3)，其中，钒化合物和磷化合物的摩尔量以其中所含组分元素的摩尔量计；所述钒磷催化剂组分元素化合物中，钒化合物和含过渡金属元素化合物的摩尔比为1:(0.1
‑
0.6)，优选为1:(0.15
‑
0.45)，其中，钒化合物和磷化合物的摩尔量以其中所含组分元素的摩尔量计；所述钒磷催化剂组分元素化合物中，钒化合物和碱金属元素化合物的摩尔比为1:(0.01
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0.1)，优选为1:(0.025
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0.08)，其中，钒化合物和碱金属化合物的摩尔量以其中所含组分元素的摩尔量计。4.一种液相氨氧化制备烷二腈的方法，其特征在于，所述方法以饱和脂肪二元醛为原料，在根据权利要求1至3之一所述的钒磷催化剂存在下，使原料在液相状态下，与氨源和氧化性气体进行氨氧化，制备得到烷二腈。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述烷二腈为丁二腈、戊二腈或己二腈，优选为丁二腈或戊二腈；所述饱和脂肪二元醛选自丁二醛、戊二醛或己二醛，优选为丁二醛或戊二醛。6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：权于，高振聪，王贤丰，
申请(专利权)人：鞍山七彩化学股份有限公司，
类型：发明
国别省市：