專利名稱：2，3－二甲基吡啶的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及2，3-二甲基吡啶的制備方法。
背景技術(shù)：
2，3-二甲基吡啶是制備治療消化道潰瘍的H+/K+-ATP酶抑制劑蘭索拉唑和雷貝拉唑的中間體?，F(xiàn)有2，3-二甲基吡啶的制備方法主要有以下幾種方法一，以甲醛、乙醛和丁酮為原料氣相催化合成，(EP0131887)，該方法反應(yīng)催化劑為ZSM-5分子篩，收率僅為10％；方法二，是以丁酮和丙烯腈為原料，以乙二醇和氫氧化鉀的溶液為液相催化劑，先反應(yīng)生成腈乙基丁酮，再以Pd/Al2O3為催化劑成環(huán)制得，(高等學(xué)?；瘜W(xué)學(xué)報(bào)，1984，5(4)499)，該方法中腈乙基丁酮收率極低，主要產(chǎn)物是二腈乙基丁酮；方法三，是以丙烯醇、丁酮和氨氣為原料，以Cd3(PO4)2為催化劑氣相催化合成，(J.Pharm.Soc.Japan，1955，751496)，收率也比較低，只有24％，主要副產(chǎn)物是3-甲基吡啶和2-乙基吡啶，而且催化劑壽命短，再生困難。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種收率較高、成本較低，具有工業(yè)化意義的制備2，3-二甲基吡啶的方法。
本發(fā)明的2，3-二甲基吡啶的制備方法，包括如下步驟1)將活性白土在300～600℃下烘制8～12小時(shí)，將其與酸度調(diào)節(jié)劑混合，再加入第五周期副族過渡金屬氯化物和蒸餾水，攪拌得到混合物，然后將用蒸餾水溶解的(NH4)3PO4·3H2O晶體緩慢滴入到混合物中，抽濾，洗滌濾餅并烘干成型，再在400～650℃焙燒8～12小時(shí)，得到復(fù)合催化劑，其中，活性白土與(NH4)3PO4·3H2O的重量比為3.5～5.5∶1，酸性調(diào)節(jié)劑與(NH4)3PO4·3H2O的重量比為0.15～0.75∶1，第五周期副族過渡金屬氯化物與(NH4)3PO4·3H2O的重量比為1～2.0∶1；2)將復(fù)合催化劑放入固定床反應(yīng)器中，向固定床反應(yīng)器通入丙烯醇和丁酮的混合液以及氨氣，于250～400℃下進(jìn)行連續(xù)催化成環(huán)反應(yīng)，生成目標(biāo)粗產(chǎn)物，粗產(chǎn)物經(jīng)飽和氯化鈉洗滌，分去水層，精餾得純品，丙烯醇與丁酮的摩爾比為1∶1，通入氨氣的速度為100～300mL/min，混合液與氨氣的進(jìn)料速度比為1∶500～1000。
為了進(jìn)一步降低成本，提高催化劑使用壽命，本發(fā)明還進(jìn)一步提出了催化劑的活化再生方法，過程為將固定床反應(yīng)器床層溫度升至350℃～500℃，同時(shí)通入空氣或氧氣以及體積濃度為5～10％的甲醇或乙醇的水溶液至少3.5小時(shí)，空氣或氧氣的進(jìn)氣速度為100～200mL/min，甲醇或乙醇水溶液的通入速度為0.1～0.5mL/min，然后停止通入空氣或氧氣以及甲醇或乙醇的水溶液，改通氮?dú)庵辽?小時(shí)，氮?dú)馔ㄈ胨俣葹?00mL～200mL/min，最后通入氨氣活化，氨氣速度為100mL～200mL/min。再生催化劑可直接用于進(jìn)行催化成環(huán)反應(yīng)制備2，3-二甲基吡啶。
本發(fā)明制備方法中步驟1)所用的酸性調(diào)節(jié)劑為堿性氧化鋁或堿性氧化硅，第五周期副族過渡金屬氯化物為氯化鉬、氯化釕、氯化銠、氯化鈀或氯化鎘；本發(fā)明的有益效果在于本發(fā)明制備工藝簡(jiǎn)單，原料成本低，對(duì)設(shè)備要求低，主、副產(chǎn)品易分離，色澤好，純度高，收率高，收率可達(dá)35％以上，同時(shí)催化劑可以再生利用，使得生產(chǎn)效率高，具有工業(yè)化意義。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步說明本發(fā)明。
實(shí)施例11)稱取100g活性白土先在300℃下烘制12小時(shí)，冷卻后和2.8g堿性氧化鋁倒入1000mL燒瓶中，再加入36.8g氯化鈀固體及350mL蒸餾水，攪拌得到混合物，稱取18.5g(NH4)3PO4·3H2O晶體溶解于100mL蒸餾水中，攪拌下緩慢將其滴入盛有混合物的燒瓶中，攪拌30min，抽濾，并用4×200mL蒸餾水洗滌濾餅，濾餅烘干后成型，再在400℃焙燒12小時(shí)即得到復(fù)合催化劑；2)將復(fù)合催化劑放入固定床反應(yīng)器中，分別量取1026mL(15mol)丙烯醇和1338mL(15mol)丁酮倒入干凈容器中，搖蕩混和均勻，向固定床反應(yīng)器通入丙烯醇和丁酮的混合液以及氨氣，氨氣的速度為300mL/min，混合液的速度為0.3mL/min，溫度調(diào)至400℃，進(jìn)行催化成環(huán)反應(yīng)至反應(yīng)器出液口沒有液體流出，生成粗產(chǎn)物，粗品的氣相分析含量為22.6％，含2，3-二甲基吡啶約641g，用1000ml飽和氯化鈉水溶液洗滌，干燥后，減壓精餾得到含量98.5％以上的2，3-二甲基吡啶574.6g，收率35.8％；3)催化劑活化再生將固定床反應(yīng)器床層溫度升至350℃，通入氧氣和體積濃度為5％甲醇的水溶液，氧氣速度控制在150mL/min，甲醇水溶液的速度為0.5mL/min，3.5小時(shí)后停止通入氧氣和甲醇的水溶液，改通氮?dú)?，氮?dú)獾耐ㄈ胨俣葹?00mL/min，3小時(shí)后改通氨氣活化3小時(shí)，氨氣進(jìn)樣速度控制在200mL/min?；罨戤?，得到再生的復(fù)合催化劑。
實(shí)施例21)稱取82.3g活性白土先在450℃下烘制10小時(shí)，冷卻后和7.4g堿性氧化硅倒入1000mL燒瓶中，再加入27.6g氯化銠固體及350mL蒸餾水，攪拌得到混合物，稱取18.5g(NH4)3PO4·3H2O晶體溶解于100mL蒸餾水中，攪拌下緩慢將其滴入盛有混合物的燒瓶中，攪拌30min，抽濾，并用4×200mL蒸餾水洗滌濾餅，濾餅烘干后成型，再在525℃焙燒10小時(shí)即得到復(fù)合催化劑；2)將復(fù)合催化劑放入固定床反應(yīng)器中，分別量取1026mL(15mol)丙烯醇和1338mL(15mol)丁酮倒入干凈容器中，搖蕩混和均勻，向固定床反應(yīng)器通入丙烯醇和丁酮的混合液以及氨氣，氨氣的速度為150mL/min，混合液的速度為0.2mL/min，溫度調(diào)至325℃，進(jìn)行催化成環(huán)反應(yīng)至反應(yīng)器出液口沒有液體流出，生成粗產(chǎn)物，粗品的氣相分析含量為23.5％，含2，3-二甲基吡啶約650g，用1000ml飽和氯化鈉水溶液洗滌，干燥后，減壓精餾得到含量98.5％以上的2，3-二甲基吡啶575.9g，收率35.9％；3)催化劑活化再生將固定床反應(yīng)器床層溫度升至425℃，通入氧氣和體積濃度為5％甲醇的水溶液，氧氣速度控制在100mL/min，甲醇水溶液的速度為0.25mL/min，3.5小時(shí)后停止通入氧氣和甲醇的水溶液，改通氮?dú)?，氮?dú)獾耐ㄈ胨俣葹?50mL/min，3小時(shí)后改通氨氣活化3小時(shí)，氨氣進(jìn)樣速度控制在150mL/min?；罨戤?，得到再生的復(fù)合催化劑。
實(shí)施例31)稱取64.8g活性白土先在600℃下烘制8小時(shí)，冷卻后和13.8g堿性氧化鋁倒入1000mL燒瓶中，再加入18.6g氯化鎘固體及350mL蒸餾水，攪拌得到混合物，稱取18.5g(NH4)3PO4·3H2O晶體溶解于100mL蒸餾水中，攪拌下緩慢將其滴入盛有混合物的燒瓶中，攪拌30min，抽濾，并用4×200mL蒸餾水洗滌濾餅，濾餅烘干后成型，再在650℃焙燒8小時(shí)即得到復(fù)合催化劑。
2)將復(fù)合催化劑放入固定床反應(yīng)器中，分別量取1026mL(15mol)丙烯醇和1338mL(15mol)丁酮倒入干凈容器中，搖蕩混和均勻，向固定床反應(yīng)器通入丙烯醇和丁酮的混合液以及氨氣，氨氣的速度為50mL/min，混合液的速度為0.1mL/min，溫度調(diào)至250℃，進(jìn)行催化成環(huán)反應(yīng)至反應(yīng)器出液口沒有液體流出，生成粗產(chǎn)物，粗品的氣相分析含量為22.7％，含2，3-二甲基吡啶約645g，用1000ml飽和氯化鈉水溶液洗滌，干燥后，減壓精餾得到含量98.5％以上的2，3-二甲基吡啶580.1g，收率36.1％。
3)催化劑活化再生將固定床反應(yīng)器床層溫度升至500℃，通入空氣和體積濃度為5％乙醇的水溶液，空氣速度控制在200mL/min，乙醇水溶液的速度為0.1mL/min，3.5小時(shí)后停止通入氧氣和甲醇的水溶液，改通氮?dú)?，氮?dú)獾耐ㄈ胨俣葹?00mL/min，3小時(shí)后改通氨氣活化3小時(shí)，氨氣進(jìn)樣速度控制在100mL/min?；罨戤叄玫皆偕膹?fù)合催化劑。
實(shí)施例4用再生催化劑進(jìn)行催化成環(huán)反應(yīng)將復(fù)合催化劑放入固定床反應(yīng)器中，分別量取1026mL(15mol)丙烯醇和1338mL(15mol)丁酮倒入干凈容器中，搖蕩混和均勻，向固定床反應(yīng)器通入丙烯醇和丁酮的混合液以及氨氣，氨氣的速度為300mL/min，混合液的速度為0.3mL/min，溫度調(diào)至400℃，進(jìn)行催化成環(huán)反應(yīng)至反應(yīng)器出液口沒有液體流出，生成粗產(chǎn)物，粗品的氣相分析含量為22.5％，含2，3-二甲基吡啶約655g，用1000ml飽和氯化鈉水溶液洗滌，干燥后，減壓精餾得到含量98.5％以上的2，3-二甲基吡啶572.1g，收率35.6％。
實(shí)施例5用再生催化劑進(jìn)行催化成環(huán)反應(yīng)將復(fù)合催化劑放入固定床反應(yīng)器中，分別量取1026mL(15mol)丙烯醇和1338mL(15mol)丁酮倒入干凈容器中，搖蕩混和均勻，向固定床反應(yīng)器通入丙烯醇和丁酮的混合液以及氨氣，氨氣的速度為150mL/min，混合液的速度為0.2mL/min，溫度調(diào)至350℃，進(jìn)行催化成環(huán)反應(yīng)至反應(yīng)器出液口沒有液體流出，生成粗產(chǎn)物，粗品的氣相分析含量為23.5％，含2，3-二甲基吡啶約650g，用1000ml飽和氯化鈉水溶液洗滌，干燥后，減壓精餾得到含量98.5％以上的2，3-二甲基吡啶575.3g，收率35.8％。
權(quán)利要求
1.2，3-二甲基吡啶的制備方法，依次包括如下步驟1)將活性白土在300～600℃下烘制8～12小時(shí)，將其與酸度調(diào)節(jié)劑混合，再加入第五周期副族過渡金屬氯化物和蒸餾水，攪拌得到混合物，然后將用蒸餾水溶解的(NH4)3PO4·3H2O晶體緩慢滴入到混合物中，抽濾，洗滌濾餅并烘干成型，再在400～650℃焙燒8～12小時(shí)，得到復(fù)合催化劑，其中，活性白土與(NH4)3PO4·3H2O的重量比為3.5～5.5∶1，酸性調(diào)節(jié)劑與(NH4)3PO4·3H2O的重量比為0.15～0.75∶1，第五周期副族過渡金屬氯化物與(NH4)3PO4·3H2O的重量比為1～2.0∶1；2)將復(fù)合催化劑放入固定床反應(yīng)器中，向固定床反應(yīng)器通入丙烯醇和丁酮的混合液以及氨氣，于250～400℃下進(jìn)行連續(xù)催化成環(huán)反應(yīng)，生成目標(biāo)粗產(chǎn)物，粗產(chǎn)物經(jīng)飽和氯化鈉洗滌，分去水層，精餾得純品，丙烯醇與丁酮的摩爾比為1∶1，通入氨氣的速度為100～300mL/min，混合液與氨氣的進(jìn)料速度比為1∶500～1000。
2.按權(quán)利要求1所述的2，3-二甲基吡啶的制備方法，其特征在于還包括催化劑活化再生，過程為將固定床反應(yīng)器床層溫度升至350℃～500℃，同時(shí)通入空氣或氧氣以及體積濃度為5～10％的甲醇或乙醇的水溶液至少3.5小時(shí)，空氣或氧氣的進(jìn)氣速度為100～200mL/min，甲醇或乙醇水溶液的通入速度為0.1～0.5mL/min；然后停止通入空氣或氧氣以及甲醇或乙醇的水溶液，改通氮?dú)庵辽?小時(shí)，氮?dú)馔ㄈ胨俣葹?00mL～200mL/min，最后通入氨氣活化，氨氣速度為100mL～200mL/min。
3.按權(quán)利要求1或2所述的2，3-二甲基吡啶的制備方法，其特征在于步驟1)所用的酸性調(diào)節(jié)劑為堿性氧化鋁或堿性氧化硅。
4.按權(quán)利要求1或2所述的2，3-二甲基吡啶的制備方法，其特征在于步驟1)所用的第五周期副族過渡金屬氯化物為氯化鉬、氯化釕、氯化銠、氯化鈀或氯化鎘。
全文摘要
本發(fā)明公開的2，3－二甲基吡啶的制備方法，包括以下步驟制備含有酸度調(diào)節(jié)劑的磷酸銨復(fù)合第五周期過渡金屬氯化物的復(fù)合物為催化劑，以丙烯醇、丁酮和氨氣為原料，在固定床催化反應(yīng)器中，于250～400℃，進(jìn)行催化成環(huán)反應(yīng)生成目標(biāo)粗產(chǎn)物，粗產(chǎn)物經(jīng)飽和氯化鈉洗滌，分去水層，然后精餾得2，3－二甲基吡啶。本發(fā)明中催化劑經(jīng)活化再生，可以循環(huán)使用。該方法操作簡(jiǎn)便，對(duì)設(shè)備要求低，主、副產(chǎn)品易分離，色澤好，純度高，收率可達(dá)35％以上。
文檔編號(hào)C07D213/06GK1962636SQ20061015471
公開日2007年5月16日 申請(qǐng)日期2006年11月21日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月21日
發(fā)明者戴立言, 王曉鐘, 陳英奇, 葉瑋 申請(qǐng)人:浙江大學(xué), 浙江上虞三和醫(yī)藥化工有限公司