[发明专利]一种2,5-二氰基呋喃催化加氢合成2,5-二甲胺基呋喃的方法

说明书

一种2,5‑二氰基呋喃催化加氢合成2,5‑二甲胺基呋喃的方法，该方法以介孔和微孔分子筛负载的活性金属组分为催化剂，将2,5‑二氰基呋喃高选择性的加氢转化为2,5‑二甲胺基呋喃。该催化体系反应条件温和，操作简单；制得的2,5‑二甲胺基呋喃产品纯度高；使用的多相催化剂制备过程简单，活性和选择性高，易与反应体系分离，多次重复使用后仍能保持较高活性。

技术领域

本发明涉及一种2,5-二氰基呋喃催化加氢合成2,5-二甲胺基呋喃的方法，该方法以介孔和微孔分子筛负载的活性金属组分为催化剂，将2,5-二氰基呋喃高选择性的加氢转化为2,5-二甲胺基呋喃。

背景技术

2,5-二甲胺基呋喃是一类重要的化工原料和中间体，在医药、染料、农药等领域有重要应用。2,5-二甲胺基呋喃具有聚合物单体的特征，可以通过聚合反应合成新型的聚氨酯和聚酰胺类高分子材料。此外。2,5-二甲胺基呋喃可进一步加氢得到己二胺产品。因此，开发2,5-二甲胺基呋喃的合成路线，具有很大的应用前景。

经查阅文献，目前未见有2,5-二氰基呋喃催化加氢合成2,5-二甲胺基呋喃的报道。

与该反应较为类似的报道是2-氰基呋喃加氢到2-甲胺基呋喃。Chen Feng等人使用氢氧化铵为氮源，水和异丙醇做混合溶剂，氢气压力0.5MPa，85℃反应2h，得到了82％的2-甲胺基呋喃的收率(J.Am.Chem.Soc.,2016,138,8781-8788.)。Adam等人报道了一种复杂的均相Ru络合物催化剂，催化2-氰基呋喃加氢还原到2-甲胺基呋喃，异丙醇做溶剂，150℃反应3h，收率为75％(Chem-EurJ,2016,22,4991-5002.)。Gunanathan等人同样使用均相Ru催化体系，甲苯做溶剂，氢气压力5.5MPa，135℃反应3h，糠胺收率为62％(Eur.J.Inorg.Chem.,2011,22,3381-3386.)。以上研究表明，在2-氰基呋喃的加氢过程中，存在的主要问题是反应过程中会生成活性较高的亚胺中间体，亚胺容易发生自身的聚合等副反应，生成相应的二级胺和三级胺副产物。此外，目前研究使用的均相催化剂也存在着难以重复使用的问题。因此，开发具有更高活性和选择性、可重复使用的2,5-二氰基呋喃加氢的催化体系，具有重要意义。

发明内容

本发明目的在于提供一种2,5-二氰基呋喃催化加氢合成2,5-二甲胺基呋喃的方法，该方法以介孔和微孔分子筛负载的活性金属组分为催化剂，将2,5-二氰基呋喃高选择性的加氢转化为2,5-二甲胺基呋喃。

本发明中所用活性金属组分为Pd、Pt、Ni、Rh、Ru、Re、Co、Cu、Fe中的一种或多种。催化剂载体为介孔和微孔分子筛SBA-15、MCM-41、ZSM-5、β型分子筛、Y型分子筛中的一种或多种。载体的比表面积为300-1000m²/g，Si/Al为50-200。活性金属组分按金属计与载体的质量比为0.002-0.150。

本发明所述催化剂的制备过程为：按所需比例将活性金属组分前体的水溶液与载体混合均匀并充分浸渍，110℃烘干，最后用30mL/min氢气于200℃还原2h。所述活性金属组分前体为对应金属的盐酸盐、硫酸盐、硝酸盐、醋酸盐中的一种或者多种。

本发明加氢反应所用催化剂中所含金属的量与反应底物的物质的量之比为10^-4-10^-1。

反应在压力反应器中进行，其中加氢反应的氢气分压为0.5-6.0MPa，优化的氢气分压为2.0-3.5MPa；反应温度为70-250℃，优化的最佳反应温度为110-130℃；反应时间为0.5-20h，优化的最佳反应时间为3-6h。

催化剂的循环使用采用如下方法进行，反应结束后，采用离心的方法将催化剂分离出来，所得固体用甲醇洗涤，干燥后，即用于下一轮催化加氢反应。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：