[发明专利]吡啶碱催化加氢制备哌啶类化合物的方法

说明书

技术领域

本发明属于精细化工领域，具体涉及一种吡啶碱催化加氢制备哌啶类化合物的方法。

背景技术

哌啶类化合物是一个六元脂肪族的环胺，在制备各种诸如药物，农用化学品以及橡胶制品有机化合物时，哌啶类化合物是一个非常有用的有机化合物的中间体。

哌啶类化合物的制备方法主要是由吡啶碱类化合物通过催化加氢反应制得，在催化加氢反应中使用了各种各样的催化剂。

用于催化加氢的催化剂，主要是第VIII族的金属及其氧化物或硫化物，比如：Fe，Co，Ni，Cu，Ru，Rh，Pd，Pt等，相对于象价格昂贵的Ru，Rh，Pd，Pt等贵金属而言，Ni应用的比较广泛。

首先是Raney镍，自从美国科学家Murray·Raney1920年发明了Raney镍以来，以其低廉的价格，较高的催化活性，得到了广泛的应用。但Raney镍在空气中容易燃烧，其活性很容易丢失，而且催化剂一旦失活就不能再生，只能做废料处理。Raney镍也曾用来进行吡啶碱类化合物的催化加氢制备哌啶类化合物的反应，但实际反应中，加氢反应很难进行完全，即使在高压氢气下进行反应，反应时间长达30h，仍会残留未反应的吡啶碱类化合物。而且由于吡啶碱类化合物与其催化加氢后相应的哌啶类化合物在以后的精馏分离提纯产品的过程中共沸，很难得到高纯度的哌啶类化合物。

其次是那些贵金属，如铂、钯、钌、铑等，其价格比较昂贵，而且在使用钌作催化剂时，反应很容易使哌啶环上的氮、碳原子间的化学键断裂，而生成戊胺类化合物，生成的副产物戊胺类化合物的沸点与哌啶类化合物很接近，给以后产品哌啶类化合物的提纯带来困难，很难得到高纯度的哌啶类化合物。

相对于Raney镍与贵金属催化剂来说，负载型的镍系催化剂既克服了Raney镍容易失活，易燃烧，无法再生的缺点，又克服贵金属催化剂的价格昂贵的缺点，应用范围更加广泛。

负载型的镍系催化剂大多数用的是那些比较惰性的载体，比如：SiO₂，Al₂O₃，活性炭，多空陶瓷和一些天然的无机物膨润土、蒙脱土，其目的主要是使其负载上的金属镍充分分散，活性得到充分的发挥；而且催化剂的再生只要在一定的温度下通入一定流量的H2即可实现，催化剂的寿命很长，其成本比Raney镍的成本大大降低。

负载型的镍系催化剂中，催化剂与那些惰性载体之间只是各自发挥着各自的作用，催化剂只是提供一个催化的活性中心，而载体也只是承担骨架，分散的作用，二者之间没有相应的协同作用。

发明内容

本发明的目的是供一种将负载型的镍系催化剂应用于吡啶碱类的催化加氢反应，来高收率制备哌啶类化合物，其转化率达到100％，同时抑制同哌啶类化合物沸点接近的副产物戊胺类化合物的生成。

本发明的目的可以通过以下措施达到：

一种吡啶碱催化加氢制备哌啶类化合物的方法，向吡啶碱中加入负载型镍系催化剂，在110℃～250℃以及2.0～10.0MPa压力下通入氢气进行催化加氢反应8～50h，制备哌啶类化合物；其中所述的负载型镍系催化剂为在硅酸铝Al₂O₃·SiO₂上负载镍的催化剂；催化加氢反应方程式如下：

其中，R为C₁～C₆烷基，n为0～5。

本发明中的吡啶碱类化合物，更具体的讲是指吡啶及其吡啶环上携带1～5个的直链或支链的C₁～C₆烷基的化合物，比如：吡啶，2-甲基吡啶，3-甲基吡啶，4-甲基吡啶，2-乙基吡啶，3-乙基吡啶，4-乙基吡啶，，2-丙基吡啶，3-丙基吡啶，4-丙基吡啶，2-异丙基吡啶，3-异丙基吡啶，4-异丙基吡啶，2，3-二甲基吡啶，2，4-二甲基吡啶，2，5-二甲基吡啶，2，6-二甲基吡啶，3，4-二甲基吡啶，3，5-二甲基吡啶，2-甲基-3-乙基吡啶，2-甲基-4-乙基吡啶，3-甲基-4-乙基吡啶，2，3，4-三甲基吡啶，2，3，5-三甲基吡啶等。