[发明专利]一种2;2’-联吡啶的钯/碳催化制备方法

说明书

本发明公开一种2,2’‑联吡啶的钯/碳催化制备方法，属于有机合成技术领域。该制备方法的反应体系中各组分所占质量百分比为：2‑氯吡啶20～30％；碱15～20％；溶剂40～45％；分散剂10～15％；催化剂1.5～3％，催化剂为钯质量含量为5％的钯/碳催化剂。本发明通过对反应母液的过滤、蒸馏、脱盐等处理，可实现母液水的回收套用，在节约水资源的同时能够有效避免因排放污水而造成的环境污染；钯/碳催化剂使用条件温和，有利于延长设备的使用寿命；催化剂再生活化及回收处理方便，可以提高生产效率和降低生产成本。

技术领域

本发明属于有机合成技术领域，具体涉及一种2,2’-联吡啶的钯/碳催化制备方法。

背景技术

2,2’-联吡啶在有机合成上是一种重要的中间体，其应用范围涉及到医药、农药、发光材料、指示剂等诸多领域。目前我国的2,2’-联吡啶生产能力不足，每年约有20％的需要进口，特别是随着农药行业的迅速发展，2,2’-联吡啶的需求也与日俱增。因此，亟待开发出一种高效、环保、低廉的生产工艺，以尽快满足国内相关行业的需求。国内关于2,2’-联吡啶的工业化生产主要是偶联法，不同偶联法之间的差别在于反应原料的选择上有所不同。2004年，浙江工业大学陈江报道了(陈江，除草剂敌草快及其中间体的合成研究[D].杭州：浙江工业大学，2004：19-45)雷尼镍法生产2,2’-联吡啶的生产工艺，它是以吡啶为原料，与雷尼镍催化下进行异相反应，但该工艺仅仅停留在理论研究阶段，因为雷尼镍暴露在空气中会自发燃烧，而且反应的收率不高(7～11％)，产物纯度还受催化剂的使用不当而影响较大。中国专利CN103172559A报道了一种以2-氯吡啶为原料，三苯基膦、锌粉、氯化镍为催化剂，合成2,2’-联吡啶的生产工艺。该工艺的主要缺点在于催化剂为三种组分的混合物，反应结束后产品与催化剂的分离非常繁琐，而且在催化剂回收套用和固废的环保处理方面存在很大的问题，另外整个反应需依次经过偶联、碱解、萃取、酸洗、再碱解、精制等步骤，生产周期较长，不利于规模化的工业生产。

发明内容

本发明针对2,2’-联吡啶的传统生产工艺中安全性能低，催化剂的分离、回收套用困难，生产步骤繁琐等诸多技术难点，本发明提供一种2,2’-联吡啶的钯/碳催化制备方法。该方法从催化剂角度着手，选择利用安全性好的钯/碳催化剂，反应原料选择价格较低的2-氯吡啶，在合适的生产条件下，可实现2,2’-联吡啶的规模化工业生产。

本发明所提供的一种2,2’-联吡啶的钯/碳催化制备方法，该制备方法的反应体系中各组分所占质量百分比如下：

所述碱为氢氧化钠片碱或氢氧化钾片碱或其它无机片碱；所述溶剂为蒸馏水；所述分散剂为PEG-400、PEG-600、PEG-800及乙二醇及1,2-丙二醇中的任意一种；所述催化剂为钯质量含量为5％的钯/碳催化剂。

所述2,2’-联吡啶的钯/碳催化制备方法的具体步骤如下：

(1)向反应釜中先加入蒸馏水，在搅拌状态下缓慢加入碱，待碱完全溶解后再向反应釜中缓慢加入2-氯吡啶，2-氯吡啶投料结束后继续搅拌15～20分钟，反应釜内混合液慢慢变成淡黄色；然后再向反应釜中缓慢加入分散剂，分散剂投料结束后继续搅拌5～10分钟；然后向反应釜中投入钯/碳催化剂，搅拌均匀后开始对反应升温，控制温度在114～116℃，加热回流17～23小时后，停止反应。

(2)反应结束后，将所述步骤(1)反应釜内的反应液用封闭式离心机进行离心处理，离心后反应液分为液固二相；液相：里面溶解了氢氧化钠、1,2-丙二醇、未反应的2-氯吡啶、反应生成的氯化钠和部分溶解的2,2’-联吡啶；固相：钯/碳催化剂及2,2’-联吡啶。