[发明专利]制备氧化吡啶的方法

说明书

本发明涉及一种制备氧化吡啶的方法，该方法包括：使吡啶、异丙醇和氧气在催化剂的存在下进行接触反应，其中，所述催化剂为钛硅分子筛催化剂。该方法工艺简单，原料的转化率和氧化吡啶的选择性均较高。

技术领域

本发明涉及一种制备氧化吡啶的方法。

背景技术

N-氧化吡啶是常用的医药、化工产品的中间体，它作为一种新型非离子表面活性剂，可以增加表面吸附，降低表面粘度，稳定泡沫。根据反应机理不同，N-氧化吡啶的制备可分为直接氧化法和催化氧化法。直接氧化法常用的氧化剂有过氧化氢和过氧乙酸。过氧化氢氧化法具有过程简单、条件温和、收率高的优点，缺点是作为介质的冰醋酸需求量大，操作复杂，在反应结束时须加入大量的氢氧化钠中和，且耗时长，造成间歇性操作的生产效率低下。过氧乙酸氧化法具有反应时间短，冰醋酸使用量小的优点，但过氧乙酸稳定性差，高温易分解，影响氧化产率，且过氧酸易爆炸，也是合成中存在的问题。

近年来，许多研究者不断致力于改进吡啶氧化的方法，催化氧化法的关键是选用合适的催化剂。催化剂有阳离子交换树脂、过氧酸/酐、过钨酸盐、杂多酸以及钛硅分子筛TS-1等。阳离子交换树脂法的双氧水消耗量小，但反应速度慢，反应很难进行彻底。过氧酸/酐法具有成本高、工艺过程复杂、环境污染严重的缺点。过钨酸盐法产率较高，但催化剂价格太高，同时要求过氧化氢有较高的浓度。杂多酸具有非常高的活性，反应时间较短；同时由于具有酸的性质，避免了反应中加入大量的醋酸，较直接氧化法有较大改进，但杂多酸易溶于水，催化剂回收困难，而且价格昂贵。TS-1分子筛作为催化剂，不仅具有较好的催化活性、稳定性和重复使用性，而且极大地减少了副产物的生成，降低了氧化过程对环境的污染和设备的腐蚀。然而有关使用TS-1催化剂制备N-氧化吡啶工艺条件的详细研究报道很少。

发明内容

本发明的目的是提供一种制备氧化吡啶的方法，该方法工艺简单，无需外加溶剂，原料的转化率和氧化吡啶的选择性均较高。

为了实现上述目的，本发明提供一种制备氧化吡啶的方法，该方法包括：使吡啶、异丙醇和氧气在催化剂的存在下进行接触反应，其中，所述催化剂为钛硅分子筛催化剂。

可选地，所述吡啶、氧气与异丙醇的摩尔比为(0.1-100)：(2-50)：1，优选为(0.5-10)：(5-20)：1。

可选地，该方法还包括：所述反应在过氧化氢的存在下进行，所述过氧化氢与吡啶的摩尔比为(0.0001-0.1)：1，优选为(0.0005-0.05)：1。

可选地，该方法还包括：先使吡啶、异丙醇和氧气与含有卤素的无机酸混合，得到混合后的物料，再使该混合后的物料在所述催化剂的存在下进行接触反应，所述含有卤素的无机酸与异丙醇的摩尔比为(0.00001-0.1)：1，优选为(0.0001-0.01)：1。

可选地，所述含有卤素的无机酸包括盐酸、氢溴酸、氢氟酸和氢碘酸中的至少一种，所述混合的条件为：混合的温度为20-100℃，混合的压力为0-2MPa，混合的时间为0.1-5h。

可选地，所述催化剂为经过活化处理的钛硅分子筛催化剂，所述活化处理包括将钛硅分子筛与含有酸和可选择的过氧化物的水溶液接触，其中，钛硅分子筛以二氧化硅计，所述酸、过氧化物、水与钛硅分子筛的摩尔比为(0.02-15)：(0-10)：(15-100)：1。

可选地，所述酸为选自盐酸、硫酸、磷酸、硝酸、高氯酸和C1-C5的羧酸中的至少一种；所述过氧化物为选自过氧化氢、叔丁基过氧化氢、过氧化异丙苯和环己基过氧化氢中的至少一种；所述活化处理的条件包括：钛硅分子筛与含有酸和可选择的过氧化物的水溶液接触的温度为0-90℃，时间为0.1-48小时。

可选地，所述活化处理包括将钛硅分子筛与含有硝酸和过氧化物的水溶液接触，其中，钛硅分子筛以二氧化硅计，所述硝酸、过氧化物、水与钛硅分子筛的摩尔比为(0.1-10)：(0.01-5)：(20-80)：1。