[发明专利]杂多酸、用杂多酸作为催化剂合成胡椒腈的方法

说明书

采用酰胺脱水法合成胡椒腈会产生大量的废酸，采用铜催化剂的催化脱氢法，反应条件苛刻，反应收率低。有鉴于此，本发明提供用杂多酸作为催化剂合成胡椒腈的方法，其包括如下步骤：以磷钨酸(H3PW12O40)，磷钼酸(H3PMo12O40)为主要原材料，合成杂多酸催化剂；以二甲苯和胡椒酰胺为原材料，在杂多酸催化剂的催化作用下合成胡椒腈。采用此种方法合成胡椒腈具有三废量少，反应条件温和，适合工业化大生产等优点。

技术领域

本发明涉及化工合成领域，涉及一种用途非常广泛的精细化工产品胡椒腈的合成方法，较为具体的涉及到杂多酸、用杂多酸作为催化剂合成胡椒腈的方法。

背景技术

胡椒腈，别名洋茉莉腈，英文名称：Piperonylonitrile，是一种重要精细化工中原料，广泛应用于制造医药，农药，合成纤维及功能性高分子材料，最近相关报道显示该类化合物在高端液晶材料和抗癌药物方面已经投入应用，因此胡椒腈的应用市场有着非常广阔的发展前景。合成胡椒腈的方法很多，比较实用的主要有两种方法，酰胺的脱水法和胺的催化脱氢法，但这两种方法的缺点也是显而易见的，目前的酰胺脱水法要用的大量的脱水剂，如PCI5，POCI5等，使用过程中会产生大量的废酸，环保压力非常大，不符合环境友好的绿色化学发展的大方向。而另一种采用铜催化剂的催化脱氢法，反应需在高温高压下进行，反应条件苛刻，同时伴随大量副产，反应收率比较低，生产成本很高，不利于工业化大生产。

发明内容

有鉴于此，本发明提供杂多酸、用杂多酸作为催化剂合成胡椒腈的方法，具有三废量少，反应条件温和，适合工业化大生产等优点。

杂多酸的合成方法，其包括如下步骤：

S1，根据质量比为2∶1∶10的比例依次称取磷钨酸(H3PW12040)，磷钼酸(H3PMo12040)和去离子水并加入到容器中，室温搅拌使其全溶；

S2，搅拌下加入活化过的300-400目的硅胶得到悬浮液，硅胶加入量为上述去离子水重量的一半；

S3，上述悬浮液在密闭条件下，室温搅拌48-60hrs，后停止搅拌，室温静置沉降24hrs；

S4，过滤上述悬浮液，将过滤得到的产品采用程序升温至110-120℃，并在该温度下活化12hrs，转入干燥器中降至室温备用，是为制得的催化剂杂多酸。

本发明还提供利用以上合成的杂多酸作为催化剂合成胡椒腈的方法，其包括如下步骤：

S5，按重量比5∶1的比例，依次量取混合二甲苯，胡椒酰胺加入一带有搅拌装置、分水装置和温度计的反应釜中，室温搅拌至澄清；

S6，向步骤S5的反应釜中加入步骤S4中制备的催化剂杂多酸，催化剂的加入量为胡椒酰胺重量的10％，搅拌下升温至回流反应(130℃左右)，不断关注分水器中分出的水量，HPLC中控反应，约15hrs反应完全；

S7，将步骤S6中的反应釜降至室温，滤去催化剂，母液用二甲苯重量20％的水洗一次，减压浓缩至少量溶剂残留，加入混合二甲苯重量一半的异丙醇减压浓缩，GC实时检测，当残留物中混合二甲苯的含量低于5％时停止浓缩，加入异丙醇至总重为胡椒酰胺投料量的3-3.5倍，升温至80℃左右回流5-30mins，搅拌降温至0-5℃结晶，离心分离，得到类白色固体即为产品胡椒腈，收率80.6％，纯度≥97％(HPLC)。

同时，本发明还涉及到催化剂杂多酸的回收利用的方法，过程为将步骤S7中过滤得到的催化剂用10倍催化剂量的去离子水洗涤一次，并在烘箱110-120℃烘5-10hrs，可多次套用。

和传统工艺相比，上述制备胡椒腈的工艺条件的优势显而易见。首先用的催化剂硅胶负载型杂多酸的用量本身较少，并在简单活化后可反复套用，大大减少了三废的排放量，非常有利于环境保护；其次反应操作简单，反应条件温和，没有用到高温高压的反应条件，非常有利于工业化。

说明书附图