[发明专利]二腈化合物的制备方法

说明书

本发明提供一种二腈化合物的制备方法，包括：在含氧气氛下，使二元醇、氨和催化剂接触进行催化反应，得到二腈化合物；其中，催化剂包括载体及负载于载体上的过渡金属，载体为氮掺杂的碳纳米管，二元醇如下式所示，其中，A选自化学键、C_1～10的直链或支链烷基。本发明通过利用特定催化剂，以含氧气氛作为氧化剂，可以将二元醇高效催化转化为二腈化合物。该方法工艺简单、制备过程无污染，且氧化剂成本低廉，更适用于工业生产。所得产物的选择性和产率均得到大幅提高，具有良好的工业应用前景。

技术领域

本发明涉及化工合成技术领域，具体涉及一种二腈化合物的制备方法。

背景技术

腈类化合物是一种重要的有机中间体，广泛用于制造药物、合成纤维和塑料，也应用于电镀、钢的淬火和选矿等工业。合成腈类的经典方法有卤代烃的取代反应，酰胺脱水，烯烃氨氧化等。

卤代烃的取代反应是合成腈类化合物的主要方法，氰化取代是最常见的一类反应，经过取代反应后碳链上增加了一个碳原子，这是有机合成中增长碳链的方法之一。取代反应的通式如下式(I)所示：

R-X+NaCN→R-CN+Na-X (I)

酰胺脱水反应也是常用的合成腈类的方法，其主要是利用酰胺类化合物在脱水剂或高温催化条件下，失去一分子的水得到对应的腈，例如，作为重要的农药中间体丙二腈就是通过酰胺脱水生产。此外，己二酰胺在催化剂的作用下高温脱水也可以得到己二腈。其反应的通式如下式(II)所示：

烯烃氨氧化反应是利用含有羰基的化合物(例如：醛、酮)在一定的条件下与氢氰酸相互作用生成氰醇类化合物，反应通式如下式(III)所示：

然而，上述这些方法均存在一定缺点。比如，氰基与卤素的取代使用氢氰酸或氰化钾为原料，毒性极大，且会产生严重环境污染；酰胺脱水需要高温，能耗高且产物选择性差；烯烃氨氧化需要高温，且普适性较差，有些烯烃氨氧化反应需要使用碘(I₂)作为氧化剂，成本高且污染严重。

因此，需要开发更加高效的腈类化合物的合成方法，以解决现有技术中存在的种种问题。

需注意的是，前述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本发明的背景理解，因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

本发明的一个主要目的在于克服上述现有技术的至少一种缺陷，提供一种二腈化合物的制备方法，以解决现有腈类化合物合成过程中，成本高、产物选择性差且存在环境污染等问题。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明提供一种二腈化合物的制备方法，包括：在含氧气氛下，使二元醇、氨和催化剂接触进行催化反应，得到二腈化合物；其中，催化剂包括载体及负载于载体上的过渡金属，载体为氮掺杂的碳纳米管，二元醇如下式所示：

其中，A选自化学键、C_1～10的直链或支链烷基。

根据本发明的一个实施方式，载体中的氮包含吡啶氮，载体中的总氮含量为0.5wt％～5wt％，吡啶氮占总氮含量的50wt％～80wt％。

根据本发明的一个实施方式，过渡金属选自镍、锌、铬、锰、铜、钯、铑、铱、钴和钌中的一种或多种，以催化剂的总重量为基准，过渡金属的含量为0.1wt％～20wt％，优选为0.5wt％～10wt％。

根据本发明的一个实施方式，二元醇和氨的摩尔比为1:1～1:100，优选为 1:2～1:50；催化剂与二元醇的质量比为(1～10):100。