[发明专利]一种负载型金催化腈水合制备酰胺的方法

说明书

技术领域

本发明属于酰胺制备技术领域，具体涉及一种负载型金催化腈水合制备酰胺的方法。

背景技术

酰胺是重要的有机合成中间体和工程塑料及润滑剂等的原料，广泛的用于废水处理、土壤稳定化、造纸、制造聚合物，以及作为纺织品、涂料和水泥的添加剂。早期工业中，腈化合物转化为相应的酰胺通常需要高温、强酸等相对苛刻的条件。对设备要求高，三废严重。以酸为催化剂的工艺逐渐被取代。

目前在过渡金属络合物催化作用下，氰水解为酰胺被广泛应用。过渡金属作为催化剂时，金属和氰的配位作用不但促进了亲核试剂OH^-/H₂O进攻氰，提高反应活性，而且能将产物有效地控制在酰胺阶段，阻止酰胺的进一步水解，能大大提高反应的选择性。自1908年Hoffmann和Bugge首次合成了‘platinumblue’([PtC1₂(MeCN)₂]溶于银盐的水溶液)，并将其用于催化乙氰水解为乙酰胺的反应后，各种金属，例如:Fe(Ⅲ)、Ru(Ⅲ)、Cu(Ⅱ)、Co(Ⅲ)、Ni(Ⅱ)、Pd(Ⅱ)等的配合物不断被运用于催化氰水解为相应酰胺的反应中，采用有机金属络合物催化腈的水解，存在催化剂活性低、稳定性差、价格昂贵和难以循环使用等缺点。

因此采用分离简单、易于回收、可反复使用的多相催化剂成为一种新的发展趋势。从1971年起，一系列铜基催化剂包括负载铜催化剂、聚合物保护的铜胶粒（高等催化学报，2006（27），716；中国海洋学报，2006（36），131.）催化腈水合被报道，如日本专利No.4392/1978报道的氢化铜分解的铜催化剂，日本专利No.39409/1978报道的还原铜催化剂，美国专利No.3,920,740开发的Raney 铜催化剂，其中一些获得了工业成果。而将二氧化锰用于氰水解制备酰胺也有大量的专利报道，尤其是2-羟基氰的水解过程。在德国专利No.1,593,320报道，脂肪氰在通过二氧化锰水解时，酰胺的收率超过90%。而日本专利No.09,104,665报道了活性δ-二氧化锰的制备，并在氰水解过程中，显示出较高的催化活性。后来，EP379111A2通过添加碱金属的方法，来提高二氧化锰催化氰水解制酰胺的催化活性和寿命。其他多相催化剂的报道不是很多，主要包括:KF/A1₂O₃(Synth. Commun. 1982 (12), 177.)、KF/磷酸盐(Tetrahedron Lett. 1996(37), 6555)、 MnO₂/ SiO₂(Synthesis 1998,715)、NaNO₃/FAP(改良的氟石) (Tetrahedron Lett. 2003(44), 4.31)、Na/NP(NP改良后的磷酸盐)、Na/HAP(Appl. Catal. A 2006 (301), 201)、Ru(OH)₃/Al₂O₃(Angew. Chem. Int. Ed. 2004(43), 1576)等。但这类催化剂存在着催化效率低、制备复杂，反应条件苛刻等缺点。

近年来随着生物有机化学的发展，酶催化腈类水解的研究报道较多，已经发现高效产生腈水合酶的紫红红球菌的多种菌株，欧洲专利No.0,307,926描述了紫红红球菌，尤其是菌株J1在含有钴离子的培养基中的培养。可使用腈水合制备酰胺。通过腈转化酶(腈水解酶、腈水合酶和酰胺酶)具有生物催化过程高效、高选择性、条件温和等优点。但也存在一定的不足。主要是使用生物催化剂在保存、运输和使用期间用湿微生物材料通常稳定性还不够好。在工业中往往需要用一些特殊方法来防止变质。另外一方面，生物酶催化剂的底物耐受性差，虽然一些生物酶催化剂用于丙烯腈水解制备丙烯酰胺的工业化生产,但用于芳香腈水解仍较困难。

发明内容

本发明的目的在于提供一种工艺简单，反应条件温和，收率高，产品性能稳定的制备酰胺的方法。