[发明专利]直链二元腈的催化合成方法

说明书

本发明公开了一种直链二元腈的催化合成方法，其中，该方法使用的催化剂，以钒为主催化剂，以铬、磷、镍、钼为助催化剂，本发明催化剂的合成方法简单易得，制备的催化剂可以直接套用于下一批次反应，从源头上减少能耗，反应结束后，催化剂与产物易分离；本发明使用的催化剂参与直链二元腈的合成反应，有效增多在反应物直链二元醇的表面的活性位点，提高了直链二元醇的转化率和直链二元腈的选择性，且催化剂体系简单、高效、副产物少；本发明的催化合成方法可以连续制备直链二元腈，生产方法简单，生产成本大大下降，降低三废量。

技术领域

本发明属于有机合成领域，具体涉及腈类合成，更具体地，涉及一种直链二元腈的催化合成。

背景技术

腈类化合物是指含有氰基(-CN)基团的化合物，广泛存在于自然界的生物中。例如，在某些植物的果实和核仁中，如苦杏仁、枇杷仁、桃仁、木薯、白果等，都含有腈类化合物。过量摄入后，尤其是儿童，可发生中毒，甚至死亡。腈类化合物在医药、农药的合成方面发挥着重要的作用。腈类化合物还是重要的化工原料，应用于制造药物、合成纤维和塑料，也应用于电镀、钢的淬火和选矿等工业。此外，腈类化合物是合成纤维、合成橡胶和塑料的重要原料。

直链二元腈属于腈类化合物，是高分子材料合成中的一种重要的中间体，传统上可采用气相合成法和液相合成法。气相合成法通常采用硅胶、矾土等无机表面催化剂，在300-600℃下反应制得，不仅反应能耗大，而且反应需要在特制的管式反应器中进行，操作繁琐。液相合成法主要以氨基磺酸或磷酸作反应催化剂，虽然反应对反应温度要求不高，但是最终会产生大量的废水废渣，后续过程处理麻烦，而且能耗大。

在合成二元腈的过程中，催化剂是该合成工艺的核心技术之一，其对于直链二元腈的选择性和稳定性，甚至收率具有明显的影响，因此，关于合成二元腈的研究、改进一直备受各大企业的关注，现有技术催化剂存在难于制备或反应物转化率低造成最终产物分离困难的问题。

鉴于上述原因，开发一种绿色环保、环境友好的直链二元腈的方法显得尤为重要。

发明内容

为了克服上述问题，本发明人进行了锐意研究，研究出一种直链二元腈的催化合成方法，其中，该方法使用的催化剂，以钒为主催化剂，以铬、磷、镍、钼为助催化剂，本发明催化剂的合成方法简单易得，制备的催化剂可以直接套用于下一批次反应，从源头上减少能耗，反应结束后，催化剂与产物易分离；本发明使用的催化剂参与直链二元腈的合成反应，有效增多在反应物直链二元醇的表面的活性位点，提高了直链二元醇的转化率和直链二元腈的选择性，且催化剂体系简单、高效、副产物少；本发明的催化合成方法可以连续制备直链二元腈，生产方法简单，生产成本大大下降，降低三废量，从而完成了本发明。

具体来说，本发明的目的在于提供以下方面：

第一方面，提供了一种用于合成直链二元腈的催化剂。

其中，所述催化剂为复合催化剂，优选以钒为主催化剂，以以铬、磷、镍、钼为助催化剂。

其中，所述催化剂具有以下通式结构：V_aCr_bP_cNi_dMo_eO_x。

第二方面，提供了一种用于合成直链二元腈的催化剂的制备方法，所述方法包括以下步骤：

步骤1、进行前处理，得到含有钒、铬、磷、镍和钼元素的溶液；

步骤2、将所述溶液加入到硅胶中；

步骤3、后处理，得到用于合成直链二元腈的催化剂。

其中，在步骤1中，所述前处理包括：

步骤1.1，将钒源化合物和磷源化合物加入到水溶液中；

步骤1.2，在一定温度下，在步骤1.1所得溶液中加入铬源化合物和镍源化合物，优选混合。