專利名稱：一種用顆粒型固體超強酸催化合成烷基吡嗪類化合物的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種食用香料的合成方法，更具體的講涉及一種用顆粒型固體超強酸催化合成烷基吡嗪類化合物的方法。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的即是針對上述烷基吡嗪類化合物合成方法所存在的不足，提供一種以乙二胺(水溶液)為唯一合成原料，顆粒型固體超強酸為催化劑，常壓、氣相條件下固定床催化，一步可連續(xù)合成，同時得到多種烷基吡嗪、產(chǎn)品后處理簡單、不產(chǎn)生污染的合成烷基吡嗪的方法。
本發(fā)明采用顆粒型固體超強酸催化合成烷基吡嗪類化合物的方法，由以下步驟組成(1)加入催化劑在反應(yīng)釜中，加入Φ＝3～5mm的顆粒型SO42-/MxOy類固體超強酸催化劑100～120g；(2)加熱加熱使溫度升至280～400℃；(3)通入氮氣以空速為60～80cm3/min向反應(yīng)釜中輸入氮氣，并使催化反應(yīng)始終處于氮氣保護狀態(tài)；(4)輸入乙二胺以重量空速0.2～0.5g/min向反應(yīng)釜中輸入乙二胺水溶液；(5)產(chǎn)物生成乙二胺在催化劑連續(xù)催化反應(yīng)下生成多種烷基吡嗪類化合物；(6)產(chǎn)物后處理經(jīng)上述反應(yīng)后，由反應(yīng)釜出料口排出的烷基吡嗪水溶液經(jīng)過冷凝裝置冷凝，收集于燒瓶中，然后加入固體NaOH進行堿析，分離出上層液，上層液用少量NaOH干燥，去掉干燥劑，得到多種烷基吡嗪類化合物的混合物。
其中，步驟(1)所述的SO42-/MxOy類固體超強酸催化劑是指SO42-/TiO2-SnO2-Al2O3或SO42-/ZrO2-Al2O3固體超強酸催化劑。
其中，步驟(2)所述加熱溫度是320～360℃。
其中，步驟(4)乙二胺輸入空速為重量空速0.3～0.4g/min。
其中，步驟(4)輸入的乙二胺水溶液是指乙二胺與水的體積比為1∶1～0.3。
其中，步驟(6)所述烷基吡嗪類化合物的混合物是指吡嗪、乙基吡嗪、甲基吡嗪、甲基乙基吡嗪、二乙基吡嗪和少量其它多烷基吡嗪。
其中，步驟(6)所述烷基吡嗪類化合物的混合物中乙基吡嗪含量最高，最高可達51％。
其中，步驟(6)所述烷基吡嗪類化合物的總收率和各種烷基吡嗪的含量比例，隨催化溫度不同而改變。
本發(fā)明合成烷基吡嗪類化合物的方法屬獨創(chuàng)。通常方法是用一種結(jié)構(gòu)復(fù)雜的化合物或兩種化合物為原料進行縮合、環(huán)化、脫氫得到產(chǎn)品，采用的是流動床催化，催化劑也多種多樣，并且一種方法只能合成烷基吡嗪中的一種產(chǎn)品。本發(fā)明的特點是采用了固定床催化、反應(yīng)器一端進原料一端出產(chǎn)品，催化反應(yīng)連續(xù)進行，一步合成多種烷基吡嗪化合物，而且采用的原料僅為乙二胺水溶液。
本發(fā)明所用顆粒型固體超強酸催化合成烷基吡嗪類化合物的方法中，采用的SO42-/MxOY類固體超強酸催化劑在280-400℃反應(yīng)條件下，具有較理想的單程催化壽命，可再生和反復(fù)使用，并且具有良好的催化活性及催化穩(wěn)定性。
本發(fā)明所用顆粒型固體超強酸催化合成烷基吡嗪類化合物的方法，還具有原料單一，工藝簡便，產(chǎn)量大，產(chǎn)率高的特點。
經(jīng)美國HPGC/890/MS5973氣象色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀分析結(jié)果表明，本發(fā)明合成烷基吡嗪類化合物的方法，烷基吡嗪類化合物產(chǎn)品混合物的主要成分為吡嗪、乙基吡嗪、甲基吡嗪、甲基乙基吡嗪、二乙基吡嗪和少量其它多烷基吡嗪。其中乙基吡嗪含量最高，最高可達51％。并且在合成烷基吡嗪類化合物的反應(yīng)中，烷基吡嗪類化合物的總收率和各種烷基吡嗪的含量比例，呈現(xiàn)隨催化溫度不同而改變的特點。
下面結(jié)合具體實施方式
，選擇其中三個依次遞升的溫度區(qū)間，對本發(fā)明作進一步的說明。(四)
具體實施例方式
權(quán)利要求
1.一種用顆粒型固體超強酸催化合成烷基吡嗪類化合物的方法，由以下步驟組成(1)加入催化劑在反應(yīng)釜中，加入Φ＝3～5mm的顆粒型SO42-/MxOy類固體超強酸催化劑100～120g；(2)加熱加熱使溫度升至280～400℃；(3)通入氮氣以空速為60～80cm3/min向反應(yīng)釜中輸入氮氣，并使催化反應(yīng)始終處于氮氣保護狀態(tài)；(4)輸入乙二胺以重量空速0.2～0.5g/min向反應(yīng)釜中輸入乙二胺水溶液；(5)產(chǎn)物生成乙二胺在熱的催化劑連續(xù)催化反應(yīng)下生成多種烷基吡嗪類化合物；(6)產(chǎn)物后處理經(jīng)上述反應(yīng)后，由反應(yīng)釜出料口排出的烷基吡嗪水溶液經(jīng)過冷凝裝置冷凝，收集于燒瓶中，然后加入固體NaOH進行堿析，分離出上層液，上層液用少量NaOH干燥，去掉干燥劑，得到多種烷基吡嗪類化合物的混合物。
2.如權(quán)利要求1所述的用顆粒型固體超強酸催化合成烷基吡嗪類化合物的方法，其特征在于，步驟(1)所述的SO42-/MxOy類固體超強酸催化劑是指SO42-/TiO2-SnO2-Al2O3或SO42-/ZrO2-Al2O3固體超強酸催化劑。
3.如權(quán)利要求1所述的用顆粒型固體超強酸催化合成烷基吡嗪類化合物的方法，其特征在于，步驟(2)所述加熱溫度是320～360℃。
4.如權(quán)利要求1所述的用顆粒型固體超強酸催化合成烷基吡嗪類化合物的方法，其特征在于，步驟(4)乙二胺輸入空速為重量空速0.3～0.4g/min。
5.如權(quán)利要求1所述的用顆粒型固體超強酸催化合成烷基吡嗪類化合物的方法，其特征在于，步驟(4)輸入的乙二胺水溶液是指乙二胺與水的體積比為1∶1～0.3。
6.如權(quán)利要求1所述的用顆粒型固體超強酸催化合成烷基吡嗪類化合物的方法，其特征在于，步驟(6)所述烷基吡嗪類化合物的混合物是指吡嗪、乙基吡嗪、甲基吡嗪、甲基乙基吡嗪、二乙基吡嗪和少量其它多烷基吡嗪。
7.如權(quán)利要求6所述的用顆粒型固體超強酸催化合成烷基吡嗪類化合物的方法，其特征在于，步驟(6)所述烷基吡嗪類化合物的混合物中乙基吡嗪含量最高，最高可達51％。
8.如權(quán)利要求1所述的用顆粒型固體超強酸催化合成烷基吡嗪類化合物的方法，其特征在于，步驟(6)所述烷基吡嗪類化合物的總收率和各種烷基吡嗪的含量比例，隨催化溫度不同而改變。
全文摘要
本發(fā)明公開一種用顆粒型固體超強酸催化合成烷基吡嗪類化合物的方法，其方法包括催化劑加入，加熱，通入氮氣，輸入乙二胺水溶液，產(chǎn)物生成，烷基吡嗪類化合物堿析、分離、干燥等后處理步驟。本發(fā)明的特點是采用了固定床催化、反應(yīng)器一端進原料一端出產(chǎn)品，反應(yīng)連續(xù)進行，一次、一步合成多種烷基吡嗪類化合物，而且具有原料單一，工藝簡便，產(chǎn)量大，產(chǎn)率高，成本低的優(yōu)點。
文檔編號C07D241/12GK1473818SQ03138960
公開日2004年2月11日 申請日期2003年8月1日 優(yōu)先權(quán)日2003年8月1日
發(fā)明者高根之, 趙斌, 李世勇 申請人:曲阜師范大學(xué)