本發(fā)明涉及一種制備吡啶甲醛的催化劑及其制備方法和應(yīng)用，屬于吡啶甲醛制備。
背景技術(shù)：
1、目前，吡啶甲醛可以用作吡啶官能團衍生物合成的重要中間體，在醫(yī)藥、化工領(lǐng)域都有廣泛用途，例如2-吡啶甲醛衍生物可用于合成一些具有特定用途的席夫堿配體。吡啶甲醛的合成方法主要是以甲醇吡啶為原料的氧化法，以甲基吡啶為原料的氧化法，以乙烯基吡啶為原料的氧化法，以吡啶甲酸酯為原料的還原法等。這些方法各具特點，被運用到實際生產(chǎn)和科研中。但它們還存在一些不足之處，如高溫高壓等劇烈反應(yīng)條件、需要使用貴金屬催化劑、有的反應(yīng)的產(chǎn)率較低等。
2、有鑒于上述的缺陷，本設(shè)計人，積極加以研究創(chuàng)新，以期創(chuàng)設(shè)一種制備吡啶甲醛的催化劑及其制備方法和應(yīng)用，使其更具有產(chǎn)業(yè)上的利用價值。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的是提供一種制備吡啶甲醛的催化劑及其制備方法和應(yīng)用。
2、本發(fā)明的一種制備吡啶甲醛的催化劑，包括催化劑載體和催化劑有效成分；
3、所述催化劑載體為磁性球磨碳化硅載體；
4、所述催化劑有效成分為氯化鋰；
5、所述磁性球磨碳化硅載體是通過碳化硅粉末、高嶺土、碳化硼、聚乙二醇6000、酚醛樹脂混合反應(yīng)造粒后，高溫?zé)Y(jié)、球磨后再與去離子水、硫酸亞鐵和三氯化鐵以及聚丙烯酰胺加熱反應(yīng)，最后經(jīng)氫氧化鈉溶液沉積后制得的。
6、一種制備吡啶甲醛的催化劑的制備方法，具體制備步驟為：
7、按質(zhì)量比為100:1:500將質(zhì)量分數(shù)為30％的氯化鋰甲醇溶液、粘均分子量為4000～5000聚羧酸和磁性球磨碳化硅載體充分攪拌混合均勻，然后經(jīng)100～120℃干燥2～4h、研磨得制備吡啶甲醛的催化劑。
8、進一步的，所述磁性球磨碳化硅載體的制備步驟為：
9、(1)將球磨碳化硅載體和去離子水、硫酸亞鐵和三氯化鐵以及聚丙烯酰胺按質(zhì)量比為5:200:1:2:2混合均勻，倒入反應(yīng)釜并升溫至60～70℃，攪拌40～60min，再向反應(yīng)釜中通入氮氣，水浴加熱至60～80℃，攪拌10～15min，得到混合液；
10、(2)向上述混合液中滴加質(zhì)量濃度為30％的氫氧化鈉溶液，調(diào)節(jié)ph至8～11，在80～90℃下繼續(xù)攪拌2～3h后冷卻至室溫使其陳化2～3h，過濾得到沉淀物，將上述沉淀物分別用去離子水和無水乙醇沖洗2～3次后，移入恒溫干燥箱在70～80℃下干燥12～18h，即得磁性球磨碳化硅載體。
11、進一步的，所述球磨碳化硅載體的制備步驟為：
12、(1)按重量份數(shù)計稱取90～100份粒徑為1～2μm的碳化硅粉末、10～15份高嶺土、1～2份碳化硼、5～10聚乙二醇6000、5～10份酚醛樹脂、1～2份攪拌混合20～30min后擠壓造粒，得到粒徑為1～2mm的載體顆粒坯體；
13、(2)將上述載體顆粒坯體放入真空熱壓燒結(jié)爐進行燒結(jié)，先從室溫緩慢升溫至700℃保溫40min；再升溫至1800℃，并于1400℃左右通入氬氣，氣氛壓力保持在0.06mpa；最后快速升溫至2000℃，保溫45min后，關(guān)爐自然冷卻，出料后放入滾動式球磨機中以15r/min的轉(zhuǎn)速球磨處理12～15h，得到球磨碳化硅載體。
14、制備吡啶甲醛的催化劑的應(yīng)用，用于制備2-吡啶甲醛，具體制備步驟為：
15、(1)按重量份數(shù)計，在氬氣保護下，向反應(yīng)釜中加入40～50份2-溴吡啶和60～70份四氫呋喃，冰水浴將反應(yīng)體系溫度降至15～20℃，滴入44～50份的異丙基氯化鎂的四氫呋喃溶液，再加入2～3份磁性氯化鋰固體酸催化劑，反應(yīng)完全得到黃色不透明體系；
16、(2)接著在0℃條件下，緩慢滴入體積比為1:7的n,n-二甲基甲酰胺和四氫呋喃混合液，tlc跟蹤至反應(yīng)結(jié)束，反應(yīng)得到反應(yīng)液，將反應(yīng)液倒入40～50份質(zhì)量分數(shù)為10％的鹽酸溶液中淬滅反應(yīng)，再逐滴加入飽和碳酸鈉溶液使反應(yīng)液ph值上升至8～9，用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀減壓蒸餾除去大部分四氫呋喃，剩下的混合物用乙醚萃取3次，合并所得有機相，無水硫酸鈉干燥，脫除溶劑后得粗品，柱色譜純化得到淺黃色油狀液體2-吡啶甲醛即可。
17、借由上述方案，本發(fā)明至少具有以下優(yōu)點：
18、(1)本發(fā)明通過對碳化硅燒結(jié)造孔獲得比表面積巨大的多孔碳化硅載體，并輔以滾動球磨，使得碳化硅載體的表面和弧面之間曲率降低，從而增加了倒角處催化劑載量，提高催化效果；
19、(2)本發(fā)明所用催化劑氯化鋰可以最為有效地加快鹵素離子和鎂離子的交換反應(yīng)速度，在相同的反應(yīng)溫度和時間下,反應(yīng)轉(zhuǎn)化率可以從18％上升到84％，在適宜的條件下將催化劑氯化鋰負載在磁性球磨碳化硅載體上，成功的將氯化鋰的催化優(yōu)勢與磁性球磨碳化硅載體的快速分離優(yōu)勢結(jié)合起來，使得催化劑氯化鋰能回收且可重復(fù)利用，負載后的氯化鋰仍保持很高的催化活性，大大減少了環(huán)境污染，且使產(chǎn)物的后續(xù)分離純化更簡單，可催化得到高純度的2-吡啶甲醛；本發(fā)明以2-溴吡啶或3-溴吡啶為原料，運用格氏試劑交換法制備2-吡啶格氏試劑和3-吡啶格氏試劑，與dmf反應(yīng)制備2-吡啶甲醛和3-吡啶甲醛，以負載的活性氯化鋰為催化劑，在適宜的條件下反應(yīng)得到2-吡啶甲醛，反應(yīng)產(chǎn)率高，催化劑能通過磁沉降法回收利用，氯化鋰能回收重復(fù)利用，得到的產(chǎn)物純度高，反應(yīng)產(chǎn)物中沒有催化劑殘留，反應(yīng)成本低，收益高。
20、上述說明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段，并可依照說明書的內(nèi)容予以實施，以下以本發(fā)明的較佳實施例詳細說明如后。
1.一種制備吡啶甲醛的催化劑，其特征在于：包括催化劑載體和催化劑有效成分；
2.如權(quán)利要求1所述的一種制備吡啶甲醛的催化劑的制備方法，其特征在于具體制備步驟為：
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種制備吡啶甲醛的催化劑的制備方法，其特征在于：所述磁性球磨碳化硅載體的制備步驟為：
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種制備吡啶甲醛的催化劑的制備方法，其特征在于：所述球磨碳化硅載體的制備步驟為：
5.如權(quán)利要求1-4中任意一項所述制備吡啶甲醛的催化劑的應(yīng)用，其特征在于：用于制備2-吡啶甲醛，具體制備步驟為：