阅读说明：本技术 一种纳米钌催化合成伯胺的方法 (Method for synthesizing primary amine under catalysis of nano ruthenium ) 是由 蒋和雁 臧翠翠 高雪 于 2019-10-04 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种纳米钌催化合成伯胺的方法,包括将醛基化合物在PEG功能化离子液体稳定的纳米钌及HY沸石分子筛催化剂存在下与氨水、氢气一步反应生成伯胺,反应完成后通过温度控制实现催化剂与产物的高效分离。催化剂循环使用5次,催化活性和化学选择性都能得到较好的保持。本发明合成路线简单,合成方法新颖,工艺简便,产品收率和纯度高,催化剂廉价易得,不影响环境,适于工业化生产。(The invention discloses a method for synthesizing primary amine under the catalysis of nano ruthenium, which comprises the steps of enabling an aldehyde compound to react with ammonia water and hydrogen in one step in the presence of a nano ruthenium and HY zeolite molecular sieve catalyst stabilized by PEG functionalized ionic liquid to generate primary amine, and realizing efficient separation of the catalyst and a product through temperature control after the reaction is finished. The catalyst can be recycled for 5 times, and the catalytic activity and the chemical selectivity can be well maintained. The invention has the advantages of simple synthetic route, novel synthetic method, simple and convenient process, high product yield and purity, cheap and easily obtained catalyst, no influence on environment and suitability for industrial production.)

一种纳米钌催化合成伯胺的方法

技术领域

本发明涉及一种纳米钌催化合成伯胺的方法。

背景技术

含氮化合物，特别是伯胺类化合物广泛用于合成聚合物，染料，表面活性剂，药物和农用化学品。利用氨作为氮源将醛或酮（尤其是天然产物中容易获取的醛或酮）直接胺化成伯胺是一种绿色环保的伯胺类化合物获取方法。

发明内容

本发明提供了一种纳米钌催化合成伯胺的方法，包括将醛基化合物在PEG功能化离子液体稳定的纳米钌及HY沸石分子筛催化剂存在下与氨水、氢气一步反应生成伯胺,反应完成后通过温度控制实现催化剂与产物的高效分离。催化剂循环使用多次，催化活性和化学选择性都能得到较好的保持。本发明合成路线简单, 合成方法新颖, 工艺简便, 产品收率和纯度高, 催化剂廉价易得, 不影响环境, 适于工业化生产。

所采用的技术方案是：一种纳米钌催化合成伯胺的方法,它包括如下内容：将醛基化合物在PEG功能化离子液体稳定的纳米钌及HY沸石分子筛催化剂存在下与氨水、氢气一步反应生成伯胺,反应完成后通过温度控制实现催化剂与产物的高效分离，回收的催化剂分离干燥后可循环使用。

上述的一种纳米钌催化合成伯胺的方法, 其特征是：它包括如下步骤：在无氧条件下，将醛基化合物在PEG功能化离子液体稳定的纳米钌及HY沸石分子筛催化剂存在下与氨水、氢气一步反应生成伯胺,反应完成后通过温度控制实现催化剂与产物的高效分离，回收的催化剂分离干燥后可循环使用。

上述的一种纳米钌催化合成伯胺的方法, 其特征是：醛基化合物与氨水、氢气一步反应生成伯胺的催化剂为PEG功能化离子液体稳定的纳米钌及HY沸石分子筛，PEG的分子量在200-20000之间，功能化离子液体阴离子为PF₆，氨基酸阴离子,NTf2，OTf, BF4，AcO等。

上述的一种纳米钌催化合成伯胺的方法, 其特征是：所制备纳米钌催化剂的粒径在1-100nm之间，温控回收催化剂的温度控制在-50– +100^oC 之间。

上述的一种纳米钌催化合成伯胺的方法, 其特征是：醛基化合物包括各种芳环有取代基团的醛基化合物，烷基侧链有取代基团的醛基化合物，醛基与芳环之间有取代基团的醛基化合物。

上述的一种纳米钌催化合成伯胺的方法, 其特征是：氨水的浓度为1%-34%之间，氢气压力为1-100atm之间。

本发明用于解决现有胺类化合物的合成方法路线长、收率低的问题。提出一种合成路线简单、合成方法新颖、工艺简便、收率高、原辅料价廉易得、环保、适用于工业生产的胺类化合物合成方法。

附图说明

图1是在[PEG-2000-BMIM][PF₆]₂制备的纳米钌的TEM图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步详细说明。

本专利中所用到的部分PEG功能化离子液体结构。

本专利中在[PEG-2000-BMIM][PF₆]₂制备的纳米钌的TEM表明，Ru纳米颗粒粒径在1.5-3.0 nm之间(图1)。

本发明通过大量的实验、筛选、优化反应条件优选出下面合成路线：

实施例1

在无氧条件下，向反应器中加入0.2mmol苯甲醛，0.0001mmol 0.3%纳米钌/[PEG-2000-BMIM][PF₆]₂，0.1g HY沸石分子筛，10equiv 氨水，充入1MPaH₂，充分搅拌后升温至90^oC反应5h,产物收率90.0%。分离出产物后催化剂进行干燥活化回收利用，第2-5次循环使用中目标产物收率分别为89.5%，92.3%，93.6%，91.5%。

实施例2

在无氧条件下，向反应器中加入0.2mmol苯甲醛，0.0001mmol 0.3%纳米钌/[PEG-2000-BMIM][Pro]₂，0.1g HY沸石分子筛，10equiv 氨水，充入1MPaH₂，充分搅拌后升温至90^oC反应5h, 产物收率93.6%。

实施例3

在无氧条件下，向反应器中加入0.2mmol对甲氧基苯甲醛，0.0001mmol 0.3%纳米钌/[PEG-2000-BMIM][Pro]₂，0.1g HY沸石分子筛，10equiv 氨水，充入1MPaH₂，充分搅拌后升温至90^oC反应5h, 产物收率83.5%。

实施例4

在无氧条件下，向反应器中加入0.2mmol对氯苯甲醛，0.0001mmol 0.3%纳米钌/[PEG-2000-BMIM][Pro]₂，0.1g HY沸石分子筛，10equiv 氨水，充入1MPaH₂，充分搅拌后升温至90^oC反应5h, 产物收率88.6%。

实施例5

在无氧条件下，向反应器中加入0.2mmol间甲基苯甲醛，0.0001mmol 0.3%纳米钌/[PEG-2000-BMIM][Pro]₂，0.1g HY沸石分子筛，10equiv 氨水，充入1MPaH₂，充分搅拌后升温至90^oC反应5h, 产物收率85.5%。

实施例6

在无氧条件下，向反应器中加入0.2mmol呋喃甲醛，0.0001mmol 0.3%纳米钌/[PEG-2000-BMIM][Pro]₂，0.1g HY沸石分子筛，10equiv 氨水，充入1MPaH₂，充分搅拌后升温至90^oC反应5h, 产物收率81.0%。

实施例7

在无氧条件下，向反应器中加入0.2mmol苯乙酮，0.0001mmol 0.3%纳米钌/[PEG-2000-BMIM][Pro]₂，0.1g HY沸石分子筛，10equiv 氨水，充入1MPaH₂，充分搅拌后升温至100^oC反应10h, 产物收率63.5%。

实施例8

在无氧条件下，向反应器中加入0.2mmol2-醛基吡咯化合物，0.0001mmol 0.3%纳米钌/[PEG-2000-BMIM][Pro]₂，0.1g HY沸石分子筛，10equiv 氨水，充入1MPaH₂，充分搅拌后升温至100^oC反应20h, 产物收率60.0%。