CN104109114B - 一种高效环保的2-羟乙基吡啶的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高效环保的2‑羟乙基吡啶的制备方法，该方法以2‑甲基吡啶和甲醛按一定的配比加入高压釜中，加入固体超强酸催化剂，搅拌下升温到反应，然后将高压釜迅速冷却，滤去固体超强酸催化剂，将混合液进行减压蒸馏，在10mmHg~100mmHg下蒸出未反应的2‑甲基吡啶、甲醛和水，得到2‑羟乙基吡啶终产物。该制备方法，通过大量实验筛选出反应物原料及其催化剂和最佳的用量配比，并通过大量实验筛选出反应的最佳反应温度，反应时间和反应压强，整个工艺合理，环境污染小，反应温度低，反应时间短，反应效率高，生产成本低，收率高，制备得到的2‑羟乙基吡啶纯度高。

Description

一种高效环保的2-羟乙基吡啶的制备方法
技术领域
本发明属于吡啶类化合物的制备，具体涉及一种2-羟乙基吡啶的新制备工艺。
背景技术
2-羟乙基吡啶是一种重要的化工原料，广泛应用于有机合成与医药中间体的合成生产中。公开号为CN1580046A的专利提供了一种工业规模制备2-羟乙基吡啶的工艺，采用2-甲基吡啶和多聚甲醛为原料，苯甲酸、氯乙酸或乙酸为催化剂。公开号为CN102731372A的专利提供一种高效环保的2-羟乙基吡啶的制备方法，采用四氢呋喃为溶剂，2-甲基吡啶和多聚甲醛为原料，有机碱催化。
以上的方法主要采用多聚甲醛为反应物，由于多聚甲醛的分解温度较高，因此反应的温度都较高，对设备要求高，能耗也很高，生产成本高，并且存在一定的安全隐患，且采用液体的酸或碱为催化剂，污染较大，设备耐腐蚀要求高，设备的成本较高。
发明内容
发明目的：本发明的目的是为了克服现有的2-羟乙基吡啶的制备技术中普遍采用多聚甲醛为原料，以液体酸为催化剂，存在反应时间长、反应温度高、污染大、腐蚀强等问题，本发明提供一种新型的制备2-羟乙基吡啶的工艺，通过大量实验筛选，采用固体超强酸代替液体酸催化剂，污染小，且能够在较短的反应时间和较低的温度下制备得到纯度高的2-羟乙基吡啶，本发明产率高，环保性能强，生产成本较低。
技术方案：为了实现以上目的，本发明采取的技术方案为：
一种高效环保的2-羟乙基吡啶的制备方法，以2-甲基吡啶和甲醛水溶液为原料，在无催化剂或以固体超强酸为催化剂的条件下，进行羟甲基化反应，生成2-羟乙基吡啶。
具体包括以下步骤：将2-甲基吡啶和甲醛水溶液按一定的配比加入高压釜中，加入固体超强酸催化剂，搅拌下升温到一定反应温度，反应一段时间，然后将高压釜迅速冷却，滤去固体超强酸催化剂，将混合液进行减压蒸馏，在10mmHg~100 mmHg下蒸出未反应的2-甲基吡啶、甲醛和水，得到2-羟乙基吡啶终产物。
作为优选方案，以上所述高效环保的2-羟乙基吡啶的制备方法，2-甲基吡啶和甲醛的重量配比为1 : 0.05~0.85。
作为更优选方案，2-甲基吡啶和甲醛的重量配比为1 : 0.38~0.86。
本发明通过大量实验筛选，以2-甲基吡啶和甲醛为反应原料，并且通过大量实验筛选2-甲基吡啶和甲醛的最佳用量配比，可使反应效率更高，产率更高。
作为优选方案，以上所述高效环保的2-羟乙基吡啶的制备方法，所述的甲醛水溶液中甲醛的质量分数为20%~55%。本发明通过大量实验筛选出甲醛溶液的浓度，实验结果表明，甲醛的质量分数为20%~55%时，具有更高的反应效率。
作为优选方案，以上所述高效环保的2-羟乙基吡啶的制备方法，所述固体超强酸催化剂为SO4 2-/ZrO2、SO4 2-/TiO2、WO3/ZrO2、WO3/TiO2或SiO2负载的苯甲酸。本发明打破传统技术采用液体酸或碱为催化剂，通过大量实验筛选出可使反应温度更低，反应效率更高的固体催化剂，可使整个反应速度更快，反应效率更高，同时可降低设备的投入，生产成本更低。
作为优选方案，以上所述高效环保的2-羟乙基吡啶的制备方法，所述的反应温度为120℃~200℃，反应压强为1atm~ 5atm，反应时间为30min~120min；
更优选反应温度为120℃~180℃，反应压强为1atm~ 3atm，反应时间为30min~60min。本发明采用优选的反应物和优选的反应物最佳配比，尤其在优选量的固体催化剂的催化条件下，反应制备得到纯度高的2-羟乙基吡啶。比传统技术反应效率更高，反应时间更早，反应温度更低，取得了非常好的技术效果。
作为优选方案，以上所述高效环保的2-羟乙基吡啶的制备方法，所述固体超强酸催化剂的加入量为2-甲基吡啶质量的0%~10%；作为更加更优选，所述的固体超强酸催化剂的加入量为2-甲基吡啶质量的1%~6%。催化剂的加入量对反应效率的影响较大，本发明通过大量实验筛选，结果表明，固体超强酸催化剂的加入量为2-甲基吡啶质量的1%~6%时，可最大程度促进反应的进行。
有益效果：本发明提供的高效环保的2-羟乙基吡啶的制备方法和现有技术相比存在以下区别：
本发明的提供的高效环保的2-羟乙基吡啶的制备方法，通过大量实验筛选出反应物原料及其催化剂和最佳的用量配比，并通过大量实验筛选出反应的最佳反应温度，反应时间和反应压强，采用本发明提供的优选方法，整个工艺合理，环境污染小，反应温度低，反应时间短，反应效率高，对设备要求低，生产成本低，收率高，制备得到的2-羟乙基吡啶纯度高，可克服现有技术的诸多不足。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权力要求所限定的范围。
实施例1
一种高效环保的2-羟乙基吡啶的制备方法，其包括以下步骤：
将300kg 2-甲基吡啶、115kg质量浓度为40%的甲醛溶液和6kg SO4 2-/ZrO2负载的苯甲酸加入至高压釜中，升温至140℃反应60min。反应时间达到时，迅速将高压釜冷却至室温，压滤除去固体，液体置于蒸馏釜中，减压于40mmHg下蒸出未反应的甲醛、2-甲基吡啶和水，获得纯度99.8%的2-羟乙基吡啶，收率90%。
实施例2
一种高效环保的2-羟乙基吡啶的制备方法，其包括以下步骤：
将150kg 2-甲基吡啶、130kg 20%的甲醛溶液和6kg SO4 2-/TiO2负载的苯甲酸加入至高压釜中，升温至180℃反应30min。反应时间到达时，迅速将高压釜冷却至室温，压滤除去固体，液体置于蒸馏釜中，减压于40mmHg下蒸出未反应的甲醛、2-甲基吡啶和水，获得纯度99.9%的2-羟乙基吡啶，收率90%。
实施例3
一种高效环保的2-羟乙基吡啶的制备方法，其包括以下步骤：
将400kg 2-甲基吡啶、200kg 40%的甲醛溶液和4kg BA/SiO2负载的苯甲酸加入至高压釜中，升温至120℃反应80min。反应时间到达到，迅速将高压釜冷却至室温，压滤除去固体，液体置于蒸馏釜中，减压于40mmHg下蒸出未反应的甲醛、2-甲基吡啶和水，获得纯度99.9%的2-羟乙基吡啶，收率91%。
上面所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的构思和氛围进行限定，在不脱离发明涉及构思的前提下，本领域中普通工程技术人员对本发明的技术方案作出各种变形和改进，均应落入本发明的保护范围，本发明请求保护的技术内容已经全部记载在权力要求书中。

Claims (1)

1.一种2-羟乙基吡啶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将2-甲基吡啶和甲醛水溶液按一定的配比加入高压釜中，加入固体超强酸催化剂，搅拌下升温到一定反应温度，反应一段时间，然后将高压釜迅速冷却，滤去固体超强酸催化剂，将混合液进行减压蒸馏，在10mmHg～100mmHg下蒸出未反应的2-甲基吡啶、甲醛和水，得到2-羟乙基吡啶终产物；
2-甲基吡啶和甲醛的重量配比为1:0.05～0.85；所述的甲醛水溶液中甲醛的质量分数为20％～55％；
所述的反应温度为120℃～200℃，反应压强为1atm～5atm，反应时间为30min～120min；
所述固体超强酸催化剂为SO4 2-/ZrO2、SO4 2-/TiO2、WO3/ZrO2、WO3/TiO2或SiO2负载的苯甲酸；
所述固体超强酸催化剂的加入量为2-甲基吡啶质量的1％～6％。
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