本發(fā)明涉及有機(jī)合成領(lǐng)域，具體涉及一種合成3-氰基吡啶的方法。

背景技術(shù)：

3-氰基吡啶是一種重要的精細(xì)化工中間體，是生產(chǎn)醫(yī)藥、農(nóng)藥和飼料工業(yè)的原材料，也可以用于制備維生素b、殺蟲劑、強(qiáng)心劑等。3-氰基吡啶是工業(yè)上合成煙酸和煙酰胺最重要的中間體，煙酸和其衍生物煙酰胺同屬于維生素b系列的化合物，是一種動(dòng)物所必需的化學(xué)物質(zhì)，在動(dòng)物的肝腎、牛奶、雞蛋以及新鮮的蔬菜中的含量比較多，它主要參與有機(jī)物的氧化還原作用，促進(jìn)新陳代謝，在生活中主要被應(yīng)用于：食品添加劑、飼料添加劑、醫(yī)藥中間體、活性染料、日用化學(xué)工業(yè)品等。隨著人們生活水平的提高以及動(dòng)物飼料產(chǎn)品需求的增長，促進(jìn)了全球煙酸和煙酰胺的快速發(fā)展，3-氰基吡啶的生產(chǎn)也隨之得到了發(fā)展。

目前關(guān)于3-氰基吡啶的生產(chǎn)方法大都均以3-甲基吡啶汽化與氨及空氣混合，在催化劑存在下進(jìn)行反應(yīng)的成品的。然而，國內(nèi)廠家采用的催化劑往往存在選擇性差、轉(zhuǎn)化率不高，催化劑活性不穩(wěn)定，產(chǎn)生氫氰酸，壽命短等缺點(diǎn)，導(dǎo)致收率不高，催化劑更換頻繁，跟國外先進(jìn)水平有著較大的差距。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種合成3-氰基吡啶的方法。

為實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：

一種合成3-氰基吡啶的方法，步驟如下：將γ-al2o3負(fù)載vkmop作為催化劑裝入固定床反應(yīng)器的催化劑床層，將3-甲基吡啶加入固定床反應(yīng)器中，然后通入氧氣、氨氣進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后，降溫過濾除去催化劑，再進(jìn)行減壓蒸餾脫溶除去未反應(yīng)的3-甲基吡啶，余下的固體用乙醚洗滌冷卻，得到3-氰基吡啶；

所述γ-al2o3負(fù)載vkmop催化劑中，以γ-al2o3為載體，以v為主催化劑，以k、mo、p為助劑，使用浸漬法制備得到。

優(yōu)選地，所述γ-al2o3負(fù)載vkmop催化劑中v的負(fù)載量為17％，k/v摩爾比為0.012，mo/v摩爾比為0.011，p/v摩爾比為0.01。

優(yōu)選地，所述氨氣、氧氣與3-甲基吡啶的摩爾比為1.85-1.95：2.9-3.0：1。

優(yōu)選地，所述反應(yīng)溫度為300-320℃。

優(yōu)選地，所述減壓蒸餾的溫度為90-95℃，真空度在0.07-0.09mpa。

優(yōu)選地，所述洗滌冷卻的溫度控制在10-15℃。

本發(fā)明有益效果：本發(fā)明是在γ-al2o3負(fù)載vkmop催化劑存在下，將3-甲基吡啶直接進(jìn)行氰基化，具有很高的選擇性，3-氰基吡啶的選擇性可達(dá)93％以上，原料的轉(zhuǎn)化率可達(dá)98％以上，產(chǎn)物的收率可達(dá)92％以上，催化劑催化性能穩(wěn)定可以連續(xù)長期使用，合成工藝穩(wěn)定可靠。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

γ-al2o3負(fù)載vkmop催化劑中，以γ-al2o3為載體，以v為主催化劑，以k、mo、p為助劑，使用浸漬法制備得到，催化劑中v的負(fù)載量為17％，k/v摩爾比為0.012，mo/v摩爾比為0.011，p/v摩爾比為0.01。

實(shí)施例1：

將γ-al2o3負(fù)載vkmop催化劑裝入固定床反應(yīng)器的催化劑床層，將93g(1mol)的3-甲基吡啶加入固定床反應(yīng)器中，然后通入1.85mol氨氣、2.9mol氧氣在300℃下進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后，降溫過濾除去催化劑，在溫度90℃，真空度為0.07mpa的條件下，減壓蒸餾脫溶除去未反應(yīng)的3-甲基吡啶，余下的固體用乙醚洗滌冷卻至10℃，得到3-氰基吡啶。3-甲基吡啶的轉(zhuǎn)化率為98.6％，3-氰基吡啶的選擇性為93.6％，3-氰基吡啶的收率為92.3％。

實(shí)施例2：

將γ-al2o3負(fù)載vkmop催化劑裝入固定床反應(yīng)器的催化劑床層，將93g(1mol)的3-甲基吡啶加入固定床反應(yīng)器中，然后通入1.85mol氨氣、2.9mol氧氣在310℃下進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后，降溫過濾除去催化劑，在溫度90℃，真空度為0.07mpa的條件下，減壓蒸餾脫溶除去未反應(yīng)的3-甲基吡啶，余下的固體用乙醚洗滌冷卻至10℃，得到3-氰基吡啶。3-甲基吡啶的轉(zhuǎn)化率為98.9％，3-氰基吡啶的選擇性為94.1％，3-氰基吡啶的收率為92.5％。

實(shí)施例3：

將γ-al2o3負(fù)載vkmop催化劑裝入固定床反應(yīng)器的催化劑床層，將93g(1mol)的3-甲基吡啶加入固定床反應(yīng)器中，然后通入1.85mol氨氣、2.9mol氧氣在320℃下進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后，降溫過濾除去催化劑，在溫度90℃，真空度為0.07mpa的條件下，減壓蒸餾脫溶除去未反應(yīng)的3-甲基吡啶，余下的固體用乙醚洗滌冷卻至10℃，得到3-氰基吡啶。3-甲基吡啶的轉(zhuǎn)化率為98.7％，3-氰基吡啶的選擇性為93.7％，3-氰基吡啶的收率為92.7％。

實(shí)施例4：

將γ-al2o3負(fù)載vkmop催化劑裝入固定床反應(yīng)器的催化劑床層，將93g(1mol)的3-甲基吡啶加入固定床反應(yīng)器中，然后通入1.9mol氨氣、2.9mol氧氣在300℃下進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后，降溫過濾除去催化劑，在溫度90℃，真空度為0.07mpa的條件下，減壓蒸餾脫溶除去未反應(yīng)的3-甲基吡啶，余下的固體用乙醚洗滌冷卻至10℃，得到3-氰基吡啶。3-甲基吡啶的轉(zhuǎn)化率為98.6％，3-氰基吡啶的選擇性為93.9％，3-氰基吡啶的收率為92.6％。

實(shí)施例5：

將γ-al2o3負(fù)載vkmop催化劑裝入固定床反應(yīng)器的催化劑床層，將93g(1mol)的3-甲基吡啶加入固定床反應(yīng)器中，然后通入1.95mol氨氣、2.9mol氧氣在300℃下進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后，降溫過濾除去催化劑，在溫度90℃，真空度為0.07mpa的條件下，減壓蒸餾脫溶除去未反應(yīng)的3-甲基吡啶，余下的固體用乙醚洗滌冷卻至10℃，得到3-氰基吡啶。3-甲基吡啶的轉(zhuǎn)化率為98.9％，3-氰基吡啶的選擇性為93.6％，3-氰基吡啶的收率為93.1％。

實(shí)施例6：

將γ-al2o3負(fù)載vkmop催化劑裝入固定床反應(yīng)器的催化劑床層，將93g(1mol)的3-甲基吡啶加入固定床反應(yīng)器中，然后通入1.85mol氨氣、3.0mol氧氣在300℃下進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后，降溫過濾除去催化劑，在溫度90℃，真空度為0.07mpa的條件下，減壓蒸餾脫溶除去未反應(yīng)的3-甲基吡啶，余下的固體用乙醚洗滌冷卻至10℃，得到3-氰基吡啶。3-甲基吡啶的轉(zhuǎn)化率為98.6％，3-氰基吡啶的選擇性為93.9％，3-氰基吡啶的收率為92.8％。

實(shí)施例7：

將γ-al2o3負(fù)載vkmop催化劑裝入固定床反應(yīng)器的催化劑床層，將93g(1mol)的3-甲基吡啶加入固定床反應(yīng)器中，然后通入1.85mol氨氣、3.0mol氧氣在300℃下進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后，降溫過濾除去催化劑，在溫度95℃，真空度為0.08mpa的條件下，減壓蒸餾脫溶除去未反應(yīng)的3-甲基吡啶，余下的固體用乙醚洗滌冷卻至10℃，得到3-氰基吡啶。3-甲基吡啶的轉(zhuǎn)化率為98.6％，3-氰基吡啶的選擇性為93.6％，3-氰基吡啶的收率為92.6％。

實(shí)施例8：

將γ-al2o3負(fù)載vkmop催化劑裝入固定床反應(yīng)器的催化劑床層，將93g(1mol)的3-甲基吡啶加入固定床反應(yīng)器中，然后通入1.85mol氨氣、2.9mol氧氣在300℃下進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后，降溫過濾除去催化劑，在溫度90℃，真空度為0.09mpa的條件下，減壓蒸餾脫溶除去未反應(yīng)的3-甲基吡啶，余下的固體用乙醚洗滌冷卻至15℃，得到3-氰基吡啶。3-甲基吡啶的轉(zhuǎn)化率為98.5％，3-氰基吡啶的選擇性為93.6％，3-氰基吡啶的收率為92.5％。

需要說明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關(guān)系術(shù)語僅僅用來將一個(gè)實(shí)體或者操作與另一個(gè)實(shí)體或操作區(qū)分開來，而不一定要求或者暗示這些實(shí)體或操作之間存在任何這種實(shí)際的關(guān)系或者順序。而且，術(shù)語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設(shè)備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設(shè)備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個(gè)……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設(shè)備中還存在另外的相同要素。

以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。