用于吡啶羧酸酰胺生產(chǎn)的改良的催化方法
【專利摘要】一種用于通過(guò)吡啶腈和固體非均相催化劑的催化水合反應(yīng)生產(chǎn)吡啶羧酸酰胺的改良的催化方法，其中所述方法涉及催化組分和反應(yīng)物的有效利用和循環(huán)。
【專利說(shuō)明】用于吡啶羧酸酰胺生產(chǎn)的改良的催化方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明一般涉及用于商業(yè)規(guī)模的吡啶羧酸酰胺生產(chǎn)的改良的催化方法。更具體地，本發(fā)明提供用于大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)吡啶羧酸酰胺化合物、類似物、取代形式、衍生物或其藥學(xué)上可接受的鹽、酯、前藥、溶劑化物和水合物的生態(tài)友好的方法，該方法通過(guò)吡啶腈(pyridine nitriIe)與固體非均相催化劑的催化水合反應(yīng)得到改良的產(chǎn)率、選擇性和純度，其中該方法涉及催化組分和反應(yīng)物的有效利用和循環(huán)。
【背景技術(shù)】
[0002]報(bào)道了幾種用于吡啶水解成為酰胺的方法。通過(guò)化學(xué)方法和生物方法實(shí)現(xiàn)了腈到酰胺的轉(zhuǎn)化。[0003]通常已知含有腈水合酶的微生物將腈轉(zhuǎn)化為酰胺。歐洲專利號(hào)188316描述了使用紅球菌屬、節(jié)細(xì)菌屬或微桿菌屬的微生物從3-氰基吡啶制備煙酰胺的方法。
[0004]歐洲專利號(hào)307926描述了通過(guò)紅球菌屬紅球菌Jl (Rhodococcus rhodochrousJl)的微生物的方法將3-氰基吡啶轉(zhuǎn)化為煙酰胺。
[0005]歐洲專利號(hào)362829報(bào)道了向培養(yǎng)基添加脲或脲衍生物作為誘導(dǎo)劑，以增加含有腈水合酶的微生物的比活性。
[0006]美國(guó)專利號(hào)5，827，699公開(kāi)了通過(guò)紅球菌屬紅球菌M33 (Rhodococcusrhodochrous M33)的微生物的方法從相應(yīng)的腈制備芳族酰胺的方法。
[0007]大多數(shù)這些生物方法的缺點(diǎn)在于大多數(shù)的這些微生物只有低的氰基吡啶到吡啶酰胺的轉(zhuǎn)化活性。另外，這些微生物中的一些是有顏色的并且因此發(fā)生產(chǎn)品變色。另外，這些微生物具有低的熱穩(wěn)定性并且被例如底物氰基吡啶抑制。
[0008]也報(bào)道了幾種制備吡啶酰胺化合物的化學(xué)方法。日本專利號(hào)93-206579和歐洲專利號(hào)85-306670描述了用于水解反應(yīng)的改良的拉尼鎳(Raney Nickel)催化劑的使用。
[0009]美國(guó)專利號(hào)2，471，518 ;美國(guó)專利號(hào)4，721，709和美國(guó)專利號(hào)4，314，064公開(kāi)了在氫氧化鈉存在的情況下3-氰基吡唳的水解。Rossa和Smith在Chemical EngineeringScience (化學(xué)工程科學(xué))，1975，35，330中報(bào)道了對(duì)于水解反應(yīng)的氧化鎂催化劑的使用。
[0010]然而，這些報(bào)道的方法有幾個(gè)缺點(diǎn)，例如，低產(chǎn)率、高反應(yīng)溫度和高堿性濃度。另外，在這些方法中伴隨煙酰胺產(chǎn)生大量的煙酸。
[0011]英國(guó)專利號(hào)1133013描述了使用二氧化錳的腈的催化水合反應(yīng)，其通過(guò)在堿性介質(zhì)中使用高錳酸鉀和硫酸錳的氧化還原方法制備的。使用催化劑，以2.16:1的摩爾比進(jìn)行3-氰基吡啶/ 4-氰基吡啶的水合。其產(chǎn)率報(bào)道只有79.28摩爾％。該方法的主要缺點(diǎn)是產(chǎn)率較低、非生態(tài)友好并且轉(zhuǎn)化每摩爾的進(jìn)料所需的催化劑的量非常高。
[0012]美國(guó)專利號(hào)4，008, 241描述了通過(guò)氨水溶液從3_氰基吡啶生產(chǎn)煙酰胺。反應(yīng)溫度為90-150°C，反應(yīng)時(shí)間為4-8小時(shí)并且氨濃度為3-8摩爾。3-氰基吡啶的最大轉(zhuǎn)化率是約70%。然而，這個(gè)方法涉及從水解流出物多次分離產(chǎn)物，水解流出物含有煙酰胺、氨、未轉(zhuǎn)化的3-氰基吡啶和煙酸銨，因此使得該方法成本較高并且繁瑣地得到純的產(chǎn)品。[0013]Sakai 等在 Bull.Chem.Soc., Japan, 1967,40,1660 中已經(jīng)報(bào)道了使用氧化鎮(zhèn)作為催化劑制備煙酰胺和異煙酰胺。然而，其催化活性和產(chǎn)率都很低。
[0014]印度專利號(hào)194989 ;美國(guó)專利號(hào)7，345，176和7，455，827也公開(kāi)了制備用于制備煙酰胺和異煙酰胺的二氧化錳催化劑的制備方法。通過(guò)如下氧化還原方法得到二氧化錳催化劑:在中性介質(zhì)中使用高錳酸鉀和氯化錳得到反應(yīng)混合物，然后連續(xù)攪拌所得的反應(yīng)混合物、過(guò)濾并干燥以得到二氧化錳催化劑。煙酰胺的產(chǎn)率被報(bào)道為91.8摩爾％并且選擇性為100%。然而，當(dāng)這些方法在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行時(shí)，沒(méi)有得到可重復(fù)的結(jié)果。此外，在反應(yīng)階段或最終產(chǎn)品中沒(méi)有提到煙酸的形成，在催化劑制備或酰胺制備中提到?jīng)]有循環(huán)，這使得該方法經(jīng)濟(jì)上沒(méi)有吸引力。另外，在水中3-氰基吡啶的濃度是非常低的，導(dǎo)致煙酰胺的低生產(chǎn)率 。
[0015]中國(guó)專利號(hào)101851194公開(kāi)了通過(guò)在80-100°C下將3-氰基吡啶溶解于乙醇、水和催化劑中在6-10小時(shí)的反應(yīng)時(shí)間內(nèi)得到99.7%煙酰胺、0.3%煙酸的高產(chǎn)率和高選擇性制備煙酰胺的方法。然而，這個(gè)發(fā)明的主要缺點(diǎn)是使用較高量的催化劑(占3-氰基吡啶的20% w / w);在溶劑中3-氰基吡啶的濃度只有25%，這導(dǎo)致了較低的生產(chǎn)率。
[0016]因此，在現(xiàn)有技術(shù)中公開(kāi)的方法對(duì)于用于商業(yè)制備吡啶羧酸酰胺具有幾個(gè)缺點(diǎn)。例如，大多數(shù)的方法導(dǎo)致吡啶羧酸的形成，其去除是常規(guī)并且繁瑣的，這造成產(chǎn)品的低回收率?，F(xiàn)有技術(shù)方法涉及多步驟、消耗資金的純化過(guò)程，這也造成大量流出物的產(chǎn)生，因此使得方法成本高并且不經(jīng)濟(jì)。另外，所述方法能用于低產(chǎn)率和高成本地產(chǎn)生小批料的需要的產(chǎn)品，因此使得所述方法不適于大規(guī)模生產(chǎn)。
[0017]現(xiàn)有技術(shù)中報(bào)道的催化劑，具有一些嚴(yán)重的缺點(diǎn)?，F(xiàn)有技術(shù)中報(bào)道的這些催化劑迅速喪失活性使得需要頻繁再活化或使用新催化劑。在一些現(xiàn)有技術(shù)中，雖然總產(chǎn)率增加，但是所得的產(chǎn)品不純，因此需要幾個(gè)步驟以提取和復(fù)雜地分離以得到需要的產(chǎn)品。
[0018]因此，存在開(kāi)發(fā)用于生產(chǎn)吡啶羧酸酰胺的方法和在工業(yè)規(guī)模用于該方法的催化劑的需要，該催化劑能夠提高產(chǎn)率、選擇性、質(zhì)量并且更大程度地最小化流出物的產(chǎn)生。
[0019]因此，本發(fā)明提供了現(xiàn)有技術(shù)的前述問(wèn)題的解決方法，其通過(guò)使用用于工業(yè)規(guī)模生產(chǎn)吡啶羧酸酰胺的改良的催化劑以及低成本和生態(tài)友好的方法克服了上述缺點(diǎn)和劣勢(shì)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0020]本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式是提供生產(chǎn)吡啶羧酸酰胺化合物、類似物、取代形式、衍生物、或其藥學(xué)上可接受的鹽、酯、前藥、溶劑合物和水合物的改良的大規(guī)模工業(yè)方法，其中該方法使得工業(yè)規(guī)模上所述化合物的生產(chǎn)有最小的排出。
[0021]本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方式是提供低成本和商業(yè)上可行的生產(chǎn)吡啶羧酸酰胺化合物、類似物、取代形式、衍生物、或其藥學(xué)上可接受的鹽、酯、前藥、溶劑合物和水合物的方法，其中所述方法提供純的產(chǎn)品。
[0022]本發(fā)明基于綠色化學(xué)技術(shù)。本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式是提供用于生產(chǎn)吡啶羧酸酰胺化合物、類似物、取代形式、衍生物、或其藥學(xué)上可接受的鹽、酯、酰胺、前藥、溶劑合物和水合物的低成本、商業(yè)上可行和生態(tài)友好的方法，其中所述方法涉及方法的有效設(shè)計(jì)和控制，包括母液、催化劑、水、起始物、廢催化劑和副產(chǎn)物的回收、循環(huán)和再利用。
[0023]上述的和本發(fā)明的其他實(shí)施方式還通過(guò)本文所述的下列實(shí)施方式得到和支持。然而，本發(fā)明的范圍并不限于下文所述的實(shí)施方式。
[0024]按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，提供了改良的用于生產(chǎn)吡啶羧酸酰胺化合物、類似物、取代形式、衍生物、或其藥學(xué)上可接受的鹽、酯、前藥、溶劑合物和水合物的工業(yè)方法，其中所述方法包括在固體非均相催化劑存在的情況下并且優(yōu)選在醇中用水使吡啶腈化合物催化水解，其中所述催化劑、水和其他反應(yīng)物完全重復(fù)使用并且當(dāng)催化劑失活時(shí)，催化劑再生并在所述方法中重復(fù)使用。
[0025]按照本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方式，提供了改良的用于生產(chǎn)吡啶羧酸酰胺化合物、類似物、取代形式、衍生物、或其藥學(xué)上可接受的鹽、酯、前藥、溶劑合物和水合物的工業(yè)方法，其中失活的催化劑通過(guò)如下方法再生，所述方法包括:用酸與失活的催化劑反應(yīng)得到金屬鹽的水溶液，并且將所得產(chǎn)物轉(zhuǎn)化為活性催化劑，其中如果在再生過(guò)程中產(chǎn)生副產(chǎn)物的話，則副產(chǎn)物用于其他方法中。
[0026]按照 本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方式，提供了生產(chǎn)吡啶羧酸酰胺化合物、類似物、取代形式、衍生物、或其藥學(xué)上可接受的鹽、酯、前藥、溶劑合物和水合物的大規(guī)模工業(yè)方法以及用于該方法的催化劑，其中在該方法中使用的水是具有PH7.3-8.0的軟化水。
[0027]按照本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方式，所述催化劑是來(lái)自元素周期表第IIA、IIIB、IVB,VB、VIB、VIIB、VIIIB、IB、IIB、IIIA和IVA族的金屬氧化物、氫氧化物、碳酸鹽、碳酸氫鹽、硝酸鹽、硫酸鹽、鹵化物、乙酸鹽、螯合物、絡(luò)合物和納米顆粒或其混合物。
[0028]按照本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方式，提供了生產(chǎn)吡啶羧酸酰胺化合物、類似物、取代形式、衍生物、或其藥學(xué)上可接受的鹽、酯、前藥、溶劑合物和水合物的改良的工業(yè)方法，其中所述腈是3-氰基吡啶，而吡啶羧酸酰胺是煙酰胺。
[0029]按照本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方式，提供了生產(chǎn)吡啶羧酸酰胺化合物、類似物、取代形式、衍生物、或其藥學(xué)上可接受的鹽、酯、前藥、溶劑合物和水合物的改良的工業(yè)方法，其中所述腈是4-氰基吡啶，而吡啶羧酸酰胺是異煙酰胺。
[0030]按照本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方式，提供了生產(chǎn)吡啶羧酸酰胺化合物、類似物、取代形式、衍生物、或其藥學(xué)上可接受的鹽、酯、前藥、溶劑合物和水合物的改良的工業(yè)方法，其中所述腈是2-氰基吡啶，而吡啶羧酸酰胺是吡啶酰胺。
[0031]按照本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方式，提供了用于生產(chǎn)吡啶羧酸酰胺化合物、類似物、取代形式、衍生物、或其藥學(xué)上可接受的鹽、酯、前藥、溶劑合物和水合物的催化劑的制備方法，其中所述方法包括在水存在的情況下使氧化劑與還原劑反應(yīng)得到沉淀的反應(yīng)物質(zhì)，其中至少一種氧化劑或還原劑包含至少一種金屬的水溶性鹽；過(guò)濾沉淀的反應(yīng)物質(zhì)，用水洗滌得到的沉淀物，干燥沉淀物以得到催化劑并且重復(fù)使用在催化劑制備中得到的母液。
[0032]按照本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方式，用于制備生產(chǎn)吡啶羧酸酰胺化合物、類似物、取代形式、衍生物、或其藥學(xué)上可接受的鹽、酯、前藥、溶劑合物和水合物的催化劑的方法，其中催化劑的平均粒度是1-1OOii的范圍內(nèi)并且比表面積在IOm2 / g-300m2 / g的范圍內(nèi)。
[0033]在說(shuō)明書下文中列出了其它方面，部分可由說(shuō)明書明顯看出，或者可通過(guò)實(shí)施本發(fā)明學(xué)習(xí)得到。
[0034]發(fā)明詳述
[0035]盡管本說(shuō)明書以權(quán)利要求書得出結(jié)論并且理解為全部公開(kāi)的內(nèi)容含有本發(fā)明的特定實(shí)施方式的特征，預(yù)期的是本發(fā)明能通過(guò)閱讀下面的本發(fā)明的詳細(xì)描述以及包括的實(shí)施例更好地理解。
[0036]本發(fā)明一般涉及用于商業(yè)規(guī)模的吡啶羧酸酰胺生產(chǎn)的改良的催化方法。更具體地，本發(fā)明提供用于大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)吡啶羧酸酰胺化合物、類似物、取代形式、衍生物或其藥學(xué)上可接受的鹽、酯、前藥、溶劑化物和水合物的生態(tài)友好的方法，該方法通過(guò)催化氰基吡啶(pyridine nitrile)與固體非均相催化劑的水合反應(yīng)得到改良的產(chǎn)率、選擇性和純度，其中該方法涉及催化組分、反應(yīng)物以及初始物的有效利用和循環(huán)。
[0037]煙酰胺是水溶的復(fù)合維生素B(B_complex vitamins)之一。其與煙酸一起形成維生素B3，其是腦部健康的重要營(yíng)養(yǎng)物。其是線粒體的關(guān)鍵營(yíng)養(yǎng)物，線粒體是腦部細(xì)胞的發(fā)電廠。煙酰胺補(bǔ)充在預(yù)防I型糖尿病中是非常有效的。
[0038]因此，由于其重要作用，煙酰胺和本發(fā)明的其他產(chǎn)物的質(zhì)量是重要的。需求在于提供用于在工業(yè)規(guī)模上生產(chǎn)吡啶羧酸酰胺化合物、類似物、取代形式、衍生物、或其藥學(xué)上可接受的鹽、酯、前藥、溶劑合物和水合物的商業(yè)上可行、生態(tài)友好的方法，其能提高需要的化合物的產(chǎn)率、選擇性和質(zhì)量并且較大程度地最小化流出物產(chǎn)生。本發(fā)明使用用于生產(chǎn)要求的規(guī)格的吡啶羧酸酰胺的改良的催化劑和方法來(lái)提供解決此和現(xiàn)有技術(shù)的前述問(wèn)題的解決方案。
[0039]本發(fā)明公開(kāi)的實(shí)施方式提供了符合綠色化學(xué)原則的生態(tài)友好且低成本的方法，其用于生產(chǎn)吡啶羧酸酰胺化合物、類似物、取代形式、衍生物、或其藥學(xué)上可接受的鹽、酯、前藥、溶劑合物和水合物，其中所述方法涉及所有反應(yīng)試劑、未反應(yīng)的反應(yīng)物、催化劑和在該方法中使用或形成的其他物質(zhì)的回收和循環(huán)，從而最小化環(huán)境危害和廢物處理中的成本以及反應(yīng)所需的反應(yīng)物、反應(yīng)試劑、催化劑的消耗。另外，本發(fā)明的催化劑的高純度減少了催化劑的消耗和頻繁失活。
[0040]本發(fā)明的公開(kāi)的實(shí)施方式涉及用于生產(chǎn)吡啶羧酸酰胺化合物、類似物、取代形式、衍生物、或其藥學(xué)上可接受的鹽、酯、前藥、溶劑合物和水合物的改良的大規(guī)模工業(yè)方法，其中所述方法包括在固體非均相催化劑存在的情況下水解吡啶腈化合物，分離所得的水解的吡啶羧酸酰胺，將得到的催化劑重復(fù)用于水解步驟，并且將得到的水和其他反應(yīng)物質(zhì)重復(fù)用于水解步驟。
[0041]按照本發(fā)明的方法，用于產(chǎn)生吡啶羧酸酰胺化合物、類似物、取代形式、衍生物、或其藥學(xué)上可接受的鹽、酯、前藥、溶劑合物和水合物，所述方法包括:
[0042]a.在固體非均相催化劑存在的情況下，任選地在醇中用水來(lái)水解吡啶腈，
[0043]b.從催化劑分離吡啶羧酸酰胺反應(yīng)物質(zhì)；
[0044]c.循環(huán)在分離步驟(b)中得到的催化劑，進(jìn)入水解步驟(a)的腈化合物中；
[0045]d.從步驟(b)中得到的溶液中分離吡啶羧酸酰胺； [0046]e.干燥得到吡啶羧酸酰胺以及
[0047]f.回收和循環(huán)在步驟(d)中得到的水和其他反應(yīng)物質(zhì)，進(jìn)入腈化合物的水解步驟。
[0048]按照本發(fā)明的方法，使用的固體非均相催化劑選自來(lái)自元素周期表的，優(yōu)選來(lái)自元素周期表的第 IIA、IIIB、IVB、VB、VIB、VIIB、VIIIB、IB、IIB、IIIA 和 IVA 族的金屬的氧化物、氫氧化物、碳酸鹽、碳酸氫鹽、硝酸鹽、硫酸鹽、鹵化物、乙酸鹽、螯合物、絡(luò)合物和納米顆粒及其混合物。[0049]所述催化劑選自猛、鈷、鎳、鉛、銅、招、釕、銀、鋅、鎘、鐵、鑰、鉻、鎂、銀、錯(cuò)、銦，優(yōu)選
鎳、錳、銅、鋁、鉻、鈷、鉛、鎘、鋅、鋅、鎂的氧化物、氫氧化物、碳酸鹽、碳酸氫鹽、硝酸鹽、硫酸鹽、鹵化物、乙酸鹽、螯合物、絡(luò)合物和納米顆粒及其混合物。
[0050]按照本發(fā)明的方法，所述方法中使用的水是具有pH7.3-8.0范圍，優(yōu)選7.5-8.0的軟化水。 [0051]按照本發(fā)明的方法，本文中所使用的醇是低級(jí)醇或其混合物。本文中所使用的低級(jí)醇選自甲醇、乙醇、正丙醇、異丙醇、丁醇及其混合物。
[0052]在約60-110°C的溫度范圍內(nèi)，優(yōu)選約75-95°C下，反應(yīng)進(jìn)行約3_20小時(shí)的時(shí)間，優(yōu)選約6_15小時(shí)。
[0053]按照本發(fā)明的方法，催化劑的平均粒度是1-1OOii的范圍并且比表面積是IOm2 /g-300m2 / g 的范圍內(nèi)，優(yōu)選 50m2 / g_250m2 / g。
[0054]按照本發(fā)明的方法，吡啶腈與催化劑的比率在約1:0.05-0.2的范圍內(nèi)，優(yōu)選在約1:0.06-0.15的范圍內(nèi)。
[0055]按照本發(fā)明的方法，在步驟(d)中得到的其他反應(yīng)物包括未反應(yīng)的吡啶腈和醇。
[0056]按照本發(fā)明的方法，所述其他反應(yīng)物重復(fù)使用最高達(dá)到99.5%。
[0057]按照本方法，通過(guò)噴霧干燥或其他商業(yè)上實(shí)踐的干燥方法干燥所得的吡啶羧基酰胺。
[0058]按照本發(fā)明所述的方法，催化劑的循環(huán)步驟(C)包括用水洗滌催化劑以及使用所得的產(chǎn)物作為用于腈化合物水解的催化劑，其中該方法中使用的水是具有PH7.3-8.0，優(yōu)選
7.5-8.0的軟化水。
[0059]按照本發(fā)明所述的方法，所述方法還包括再利用在循環(huán)之后得到的廢催化劑或失活催化劑的步驟，其中所述方法包括使失活的催化劑與酸反應(yīng)得到金屬鹽的水溶液并且將產(chǎn)物轉(zhuǎn)化為活性催化劑，其中，如果在再生過(guò)程中產(chǎn)生副產(chǎn)物，則該副產(chǎn)物用于其他方法。
[0060]按照本方法，腈是3-氰基吡啶而吡啶羧酸酰胺是煙酰胺，其中產(chǎn)生的煙酰胺有超過(guò)99.5%的純度，煙酸含量低于0.25%。
[0061]按照本方法，腈是4-氰基吡啶而吡啶羧酸酰胺是異煙酰胺。
[0062]按照本方法，腈是2-氰基吡啶而吡啶羧酸酰胺是吡啶酰胺。
[0063]按照本方法，能連續(xù)或分批進(jìn)行本發(fā)明的水解反應(yīng)。
[0064]按照本發(fā)明的另一方面，提供了制備用于產(chǎn)生吡啶羧酸酰胺化合物、類似物、取代形式、衍生物、或其藥學(xué)上可接受的鹽、酯、前藥、溶劑合物和水合物的方法，其中所述方法包括:
[0065]a)在水存在的情況下，使氧化劑與還原劑反應(yīng)得到沉淀的反應(yīng)物質(zhì)，其中至少一種氧化劑或還原劑包括至少一種金屬的水溶性鹽；
[0066]b)過(guò)濾沉淀的反應(yīng)物質(zhì)；
[0067]c)用水洗滌得到的沉淀物；
[0068]d)干燥沉淀物以得到催化劑以及
[0069]e)在催化劑的制備中重復(fù)使用步驟(C)中得到的母液。
[0070]氧化還原反應(yīng)在約25°C _30°C范圍的溫度下進(jìn)行。
[0071]按照生產(chǎn)催化劑的方法，步驟(d)中的干燥在約90_150°C，優(yōu)選約110_130°C的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行。
[0072]測(cè)得本發(fā)明的兩種方法所得的催化劑的大于90%。
[0073]催化劑的具體形式不限于在任意工程實(shí)踐即固定床、流化床、攪拌釜式反應(yīng)器等中應(yīng)用的顆粒、微粒、粉末、球粒、球形等，用于以分批類型或連續(xù)類型反應(yīng)器中腈的水合反應(yīng)。
[0074]按照本發(fā)明的方法，催化劑的平均粒度是1-1OOii的范圍并且催化劑的比表面積是 IOm2 / g-300m2 / g 的范圍內(nèi)，優(yōu)選 50m2 / g_250m2 / g。
[0075]按照用于生產(chǎn)催化劑的方法，如果在制備催化劑的過(guò)程中產(chǎn)生副產(chǎn)物，則該副產(chǎn)物用于其他方法。
[0076]按照用于生產(chǎn)催化劑的方法，其中所述催化劑包括鎳、錳、銅、鋁、鉻、鈷、鉛、鎘、鋅、鐵、鎂的氧化物、氫氧化物、碳酸鹽、碳酸氫鹽、硝酸鹽、硫酸鹽、鹵化物、乙酸鹽、螯合物、絡(luò)合物、納米顆粒及其混合物。
[0077]還將參考下面的實(shí)施例說(shuō)明本發(fā)明，以下實(shí)施例并非用于以任意方式限制本發(fā)明的范圍。
[0078]實(shí)施例1 [0079]催化劑制備
[0080]在25_30°C下，在連續(xù)攪拌中，四水合氯化錳(134g)和600g的軟化水的水溶液滴加到在1350g的軟化水中的高錳酸鉀(70g)的水溶液(pH7.5)中。所得的反應(yīng)物質(zhì)放置8-10小時(shí)。過(guò)濾沉淀物并用軟化水洗滌。收集母液。在110-120°C下干燥濕的催化劑(320g) 4-5小時(shí)得到 103g的測(cè)定為91%的二氧化錳，其具有168m2 / g的表面積和<25 U的粒度分布。
[0081]實(shí)施例2
[0082]催化劑制備
[0083]在25_30°C下，在連續(xù)攪拌中，向35g軟化水(pH7.5)中加入九水合硝酸鉻(20g)和六水合硝酸鎳(3g)。所得的反應(yīng)物質(zhì)放置8-10小時(shí)。過(guò)濾綠色沉淀物并用軟化水洗滌。收集母液。在120°C下過(guò)夜干燥濕的催化劑得到氧化鉻-氧化鎳催化劑。
[0084]實(shí)施例3
[0085]催化劑制備
[0086]在25_30°C下，在連續(xù)攪拌下，六水合硝酸鈷(35g)和85g的軟化水的水溶液滴加到在85g的軟化水中的九水合硝酸鉻(70g)的水溶液(pH7.5)中。所得的反應(yīng)物質(zhì)放置8-10小時(shí)。過(guò)濾棕色沉淀物并用軟化水洗滌。收集母液。在120°C下過(guò)夜干燥濕的催化劑得到18g的氧化鉻-氧化鈷催化劑。
[0087]按照實(shí)施例1-3的方案，還制備了其他催化劑。
[0088]實(shí)施例4
[0089]水性母液的循環(huán)
[0090]在25_30°C下，在連續(xù)攪拌下，實(shí)施例1中得到的在600g的母液中四水合氯化錳(134g)的水溶液滴加到實(shí)施例1中得到的在1350g母液中高錳酸鉀(70g)的水溶液中。所得的反應(yīng)放置8-10小時(shí)。過(guò)濾沉淀物并用軟化水洗滌。收集母液。在110-120°C下干燥濕的催化劑4-5小時(shí)得到100g測(cè)定為91.5%的催化劑。表面積:165m2 / g。循環(huán)母液達(dá)到5次循環(huán)以減少流出物的產(chǎn)生。
[0091]實(shí)施例5
[0092]3-氰基吡啶催化水合為煙酰胺
[0093]向裝有熱電偶套管、攪拌器和回流冷凝器的四頸圓底燒瓶中加入3-氰基吡啶(500g)、軟化水(560g ；pH7.5)、乙醇(56g)和40g實(shí)施例1中制備的新鮮催化劑。所述混合物加熱到85-90°C持續(xù)4-6小時(shí)。通過(guò)HPLC監(jiān)測(cè)反應(yīng)的完成。在反應(yīng)完成之后，粗產(chǎn)物冷卻至50-60°C，并從催化劑床過(guò)濾分離煙酰胺。用軟化水洗滌催化劑床以使得催化劑不含3-氰基吡啶的水解物。所得的濕的催化劑循環(huán)用于下一批的水解。濃縮無(wú)色的母液并干燥得到561.5g的煙酰胺。純度99.6% (w / w);煙酸含量〈0.23% ;熔點(diǎn):128_131°C。含有
3-氰基吡啶和醇的回收的水層循環(huán)用于下一個(gè)水解批次。
[0094]實(shí)施例6
[0095]催化劑、水和醇的循環(huán)
[0096]向裝有熱電偶套管、攪拌器和回流冷凝器的四頸圓底燒瓶中加入3-氰基吡啶(500g)、含有實(shí)施例5中的3-氰基吡啶和醇的回收的水層(560g ；pH7.5)、36g新鮮乙醇和實(shí)施例5中回收的催化劑以及新鮮催化劑?；旌衔锛訜嶂?5-90°C，持續(xù)8-12小時(shí)。通過(guò)HPLC監(jiān)測(cè)反應(yīng)的完成。在反應(yīng)完成之后，粗產(chǎn)物冷卻至50-60°C并從催化劑床過(guò)濾分離煙酰胺。用軟化水洗滌催化劑床以使得催化劑不含3-氰基吡啶的水解物。濕的催化劑循環(huán)回收用于下一批的水解。濃縮無(wú)色的母液并干燥得到565.Sg的煙酰胺。純度99.5% (w /w);煙酸含量〈0.25%。循環(huán) 含有3-氰基吡啶和醇的回收的水層用于下一個(gè)水解批次。
[0097]當(dāng)失活時(shí)，催化劑被轉(zhuǎn)化為錳鹽，其在制備新鮮催化劑中再次使用。
[0098]實(shí)施例1
[0099]廢催化劑的再生:
[0100]在環(huán)境溫度下，360g的鹽酸(30% )被緩慢加入到72g廢催化劑和100g軟化水的混合物中。在加入后，混合物被加熱至70°C，持續(xù)5-6小時(shí)得到504g氯化錳的水溶液。在反應(yīng)中釋放的氯在730g(10% NaOH)溶液中洗滌得到海波溶液(hypo solution) (780g, %Na0Cl=7.5%, % NaOH=L 0% )，其用作漂白劑。所得的氯化錳的水溶液被用于前述實(shí)施例1中的催化劑的制備。
[0101]實(shí)施例8
[0102]4-氰基吡啶催化水合為異煙酰胺
[0103]向裝有熱電偶套管、攪拌器和回流冷凝器的四頸圓底燒瓶中加入4-氰基吡啶(100g)、軟化水(150g)、異丙醇(IOg)和實(shí)施例3中制備的氧化鉻-氧化鈷催化劑(Ig)。混合物加熱至85-90°C，持續(xù)4-6小時(shí)。通過(guò)HPLC監(jiān)測(cè)反應(yīng)的完成。在反應(yīng)完成之后，冷卻粗產(chǎn)物并從催化劑床過(guò)濾分離異煙酰胺。用軟化水洗滌催化劑床以使得催化劑不含4-氰基吡啶的水解物。濕的催化劑循環(huán)回收用于下一批的水解。濃縮無(wú)色的母液并干燥得到IlOg的異煙酰胺。純度:99.4% (w / w);異煙酸〈0.39%。循環(huán)含有4-氰基吡啶和醇的回收的水層用于下一個(gè)水解批次。
[0104]實(shí)施例9
[0105]2-氰基吡啶催化水合為吡啶酰胺
[0106]向裝有熱電偶套管、攪拌器和回流冷凝器的四頸圓底燒瓶中加入2-氰基吡啶(100g)、軟化水(150g)、異丙醇(IOg)和實(shí)施例2中制備的氧化鉻-氧化鎳催化劑(Ig)?；旌衔锛訜嶂?5-90°C，持續(xù)4-6小時(shí)。通過(guò)HPLC監(jiān)測(cè)反應(yīng)的完成。在反應(yīng)完成之后，冷卻粗產(chǎn)物并從催化劑床過(guò)濾分離吡啶酰胺。用軟化水洗滌催化劑床以使得催化劑不含2-氰基吡啶的水解物。循環(huán)回收濕催化劑用于下一批的水解。濃縮無(wú)色的母液并干燥得到吡啶酰胺。循環(huán)含有2-氰基吡啶和醇的回收的水層用于下一個(gè)水解批次。
[0107]雖然就某些優(yōu)選的【具體實(shí)施方式】詳細(xì)描述了本發(fā)明，但是應(yīng)該認(rèn)為本發(fā)明不限于這些優(yōu)選的【具體實(shí)施方式】，從本文的公開(kāi)來(lái)看，其描述了現(xiàn)有的實(shí)施本發(fā)明的最佳模式，對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員顯而易見(jiàn)的是，可以在不偏離本發(fā)明范圍或精神的條件下對(duì)本發(fā)明進(jìn)行改變和修改。本發(fā)明易于在其精神和所附的權(quán)利要求的范圍內(nèi)在其實(shí)踐中有明顯的修改。本文引用的所有文獻(xiàn)通過(guò)具體引用全文納入本文 。
【權(quán)利要求】
1.一種用于產(chǎn)生吡啶羧酸酰胺化合物、類似物、取代形式、衍生物或其藥學(xué)上可接受的鹽、酯、前藥、溶劑合物和水合物的方法，所述方法包括: 在固體非均相催化劑存在的情況下，任選地在醇中，用水使吡啶腈化合物發(fā)生催化水解， 其中，所述催化劑、水和其他反應(yīng)物質(zhì)被重復(fù)使用并且當(dāng)失活時(shí)，所述催化劑被再生并重復(fù)使用于方法中。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述催化劑選自元素周期表的第IIA、IIIB、IVB、VB、VIB、VIIB、VIIIB、IB、IIB、IIIA和IVA族的金屬的氧化物、氫氧化物、碳酸鹽、碳酸氫鹽、硝酸鹽、硫酸鹽、鹵化物、乙酸鹽、螯合物、絡(luò)合物、納米顆粒及其混合物。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述催化劑選自錳、鈷、鎳、鉛、銅、鋁、釕、銀、鋅、鎘、鐵、鑰、鉻、鎂、釩、鋯、銦的氧化物、氫氧化物、碳酸鹽、碳酸氫鹽、硝酸鹽、硫酸鹽、鹵化物、乙酸鹽、螯合物、絡(luò)合物、納米顆粒及其混合物。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的使用的水是具有PH7.3-8.0的軟化水。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述醇選自甲醇、乙醇、正丙醇、異丙醇、丁醇及其混合物。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述催化劑的比表面積在IOm2/ g-300m2 /g的范圍內(nèi)。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述催化劑的平均粒度在1-1OOi1的范圍內(nèi)。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述其他反應(yīng)物質(zhì)包括未反應(yīng)的吡啶腈和醇。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述其他反應(yīng)物質(zhì)重復(fù)使用最高達(dá)到99.5%。
10.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述失活的催化劑通過(guò)如下方法再生，該方法包括: 使失活的催化劑與酸反應(yīng)得到金屬鹽的水溶液；以及 轉(zhuǎn)化失活的催化劑與酸反應(yīng)的產(chǎn)物，以得到活性催化劑，其中，如果在該過(guò)程中產(chǎn)生產(chǎn)生副產(chǎn)物，則該副產(chǎn)物用于其他方法。
11.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述腈是3-氰基吡啶，而吡啶羧酸酰胺是煙酰胺。
12.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述腈是4-氰基吡啶，而吡啶羧酸酰胺是異煙酰胺。
13.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述腈是2-氰基吡啶，而吡啶羧酸酰胺是吡啶酰胺。
14.一種制備用于生產(chǎn)吡啶羧酸酰胺化合物、類似物、取代形式、衍生物或其藥學(xué)上可接受的鹽、酯、前藥、溶劑合物和水合物的催化劑的方法，所述方法包括: a)在水存在的情況下，使氧化劑與還原劑反應(yīng)得到沉淀的反應(yīng)物質(zhì)，其中至少一種氧化劑或還原劑包括以至少一種金屬的水溶性鹽；b)過(guò)濾沉淀的反應(yīng)物質(zhì)； c)用水洗滌得到的沉淀物； d)干燥沉淀物以得到催化劑；以及 e)在催化劑的制備中重復(fù)使用步驟(C)中得到的母液。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，所述的使用的水是具有pH7.3-8.0的軟化水。
16.如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，所述催化劑的比表面積在IOm2/g-300m2 / g的范圍內(nèi)。
17.如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，所述催化劑的平均粒度在1-1OOi1的范圍內(nèi)。
18.如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，所述催化劑包括鎳、錳、銅、鋁、鉻、鈷、鉛、鎘、鋅、鐵、鎂的氧化物、氫氧化物、碳酸鹽、碳酸氫鹽、硝酸鹽、硫酸鹽、鹵化物、乙酸鹽、螯合物、絡(luò)合物、納米顆粒及其混合物。
【文檔編號(hào)】C07D213/81GK103649052SQ201280019347
【公開(kāi)日】2014年3月19日 申請(qǐng)日期:2012年4月14日 優(yōu)先權(quán)日:2011年4月18日
【發(fā)明者】M·庫(kù)瑪, S·K·辛格, A·阿加瓦爾 申請(qǐng)人:歡樂(lè)生命科學(xué)有限公司