前言

2-氰基吡嗪(2-cyanopyrazine)，無色無味，熔點20℃，沸點198℃，是合成吡嗪酰胺類抗結核病專用醫(yī)藥的基本原料。隨著吡嗪酰胺在抗結核藥中的應用越來越普遍，2-氰基吡嗪的開發(fā)也越來越重要。而我國氨氧化合成氰基吡嗪只有小試報告，一直未見中試和工業(yè)化的報告四，當前工業(yè)所需的氰基吡嗪主要依賴進口。因此開發(fā)此工藝越來越緊迫，而此工藝的關鍵是研制一種高轉化率、高選擇性的催化劑。

2-氰基吡嗪的反應機理推測

2-甲基吡嗪經(jīng)催化劑吸附后多步脫氫和氧化,生成甲醛吡嗪或羧酸吡嗪，然后進行氰化反應生成產(chǎn)物的。在氧化反應中參與反應的氧不是氣相氧而是催化劑表面上的晶格氧：在氰化反應中參與反應的氨不是氣相氨而是吸附在催化劑表面上NH或-NH。而據(jù)實驗事實氰化速度比氧化速度快得多，故控制反應速度的步驟是脫氫和氧化，又由于合成氰基吡嗪的中間產(chǎn)物容易被深度氧化，故要求催化劑有合理的脫氫中心數(shù)和供[O]中心數(shù)及合適的供[O]活性[1]。

圖1 2-氰基吡嗪反應機理推測圖

催化劑制備

將Sb2O3、V2O5、TiO2、蒙脫土和硅膠懸浮于一定量的水中，加入硝酸然后慢慢加熱至沸騰，保持1h后，調(diào)節(jié)pH值為4.6，冷卻后再放入馬弗爐中300℃下烘干，加入石墨和尿素水溶液，壓片成型，在120℃下烘干15h后，再在650℃下烘1h，770℃下烘3h，得到實驗用的催化劑。

結論

本文提出了 2-甲基吡嗪氨氧化催化合成 2-氰基吡嗪的催化反應機理，并在分析各種氨氧化催化劑的基礎上，配制了Sb?O3-V2O5-TiO2/SiO2，型催化劑。通過實驗發(fā)現(xiàn)該催化劑是用于2-甲基吡嗪氨氧化催化合成2-氰基吡嗪的高選擇性的催化劑,其實驗條件是在催化劑裝填量40mL，進料為質(zhì)量百分比為40%的2-甲基吡嗪的水溶液0.2mL·min~1，2-甲基吡嗪：氨氣：氧氣=1：3：8.5(摩爾比)時，反應溫度為380℃。在上述條件下其選擇性在70%以上，收率在55%以上。所研制的Sb?O3-V2O5-TiO2/SiO2,型催化劑與國內(nèi)外所報道的同類催化劑相比，具有反應溫度低，空速大等優(yōu)點，更適合工業(yè)化。

參考文獻

[1]Journal of Chemical Research, Miniprint, , # 10 p. 2860 - 2875