CN111153824A - 利用氧化物材料催化有机腈类水合制备酰胺类化合物方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及制备酰胺类化合物的催化剂，旨在提供一种利用氧化物材料催化有机腈类水合制备酰胺类化合物方法。包括：在可密封的反应容器中加入溶剂、有机腈类底物、水和催化剂，混合均匀；控制反应温度50～180℃，反应时间0.5～24h；在反应过程中通过催化水合，腈类化合物最终被水合转化为相应的酰胺类化合物。本发明的催化剂的廉价易得，未用到任何的贵金属，使得催化剂的制备成本较低，有利于实现催化剂的规模化生产。反应过程原子利用率高，反应温度低，且在合成过程中无需额外添加反应助剂，反应后无有毒有害的副产物产生，整个合成过程绿色环保。
Description
技术领域
本发明涉及水合制备酰胺类化合物的催化剂，具体来说涉及到一种利用氧化物催化有机腈类水合制备酰胺类化合物的方法。
背景技术
酰胺作为一类重要的化工产品，具有很高的经济价值和应用价值，被广泛应用于日常生活、工业生产以及医疗卫生领域(例如，酰胺可以作为重要中间体被应用于有机合成反应，作为一种原材料被用于合成塑料、颜料、洗涤剂、润滑油等)。传统的酰胺的合成方法包括：(1)对羧酸及其衍生物(例如酰氯、酸酐、酯类)和胺类(包括氨水)进行缩合酰化反应得到酰胺；(2)对酮肟进行酸催化重排反应得到酰胺等。但是，利用这些传统方法合成酰胺的过程中经常会伴随有大量的有毒化学副产品产生，会污染生态环境以及危害身体健康。所以，寻找一条绿色无污染的路径合成酰胺，避免大量使用化学试剂或酸性，碱性介质是一个重要的研究方向。
通过有机腈类化合物直接水合直接制备酰胺是一个替代传统方法生产酰胺的不错选择，站在绿色化学的角度上，该过程具有原子效率极高并且没有有毒副产物产生的优势(1分子有机腈和1分子水反应，生成1分子酰胺，理论上原子利用率100％)。在此水合过程中，对水分子的活化是一个决定反应速率的重要控制步骤，但是传统的非贵金属催化剂都很难活化水分子，所以一般都需要涉及到使用贵金属催化剂以及在比较苛刻的条件去催化该过程，如使用贵金属Ru在130℃的温度下可实现该过程(Angew.Chem.Int.Ed.2004,43,1576-1580)；使用贵金属Pd在140℃反应(ACS Catal.2012,2,2467-2474)等，由此带来成本高，耗能大等缺点。因此，找到通过制备高活性的廉价催化剂在温和的条件下实现该过程的方法具有重要意义。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，克服现有技术中的不足，提供一种利用氧化物材料催化有机腈类水合制备酰胺类化合物方法。
为解决技术问题，本发明的解决方案是：
提供一种利用氧化物材料催化有机腈类水合制备酰胺类化合物方法，包括以下步骤：
(1)在可密封的反应容器中加入溶剂、有机腈类底物、水和催化剂，混合均匀；在混合物中，催化剂的质量百分比为0.04～10.6％，有机腈类底物的质量百分比为0.01～75.5％，水的质量百分比为0.01～19.1％，余量为溶剂；
(2)控制反应温度50～180℃，反应时间0.5～24小时；在反应过程中通过催化水合，腈类化合物最终被水合转化为相应的酰胺类化合物；
所述催化剂的活性组分是下述任意一种或多种金属元素的金属氧化物：Fe、Ce、Co、Mn、Cu或Ni。
本发明中，所述金属氧化物是下述的任意一种，或者是两种以上晶相所组成的混相氧化物：(1)三氧化二铁或氧化亚铁；(2)二氧化铈；(3)四氧化三钴；(4)三氧化二锰、四氧化三锰或二氧化锰；(5)氧化铜；(6)氧化镍。
本发明中，所述催化剂是含有下述任意一种金属氧化物或两种以上混相氧化物的粉末状的矿石材料。
本发明中，所述溶剂是下述的任意一种或多种：水、叔丁醇、叔戊醇、甲苯、二氯甲烷、三氯甲烷、二甲亚砜或丙酮。
本发明中，所述有机腈类底物是下述的任意一种或多种：苯甲腈、邻甲氧基苯甲腈、3-甲氧基苯甲腈、4-甲氧基苯甲腈、对氟苯甲腈、对氯苯甲腈、对溴苯甲腈、4-(三氟甲基)苯甲腈、4-甲基苯甲腈、2-氰基呋喃、3-氰基吡啶、3-氰基噻酚、2-氰基吡啶、4-氰基吡啶或庚腈。
发明原理描述：
本发明以铁、铈、钴、锰等金属的氧化物作为催化剂，能够利用成熟的制备方法以及表面工程得到具有利于活化水分子的氧化物材料，从而催化有机腈类化合物水合制备得到酰胺类化合物。整个过程可以在较低的温度下实现，避免了贵金属或者添加助剂的使用，反应过程中无有毒有害的副产物产生，绿色环保。
对于现有技术，本发明的有益效果在于：
1、本发明涉及的催化剂的廉价易得，催化剂中涉及的活性组分为自然界储存丰富的金属的氧化物，未用到任何的贵金属，使得催化剂的制备成本较低，有利于实现催化剂的规模化生产。
2、本发明提供了一种更高效的制备酰胺类化合物的方法，反应过程原子利用率高，反应温度低，且在合成过程中无需额外添加反应助剂，反应后无有毒有害的副产物产生，整个合成过程绿色环保。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细描述。下述实施例的反应均在可封闭的反应容器中完成。实施例可以使本专业的专业技术人员更全面地理解本发明，但不以任何方式限制本发明。
实施例1
在6g二氯甲烷中加入300mg三氧化二铁(在混合物中的质量百分比：4.6％；此处指催化剂的占比，以下同)，60mg苯甲腈(在混合物中的质量百分比：0.91％)，200uL水(在混合物中的质量百分比：3.0％)，混合均匀；80℃反应24小时，苯甲腈转化率76.8％，对应的苯甲酰胺的选择性为90.0％。
实施例2
在6g二氯甲烷中加入300mg氧化亚铁(在混合物中的质量百分比：4.6％)，60mg苯甲腈(在混合物中的质量百分比：0.91％)，200uL水(在混合物中的质量百分比：3.0％)，混合均匀；80℃反应24小时，苯甲腈转化率74.5％，对应的苯甲酰胺的选择性为84.3％。
实施例3
在6g二氯甲烷中加入300mg二氧化铈(在混合物中的质量百分比：4.6％)，60mg苯甲腈(在混合物中的质量百分比：0.91％)，200uL水(在混合物中的质量百分比：3.0％)，混合均匀；80℃反应24小时，苯甲腈转化率50.9％，对应的苯甲酰胺的选择性为93.8％。
实施例4
在6g二氯甲烷中加入300mg四氧化三钴(在混合物中的质量百分比：4.6％)，60mg苯甲腈(在混合物中的质量百分比：0.91％)，200uL水(在混合物中的质量百分比：3.0％)，混合均匀；80℃反应24小时，苯甲腈转化率64.5％，对应的苯甲酰胺的选择性为95.1％。
实施例5
在6g二氯甲烷中加入300mg三氧化二锰(在混合物中的质量百分比：4.6％)，60mg苯甲腈(在混合物中的质量百分比：0.91％)，200uL水(在混合物中的质量百分比：3.0％)，混合均匀；80℃反应24小时，苯甲腈转化率60.2％，对应的苯甲酰胺的选择性为98.3％。
实施例6
在6g二氯甲烷中加入300mg四氧化三锰(在混合物中的质量百分比：4.6％)，60mg苯甲腈(在混合物中的质量百分比：0.91％)，200uL水(在混合物中的质量百分比：3.0％)，混合均匀；80℃反应24小时，苯甲腈转化率52.1％，对应的苯甲酰胺的选择性为98.9％。
实施例7
在6g二氯甲烷中加入300mg二氧化锰(在混合物中的质量百分比：4.6％)，60mg苯甲腈(在混合物中的质量百分比：0.91％)，200uL水(在混合物中的质量百分比：3.0％)，混合均匀；80℃反应24小时，苯甲腈转化率67.4％，对应的苯甲酰胺的选择性为95.6％。
实施例8
在6g二氯甲烷中加入300mg氧化铜(在混合物中的质量百分比：4.6％)，60mg苯甲腈(在混合物中的质量百分比：0.91％)，200uL水(在混合物中的质量百分比：3.0％)，混合均匀；80℃反应24小时，苯甲腈转化率42.1％，对应的苯甲酰胺的选择性为93.5％。
实施例9
在6g二氯甲烷中加入300mg氧化镍(在混合物中的质量百分比：4.6％)，60mg苯甲腈(在混合物中的质量百分比：0.91％)，200uL水(在混合物中的质量百分比：3.0％)，混合均匀；80℃反应24小时，苯甲腈转化率32.6％，对应的苯甲酰胺的选择性为91.9％。
基于三氧化二铁(实例1)比氧化亚铁(实例2)表现出了更优异的催化性能，所以在两者之间选择三氧化二铁与其他金属氧化物形成混相氧化物，考察其催化水合性能。
实施例10
在6g二氯甲烷中加入150mg三氧化二铁和150mg二氧化铈(在混合物中的质量百分比：4.6％)，60mg苯甲腈(在混合物中的质量百分比：0.91％)，200uL水(在混合物中的质量百分比：3.0％)，混合均匀；80℃反应24小时，苯甲腈转化率83.7％，对应的苯甲酰胺的选择性为92.7％。
实施例11
在6g二氯甲烷中加入150mg三氧化二铁和150mg四氧化三钴(在混合物中的质量百分比：4.6％)，60mg苯甲腈(在混合物中的质量百分比：0.91％)，200uL水(在混合物中的质量百分比：3.0％)，混合均匀；80℃反应24小时，苯甲腈转化率89.2％，对应的苯甲酰胺的选择性为95.7％。
基于二氧化锰(实例7)比三氧化二锰(实例5)和四氧化三锰(实例6)表现出了更优异的催化性能，所以在三者之间选择二氧化锰与其他金属氧化物形成混相氧化物，考察其催化水合性能。
实施例12
在6g二氯甲烷中加入150mg三氧化二铁和150mg二氧化锰(在混合物中的质量百分比：4.6％)，60mg苯甲腈(在混合物中的质量百分比：0.91％)，200uL水(在混合物中的质量百分比：3.0％)，混合均匀；80℃反应24小时，苯甲腈转化率93.2％，对应的苯甲酰胺的选择性为96.3％。
实施例13
在6g二氯甲烷中加入150mg三氧化二铁和150mg氧化铜(在混合物中的质量百分比：4.6％)，60mg苯甲腈(在混合物中的质量百分比：0.91％)，200uL水(在混合物中的质量百分比：3.0％)，混合均匀；80℃反应24小时，苯甲腈转化率79.3％，对应的苯甲酰胺的选择性为90.4％。
实施例14
在6g二氯甲烷中加入150mg三氧化二铁和150mg氧化镍(在混合物中的质量百分比：4.6％)，60mg苯甲腈(在混合物中的质量百分比：0.91％)，200uL水(在混合物中的质量百分比：3.0％)，混合均匀；80℃反应24小时，苯甲腈转化率76.9％，对应的苯甲酰胺的选择性为89.8％。
实施例15
在6g二氯甲烷中加入150mg二氧化铈和150mg四氧化三钴(在混合物中的质量百分比：4.6％)，60mg苯甲腈(在混合物中的质量百分比：0.91％)，200uL水(在混合物中的质量百分比：3.0％)，混合均匀；80℃反应24小时，苯甲腈转化率70.1％，对应的苯甲酰胺的选择性为95.9％。
实施例16
在6g二氯甲烷中加入150mg二氧化铈和150mg二氧化锰(在混合物中的质量百分比：4.6％)，60mg苯甲腈(在混合物中的质量百分比：0.91％)，200uL水(在混合物中的质量百分比：3.0％)，混合均匀；80℃反应24小时，苯甲腈转化率84.6％，对应的苯甲酰胺的选择性为97.2％。
实施例17
在6g二氯甲烷中加入150mg二氧化铈和150mg氧化铜(在混合物中的质量百分比：4.6％)，60mg苯甲腈(在混合物中的质量百分比：0.91％)，200uL水(在混合物中的质量百分比：3.0％)，混合均匀；80℃反应24小时，苯甲腈转化率56.0％，对应的苯甲酰胺的选择性为93.3％。
实施例18
在6g二氯甲烷中加入150mg二氧化铈和150mg氧化镍(在混合物中的质量百分比：4.6％)，60mg苯甲腈(在混合物中的质量百分比：0.91％)，200uL水(在混合物中的质量百分比：3.0％)，混合均匀；80℃反应24小时，苯甲腈转化率39.1％，对应的苯甲酰胺的选择性为91.0％。
实施例19
在6g二氯甲烷中加入150mg四氧化三钴和150mg二氧化锰(在混合物中的质量百分比：4.6％)，60mg苯甲腈(在混合物中的质量百分比：0.91％)，200uL水(在混合物中的质量百分比：3.0％)，混合均匀；80℃反应24小时，苯甲腈转化率95.3％，对应的苯甲酰胺的选择性为98.9％。
实施例20
在6g二氯甲烷中加入150mg四氧化三钴和150mg氧化铜(在混合物中的质量百分比：4.6％)，60mg苯甲腈(在混合物中的质量百分比：0.91％)，200uL水(在混合物中的质量百分比：3.0％)，混合均匀；80℃反应24小时，苯甲腈转化率63.6％，对应的苯甲酰胺的选择性为94.9％。
实施例21
在6g二氯甲烷中加入150mg四氧化三钴和150mg氧化镍(在混合物中的质量百分比：4.6％)，60mg苯甲腈(在混合物中的质量百分比：0.91％)，200uL水(在混合物中的质量百分比：3.0％)，混合均匀；80℃反应24小时，苯甲腈转化率53.6％，对应的苯甲酰胺的选择性为94.3％。
实施例22
在6g二氯甲烷中加入150mg二氧化锰和150mg氧化铜(在混合物中的质量百分比：4.6％)，60mg苯甲腈(在混合物中的质量百分比：0.91％)，200uL水(在混合物中的质量百分比：3.0％)，混合均匀；80℃反应24小时，苯甲腈转化率70.2％，对应的苯甲酰胺的选择性为95.0％。
实施例23
在6g二氯甲烷中加入150mg二氧化锰和150mg氧化镍(在混合物中的质量百分比：4.6％)，60mg苯甲腈(在混合物中的质量百分比：0.91％)，200uL水(在混合物中的质量百分比：3.0％)，混合均匀；80℃反应24小时，苯甲腈转化率63.0％，对应的苯甲酰胺的选择性为93.5％。
实施例24
在6g二氯甲烷中加入150mg氧化铜和150mg氧化镍(在混合物中的质量百分比：4.6％)，60mg苯甲腈(在混合物中的质量百分比：0.91％)，200uL水(在混合物中的质量百分比：3.0％)，混合均匀；80℃反应24小时，苯甲腈转化率33.8％，对应的苯甲酰胺的选择性为90.5％。
实施例25
在6g二氯甲烷中加入100mg三氧化二铁，100mg四氧化三钴和100mg二氧化锰(在混合物中的质量百分比：4.6％)，60mg苯甲腈(在混合物中的质量百分比：0.91％)，200uL水(在混合物中的质量百分比：3.0％)，混合均匀；80℃反应24小时，苯甲腈转化率98.5％，对应的苯甲酰胺的选择性为99.0％。
实施例26
在6g二氯甲烷中加入1mg三氧化二铁，1mg四氧化三钴和1mg二氧化锰(在混合物中的质量百分比：0.04％)，60mg苯甲腈(在混合物中的质量百分比：0.96％)，200uL水(在混合物中的质量百分比：3.2％)，混合均匀；80℃反应24小时，苯甲腈转化率2.3％，对应的苯甲酰胺的选择性为99.0％。
实施例27
在6g二氯甲烷中加入250mg三氧化二铁，250mg四氧化三钴和250mg二氧化锰(在混合物中的质量百分比：10.6％)，60mg苯甲腈(在混合物中的质量百分比：0.86％)，200uL水(在混合物中的质量百分比：2.9％)，混合均匀；80℃反应24小时，苯甲腈转化率>99.0％，对应的苯甲酰胺的选择性为99.0％。
实施例28
在6g二氯甲烷中加入100mg三氧化二铁，100mg四氧化三钴和100mg二氧化锰(在混合物中的质量百分比：4.6％)，1mg苯甲腈(在混合物中的质量百分比：0.01％)，200uL水(在混合物中的质量百分比：3.0％)，混合均匀；80℃反应24小时，苯甲腈转化率>99.0％，对应的苯甲酰胺的选择性为29.1％。
实施例29
在6g二氯甲烷中加入100mg三氧化二铁，100mg四氧化三钴和100mg二氧化锰(在混合物中的质量百分比：2.9％)，4g苯甲腈(在混合物中的质量百分比：38.1％)，200uL水(在混合物中的质量百分比：1.9％)，混合均匀；80℃反应24小时，苯甲腈转化率38.1％，对应的苯甲酰胺的选择性为>99.0％。
实施例30
在6g二氯甲烷中加入100mg三氧化二铁，100mg四氧化三钴和100mg二氧化锰(在混合物中的质量百分比：1.1％)，20g苯甲腈(在混合物中的质量百分比：75.5％)，200uL水(在混合物中的质量百分比：0.75％)，混合均匀；80℃反应24小时，苯甲腈转化率5.5％，对应的苯甲酰胺的选择性为>99.0％。
实施例31
在6g三氯甲烷中加入100mg三氧化二铁，100mg四氧化三钴和100mg二氧化锰(在混合物中的质量百分比：4.6％)，60mg苯甲腈(在混合物中的质量百分比：0.91％)，200uL水(在混合物中的质量百分比：3.0％)，混合均匀；80℃反应24小时，苯甲腈转化率97.9％，对应的苯甲酰胺的选择性为99.0％。
实施例32
在6g二甲亚砜中加入100mg三氧化二铁，100mg四氧化三钴和100mg二氧化锰(在混合物中的质量百分比：4.6％)，60mg苯甲腈(在混合物中的质量百分比：0.91％)，200uL水(在混合物中的质量百分比：3.0％)，混合均匀；80℃反应24小时，苯甲腈转化率98.8％，对应的苯甲酰胺的选择性为99.0％。
实施例33
在6g丙酮中加入100mg三氧化二铁，100mg四氧化三钴和100mg二氧化锰(在混合物中的质量百分比：4.6％)，60mg苯甲腈(在混合物中的质量百分比：0.91％)，200uL水(在混合物中的质量百分比：3.0％)，混合均匀；80℃反应24小时，苯甲腈转化率99.0％，对应的苯甲酰胺的选择性为99.0％。
实施例34
在6g水中加入100mg三氧化二铁，100mg四氧化三钴和100mg二氧化锰(在混合物中的质量百分比：4.6％)，60mg苯甲腈(在混合物中的质量百分比：0.91％)，200uL水(在混合物中的质量百分比：3.0％)，混合均匀；80℃反应24小时，苯甲腈转化率99.0％，对应的苯甲酰胺的选择性为99.0％。
实施例35
在6g叔戊醇中加入100mg三氧化二铁，100mg四氧化三钴和100mg二氧化锰(在混合物中的质量百分比：4.6％)，60mg苯甲腈(在混合物中的质量百分比：0.91％)，200uL水(在混合物中的质量百分比：3.0％)，混合均匀；80℃反应24小时，苯甲腈转化率99.0％，对应的苯甲酰胺的选择性为99.0％。
实施例36
在6g叔丁醇中加入100mg三氧化二铁，100mg四氧化三钴和100mg二氧化锰(在混合物中的质量百分比：4.6％)，60mg苯甲腈(在混合物中的质量百分比：0.91％)，200uL水(在混合物中的质量百分比：3.0％)，混合均匀；80℃反应24小时，苯甲腈转化率99.0％，对应的苯甲酰胺的选择性为99.0％。
实施例37
在6g甲苯中加入100mg三氧化二铁，100mg四氧化三钴和100mg二氧化锰(在混合物中的质量百分比：4.6％)，60mg苯甲腈(在混合物中的质量百分比：0.91％)，200uL水(在混合物中的质量百分比：3.0％)，混合均匀；80℃反应24小时，苯甲腈转化率68.3％，对应的苯甲酰胺的选择性为99.0％。
实施例38
在6g叔戊醇中加入100mg三氧化二铁，100mg四氧化三钴和100mg二氧化锰(在混合物中的质量百分比：4.6％)，60mg苯甲腈(在混合物中的质量百分比：0.91％)，200uL水(在混合物中的质量百分比：3.0％)，混合均匀；50℃反应24小时，苯甲腈转化率85.9％，对应的苯甲酰胺的选择性为99.0％。
实施例39
在6g叔戊醇中加入100mg三氧化二铁，100mg四氧化三钴和100mg二氧化锰(在混合物中的质量百分比：4.6％)，60mg苯甲腈(在混合物中的质量百分比：0.91％)，200uL水(在混合物中的质量百分比：3.0％)，混合均匀；130℃反应24小时，苯甲腈转化率99.0％，对应的苯甲酰胺的选择性为99.0％。
实施例40
在6g叔戊醇中加入100mg三氧化二铁，100mg四氧化三钴和100mg二氧化锰(在混合物中的质量百分比：4.6％)，60mg苯甲腈(在混合物中的质量百分比：0.91％)，200uL水(在混合物中的质量百分比：3.0％)，混合均匀；180℃反应24小时，苯甲腈转化率99.0％，对应的苯甲酰胺的选择性为86.8％。
实施例41
在6g叔戊醇中加入100mg三氧化二铁，100mg四氧化三钴和100mg二氧化锰(在混合物中的质量百分比：4.6％)，60mg苯甲腈(在混合物中的质量百分比：0.91％)，200uL水(在混合物中的质量百分比：3.0％)，混合均匀；80℃反应0.5小时，苯甲腈转化率72.2％，对应的苯甲酰胺的选择性为99.0％。
实施例42
在6g叔戊醇中加入100mg三氧化二铁，100mg四氧化三钴和100mg二氧化锰(在混合物中的质量百分比：4.6％)，60mg苯甲腈(在混合物中的质量百分比：0.91％)，200uL水(在混合物中的质量百分比：3.0％)，混合均匀；80℃反应12小时，苯甲腈转化率99.0％，对应的苯甲酰胺的选择性为99.0％。
实施例43
在6g叔戊醇中加入100mg三氧化二铁，100mg四氧化三钴和100mg二氧化锰(在混合物中的质量百分比：4.7％)，60mg苯甲腈(在混合物中的质量百分比：0.94％)，1uL水(在混合物中的质量百分比：0.01％)，混合均匀；80℃反应24小时，苯甲腈转化率8.9％，对应的苯甲酰胺的选择性为99.0％。
实施例44
在6g叔戊醇中加入100mg三氧化二铁，100mg四氧化三钴和100mg二氧化锰(在混合物中的质量百分比：4.2％)，60mg苯甲腈(在混合物中的质量百分比：0.85％)，700uL水(在混合物中的质量百分比：9.9％)，混合均匀；80℃反应24小时，苯甲腈转化率>99.0％，对应的苯甲酰胺的选择性为99.0％。
实施例45
在6g叔戊醇中加入100mg三氧化二铁，100mg四氧化三钴和100mg二氧化锰(在混合物中的质量百分比：3.8％)，60mg苯甲腈(在混合物中的质量百分比：0.76％)，1.5mL水(在混合物中的质量百分比：19.1％)，混合均匀；80℃反应24小时，苯甲腈转化率>99.0％，对应的苯甲酰胺的选择性为99.0％。
实施例46
在6g叔戊醇中加入100mg三氧化二铁，100mg四氧化三钴和100mg二氧化锰(在混合物中的质量百分比：4.6％)，60mg邻甲氧基苯甲腈(在混合物中的质量百分比：0.91％)，200uL水(在混合物中的质量百分比：3.0％)，混合均匀；80℃反应24小时，邻甲氧基苯甲腈转化率89.5％，对应的邻甲氧基苯甲酰胺的选择性为99.0％。
实施例47
在6g叔戊醇中加入100mg三氧化二铁，100mg四氧化三钴和100mg二氧化锰(在混合物中的质量百分比：4.6％)，60mg 3-甲氧基苯甲腈(在混合物中的质量百分比：0.91％)，200uL水(在混合物中的质量百分比：3.0％)，混合均匀；80℃反应24小时，3-甲氧基苯甲腈转化率99.0％，对应的3-甲氧基苯甲酰胺的选择性为99.0％。
实施例48
在6g叔戊醇中加入100mg三氧化二铁，100mg四氧化三钴和100mg二氧化锰(在混合物中的质量百分比：4.6％)，60mg 4-甲氧基苯甲腈(在混合物中的质量百分比：0.91％)，200uL水(在混合物中的质量百分比：3.0％)，混合均匀；80℃反应24小时，4-甲氧基苯甲腈转化率99.0％，对应的4-甲氧基苯甲酰胺的选择性为99.0％。
实施例49
在6g叔戊醇中加入100mg三氧化二铁，100mg四氧化三钴和100mg二氧化锰(在混合物中的质量百分比：4.6％)，60mg对氟苯甲腈(在混合物中的质量百分比：0.91％)，200uL水(在混合物中的质量百分比：3.0％)，混合均匀；80℃反应24小时，对氟苯甲腈转化率99.0％，对应的对氟苯甲酰胺的选择性为99.0％。
实施例50
在6g叔戊醇中加入100mg三氧化二铁，100mg四氧化三钴和100mg二氧化锰(在混合物中的质量百分比：4.6％)，60mg对氯苯甲腈(在混合物中的质量百分比：0.91％)，200uL水(在混合物中的质量百分比：3.0％)，混合均匀；80℃反应24小时，对氯苯甲腈转化率99.0％，对应的对氯苯甲酰胺的选择性为99.0％。
实施例51
在6g叔戊醇中加入100mg三氧化二铁，100mg四氧化三钴和100mg二氧化锰(在混合物中的质量百分比：4.6％)，60mg对溴苯甲腈(在混合物中的质量百分比：0.91％)，200uL水(在混合物中的质量百分比：3.0％)，混合均匀；80℃反应24小时，对溴苯甲腈转化率99.0％，对应的对溴苯甲酰胺的选择性为99.0％。
实施例52
在6g叔戊醇中加入100mg三氧化二铁，100mg四氧化三钴和100mg二氧化锰(在混合物中的质量百分比：4.6％)，60mg 4-(三氟甲基)苯甲腈(在混合物中的质量百分比：0.91％)，200uL水(在混合物中的质量百分比：3.0％)，混合均匀；80℃反应24小时，4-(三氟甲基)苯甲腈转化率99.0％，对应的4-(三氟甲基)苯甲酰胺的选择性为99.0％。
实施例53
在6g叔戊醇中加入100mg三氧化二铁，100mg四氧化三钴和100mg二氧化锰(在混合物中的质量百分比：4.6％)，60mg 4-甲基苯甲腈(在混合物中的质量百分比：0.91％)，200uL水(在混合物中的质量百分比：3.0％)，混合均匀；80℃反应24小时，4-甲基苯甲腈转化率99.0％，对应的4-甲基苯甲酰胺的选择性为99.0％。
实施例54
在6g叔戊醇中加入100mg三氧化二铁，100mg四氧化三钴和100mg二氧化锰(在混合物中的质量百分比：4.6％)，60mg 2-氰基呋喃(在混合物中的质量百分比：0.91％)，200uL水(在混合物中的质量百分比：3.0％)，混合均匀；80℃反应24小时，2-氰基呋喃转化率99.0％，对应的糠酰胺的选择性为99.0％。
实施例55
在6g叔戊醇中加入100mg三氧化二铁，100mg四氧化三钴和100mg二氧化锰(在混合物中的质量百分比：4.6％)，60mg 3-氰基吡啶(在混合物中的质量百分比：0.91％)，200uL水(在混合物中的质量百分比：3.0％)，混合均匀；80℃反应24小时，3-氰基吡啶转化率99.0％，对应的烟酰胺的选择性为99.0％。
实施例56
在6g叔戊醇中加入100mg三氧化二铁，100mg四氧化三钴和100mg二氧化锰(在混合物中的质量百分比：4.6％)，60mg 3-氰基噻酚(在混合物中的质量百分比：0.91％)，200uL水(在混合物中的质量百分比：3.0％)，混合均匀；80℃反应24小时，3-氰基噻酚转化率99.0％，对应的3-噻酚甲酰胺的选择性为99.0％。
实施例57
在6g叔戊醇中加入100mg三氧化二铁，100mg四氧化三钴和100mg二氧化锰(在混合物中的质量百分比：4.6％)，60mg 2-氰基吡啶(在混合物中的质量百分比：0.91％)，200uL水(在混合物中的质量百分比：3.0％)，混合均匀；80℃反应24小时，2-氰基吡啶转化率99.0％，对应的2-吡啶甲酰胺的选择性为99.0％。
实施例58
在6g叔戊醇中加入100mg三氧化二铁，100mg四氧化三钴和100mg二氧化锰(在混合物中的质量百分比：4.6％)，60mg 4-氰基吡啶(在混合物中的质量百分比：0.91％)，200uL水(在混合物中的质量百分比：3.0％)，混合均匀；80℃反应24小时，4-氰基吡啶转化率99.0％，对应的4-吡啶甲酰胺的选择性为99.0％。
实施例59
在6g叔戊醇中加入100mg三氧化二铁，100mg四氧化三钴和100mg二氧化锰(在混合物中的质量百分比：4.6％)，60mg庚腈(在混合物中的质量百分比：0.91％)，200uL水(在混合物中的质量百分比：3.0％)，混合均匀；80℃反应24小时，庚腈转化率68.9％，对应的庚酰胺的选择性为99.0％。
最后，需要注意的是，以上列举的仅是本发明的具体实施例。显然，本发明不限于以上实施例，还可以有很多变形，如：多种晶相所组成的混相氧化物中，各个晶相之间的配比不仅仅局限于1：1，可由任何比例混合。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容中直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种利用氧化物材料催化有机腈类水合制备酰胺类化合物方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)在可密封的反应容器中加入溶剂、有机腈类底物、水和催化剂，混合均匀；在混合物中，催化剂的质量百分比为0.04～10.6％，有机腈类底物的质量百分比为0.01～75.5％，水的质量百分比为0.01～19.1％，余量为溶剂；
(2)控制反应温度50～180℃，反应时间0.5～24小时；在反应过程中通过催化水合，腈类化合物最终被水合转化为相应的酰胺类化合物；
所述催化剂的活性组分是下述任意一种或多种金属元素的金属氧化物：Fe、Ce、Co、Mn、Cu或Ni。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述金属氧化物是下述的任意一种，或者是两种以上晶相所组成的混相氧化物：(1)三氧化二铁或氧化亚铁；(2)二氧化铈；(3)四氧化三钴；(4)三氧化二锰、四氧化三锰或二氧化锰；(5)氧化铜；(6)氧化镍。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述催化剂是含有下述任意一种金属氧化物或两种以上混相氧化物的粉末状的矿石材料。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述溶剂是下述的任意一种或多种：水、叔丁醇、叔戊醇、甲苯、二氯甲烷、三氯甲烷、二甲亚砜或丙酮。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述有机腈类底物是下述的任意一种：苯甲腈、邻甲氧基苯甲腈、3-甲氧基苯甲腈、4-甲氧基苯甲腈、对氟苯甲腈、对氯苯甲腈、对溴苯甲腈、4-(三氟甲基)苯甲腈、4-甲基苯甲腈、2-氰基呋喃、3-氰基吡啶、3-氰基噻酚、2-氰基吡啶、4-氰基吡啶或庚腈。
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