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本发明涉及化学制备领域，且特别涉及一种吡咯及其制备方法。
背景技术：
吡咯是一种重要的有机制备及医药中间体。很多重要的药物都可以从吡咯制备。吡咯是许多有机化合物的优良溶剂，能溶剂多种无机盐类，如氯化铜、氯化锌等。同时，吡咯作为新材料应用领域很广。吡咯可以用来制备导电聚合物，作为高能充电电池的电极材料、微波吸收材料及固体电解质。吡咯可以用来制备生物材料、涂层材料。吡咯在食物中广泛使用。因此，吡咯的需求量很大。
但目前，我国对吡咯的生产工艺相对落后，生产成本高，导致吡咯的价格较昂贵，而且还不能大规模生产，这样就限制了吡咯的应用及进一步发展。因此，寻求一种高效、简单的生产吡咯的制备方法，具有十分重要的经济意义和社会意义。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种吡咯的制备方法，该方法在固体超强酸作为催化剂的条件下，利用了价格较低且来源广泛的呋喃与氨反应制备吡咯，工艺流程简单，降低了反应温度，提高了产率，可批量生产。
本发明的另一目的在于提供一种由上述制备方法制得的吡咯，产物纯度高。
本发明解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。
本发明提出一种吡咯制备方法，包括：在水蒸气存在的条件下，以固体超强酸为催化剂使呋喃与氨反应。
本发明提出一种吡咯，由上述制备方法制备而成。
本发明实施例的吡咯及其制备方法的有益效果是：以呋喃、氨为反应物、固体超强酸为催化剂进行反应制备吡咯，工艺流程简单。该制备方法采用负载硫酸根离子的金属氧化物为催化剂，可以相对较低的反应温度如360℃进行反应，较其他的吡咯制备方法的反应温度低，降低了生产难度。制得的吡咯的摩尔收率为98.5％、GC含量为99.8％，提高了产率，可批量生产。该制备方法采用来源广泛且价格低的呋喃作为原料，具有很大的经济效益。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明实施例4的吡咯的气相色谱图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
下面对本发明实施例的吡咯及其制备方法进行具体说明。
本发明实施例提供的一种吡咯的制备方法，包括：在水蒸气存在的条件下，以固体超强酸为催化剂使呋喃与氨反应。
吡咯又名氮杂茂，为五元杂环化合物，是许多重要生化物质的基本结构。吡咯的制备方法很多，工业上制备较多采用吡咯烷脱氢法，生产成本高，导致了吡咯价格的昂贵，目前市场售价约为30～35万元/吨，而且还不能大规模生产，限制了吡咯的应用及进一步发展。
本发明实施例中，以呋喃和氨为原料，在催化剂的存在下，反应生成吡咯。呋喃来源广泛且价格低，售价约为3万元/吨，因此由呋喃制备吡咯具有很大的经济效益。反应方程式如(1)：
由式(1)可知，呋喃与氨反应生成吡咯是氧原子置换反应，从结构式可知，呋喃为五元杂环化合物，具有大π键，结构稳定。通常需要在高温和高选择性的催化剂存在下完成反应。
通常由于催化剂活化时间的问题，催化剂的寿命较短，无法满足实际工业需要。而在反应中加入水蒸气，极大地延长了催化剂的活化时间，使得反应时间延长。
固体超强酸是一种新型催化材料，克服了液体酸的特点，具有容易与反应物分离、可重复使用、不腐蚀反应器、减少催化剂公害的优点。经发明人的研究发现，固体超强酸因其超强的酸性，在呋喃制备吡咯的反应中，显示出较高的活性。固体超强酸主要有负载型固体超强酸，是把液体超强酸负载于金属氧化物等一类；混合无机盐类，由无机盐复配而成；氟代磺酸化离子交换树脂；硫酸根离子酸性金属氧化物；负载金属氧化物的固体超强酸。硫酸根离子酸性金属氧化物因不含有卤原子，不会污染环境，可在高温下重复使用。
进一步地，在本发明较佳实施例中，固体超强酸包括负载有硫酸根离子的金属氧化物，负载硫酸根离子的金属氧化物包括TiO2、SnO2、Al2O3中的一种或多种，如SO42-/ZrO2-Al2O3、SO42-/ZrO2-TiO2、SO42-/ZrO2-SnO2-Al2O3、SO42-/ZrO2-Fe2O3-Cr2O3等。在本发明的实施例中，固体超强酸为SO42-/TiO2-SnO2-Al2O3型固体超强酸，其具有催化活性高、易与反应体系分离、方便回收和重复使用、不产生污染的特点。在本发明中，相比于其他硫酸根离子酸性金属氧化物，SO42-/TiO2-SnO2-Al2O3型固体超强酸重复使用性能好，更利于工业化应用。该SO42-/TiO2-SnO2-Al2O3型固体超强酸催化剂的活性载体负载于基础载体表面，活性载体含有与SO42-结合形成活性催化层的氧化物。其中，基础载体为Al2O3，活性载体为TiO2-SnO2。