从硝基苯制备对氨基苯酚的新工艺.pdf

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摘要
申请专利号:

CN90102989.0

申请日:

1990.11.26

公开号:

CN1061808A

公开日:

1992.06.10

当前法律状态:

终止

有效性:

无权

法律详情:

|||授权||||||公开

IPC分类号:

C25B3/04

主分类号:

C25B3/04

申请人:

化学工业部上海化工研究院;

发明人:

杨国华

地址:

200062上海市云岭东路30号

优先权:

专利代理机构:

上海化工专利事务所

代理人:

高式群

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内容摘要

本发明是反应釜中有外部强制循环的隔膜式电解槽的阴极室,通电后,在常压下控制阴极提供电子的速率,这样既可直接还原硝基苯又可控制硝基苯的还原深度。同时又能使硝基苯还原的中间产物羟基苯胺在电解槽中立即重排成对氨基苯酚的一步合成新工艺。本发明是可使用价廉易得的硝基苯为原料,不需价格昂贵的催化剂,所需的电耗也不大,工艺简单,无污染问题。本发明的生产成本低,仅为催化氢化的48~65%。

权利要求书

1: 一种对氨基苯酚的制造方法,把硝基苯12~15%(重量)的硫酸水溶液、表面活性剂放在带搅拌的反应釜中加热,反应温度为60~110℃,控制硝基苯的还原深度,将硝基苯转化为对氨基苯酚,经分离、用碱调节PH值,中和成对氨基苯酚晶体,本发明的特征是反应釜中有外部强制循环的隔膜式电解槽的阴极室,通电后,在常压下控制阴极提供电子的速率将硝基苯还原成羟基苯胺,在酸性介质中羟基苯胺立即重排成对氨基苯酚。
2: 据权利要求1所述的对氨基苯酚的制造方法,其特征在于:电解槽的阴极是固定的或可移动的。
3: 据权利要求1所述的对氨基苯酚的制造方法,其特征在于:电解槽的电极材料是铅、铜、不锈钢、钛。
4: 据权利要求1所述的对氨基苯酚的制造方法,其特征在于:电解槽隔膜材料是微孔玻璃、人造钢玉素烧瓷、微孔塑料、耐酸织物。
5: 据权利要求1所述的对氨基苯酚的制造方法,其特征在于:电解电流密度为340~3000安培/米 2 ,最佳的电流密度为800~1500安培/米 2 。
6: 据权利要求1所述的对氨基苯酚的制造方法,其特征在于:所用的表面活性剂是阳离子型、阴离子型、非离子型表面活性剂。

说明书


本发明是属于从硝基苯制备对氨基苯酚的新工艺。

    在已有技术中,从硝基苯催化氢化制备对氨基苯酚工艺,都是采用贵重金属催化剂如铂、钯等。生成中间产物羟基苯胺,然后在酸性介质中重排为对氨基苯酚。反应在催化剂及硫酸水溶液等酸性介质存在下一步完成,主要付产物是苯胺。

    如中国专利CN 85103667是在振荡式反应器或搅拌式反应釜中,用十二烷基三甲基溴化铵为表面活性剂,所用的加氢催化剂是经过甲醛或甲醇还原处理的铂/碳、铂-铑/碳或铂+其它贵金属/碳催化剂。典型的反应条件为80~110℃,氢气压力1.6~2.5公斤/厘米2,硫酸浓度14~18%,反应时间1~2小时,硝基苯转化率80%以上,对氨基苯酚比苯胺的选择性可达30∶1以上。虽然得到了较好的结果,但由于反应是在酸性介质中进行的,只好使用不被稀硫酸溶解的贵金属催化剂,以致产品成本较高。

    本发明的目的是通电后在常压下控制阴极提供电子的速率,这样既可直接还原硝基苯,又可控制硝基苯的还原深度。同时又能使硝基苯还原的中间产物羟基苯胺在电解槽中立即重排成对氨基苯酚的一步合成新工艺。避免使用价格昂贵的催化剂,简化了工艺,降低产品成本。

    本发明的工艺过程是把硝基苯、12~25%(重量)的硫酸水溶液、表面活性剂放在带搅拌的或外部有强制循环的隔膜式电解槽的阴极室内,加热至60~110℃,通电后,在常压下控制阴极提供电子的速率将硝基苯还原成羟基苯胺(苯胲),在酸性介质中羟基苯胺立即重排成对氨基苯酚。

    本发明地电解槽结构的特点是可以提高扩散效率,控制还原深度,提高得率。电解槽的阴极是固定的、可移动的。电解槽的电极材料为石墨或不溶于硫酸水溶液的重金属如铅、铜、不锈钢、钛等。电解槽的隔膜材料是微孔玻璃、人造钢玉素烧瓷、微孔塑料、耐酸织物等。

    在反应过程中控制电流密度,使其接近于工业水电解所采用的数值。电解电流密度为340~3000安培/米2,最佳的电流密度为800~1500安培/米2。这样可控制硝基苯的转化率,最高可达100%。硝基苯的转化率虽然不同,但均未发现苯胺的生成。

    本发明采用的表面活性剂,能乳化电解反应液,提高不溶于水的硝基苯的转化率,所用的表面活性剂是阳离子型、阴离子型、非离子型表面活性剂,如十二烷基三甲基氯化铵、十二烷基三甲基溴化铵,十六烷基三甲基氯化铵,十六烷基三甲基溴化铵,十五烷基溴化吡啶,十二烷基苯磺酸钠,十二烷基磺酸钠,十二烷基硫酸钠,脂肪酸聚氧乙烯醚,聚氧乙烯蓖麻油,聚乙二醇十二烷基酚醚等。

    本发明在分离产物的后处理过程中,可省去用有机溶剂多次提取反应液的精制操作步骤。只需用氨水调节反应液PH值至4~5。加活性炭进行水蒸汽蒸馏,控制蒸馏釜温度,防止反应液被水蒸汽过分稀释。加少量亚硫酸钠或焦亚硫酸钠防氧化。然后再用氨水中和至PH=7,冷却后即可得到白色或淡黄色粒状结晶。过滤水洗干燥后得米色粉状晶体,贮存于棕色并中无明显变色。

    对氨基苯酚是重要的有机中间体,广泛用于制药、染料、橡胶及感光材料等工业。

    本发明的效果是可使用价廉易得的硝基苯为原料,不需价格昂贵的贵金属催化剂。所需的电耗也不大,可一步合成对氨基苯酚,工艺简单,无污染问题。本发明的生产成本低,仅为催化氢化的48~65%。

    下面是本发明的实施例。

    实例1:在带有搅拌器的电解槽中加入120ml  14%(重量)硫酸水溶液,升温至90±2℃,向铅阴极室加入20ml硝基苯和100毫克十六烷基三甲溴化铵。搅动反应液使之乳化,通电电解,电流密度为1130安培/米2。按硝基苯完全还原成羟基苯胺所需电量控制电解反应时间。电解结束后,静置反应液无分层现象。用氨水调节PH值至4~5,加活性炭进行水蒸汽蒸馏,馏出液清净,未出现油状物。滤去活性炭后加少量亚硫酸钠防氧化,再用氨水中和至PH=7,冷却后得米色粒状对氨基苯酚结晶。

    本反应的硝基苯转化率达100%,对氨基苯酚得率为89.8%,未发现苯胺生成。

    实例2:在带有搅拌的电解槽中加入120毫升22%(重量)硫酸水溶液,升温至70±2℃,向铜阴极室加入20毫升硝基苯和100毫克十二烷基三甲基氯化铵。搅动反应液使之乳化,通电电解,电流密度为1415安培/米2。电解时间的控制方法和反应液后处理操作同实例1。

    本反应的硝基苯转化率达100%,对氨基苯酚得率为87.3%,未发现苯胺生成。

    实例3:在带有搅拌的电解槽中加入120毫升18%(重量)硫酸水溶液,升温至90±2℃,向不锈钢阴极室加入20毫升硝基苯和120毫克脂肪醇聚氧乙烯醚。搅动反应液使之乳化,通电电解,电流密度为1415安培/米2。电解时间的控制方法和反应液后处理操作同实例1。

    本反应的硝基苯转化率达100%,对氨基苯酚得率为91.0%,未发现苯胺生成。

    实例4:在带有搅拌的电解槽中加入120毫升16%(重量)硫酸水溶液,升温至80±2℃,向铅阴极室加入20毫升硝基苯和100毫克十二烷基苯磺酸钠。搅动反应液使之乳化,通电电解,电流密度为1140安培/米2。控制电解时间为硝基苯完全还原成羟基苯胺所需时间的90%,静止反应液,分离得未反应硝基苯1.3毫升,以后的后处理操作同实例1。

    本反应的硝基苯转化率为93.5%,对氨基苯酚得率为68.4%未发现苯胺生成。

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本发明是反应釜中有外部强制循环的隔膜式电解槽的阴极室,通电后,在常压下控制阴极提供电子的速率,这样既可直接还原硝基苯又可控制硝基苯的还原深度。同时又能使硝基苯还原的中间产物羟基苯胺在电解槽中立即重排成对氨基苯酚的一步合成新工艺。本发明是可使用价廉易得的硝基苯为原料,不需价格昂贵的催化剂,所需的电耗也不大,工艺简单,无污染问题。本发明的生产成本低,仅为催化氢化的4865。。

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