高纯度对硝基苯胺的制备方法.pdf

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摘要
申请专利号:

CN200910034221.X

申请日:

2009.09.02

公开号:

CN102001952A

公开日:

2011.04.06

当前法律状态:

驳回

有效性:

无权

法律详情:

发明专利申请公布后的驳回IPC(主分类):C07C 211/52申请公布日:20110406|||实质审查的生效IPC(主分类):C07C 211/52申请日:20090902|||公开

IPC分类号:

C07C211/52; C07C209/10; B01J31/02; C01C1/16

主分类号:

C07C211/52

申请人:

南化集团研究院

发明人:

袁俊秀; 赵思远; 戴杰; 金汉强; 杨爱军; 王燕

地址:

210048 江苏省南京市六合区大厂葛关路699号

优先权:

专利代理机构:

南京天翼专利代理有限责任公司 32112

代理人:

汤志武

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内容摘要

本发明属于精细化工领域,涉及到对硝基氯苯生产高纯度对硝基苯胺的方法。以对硝基氯苯、氨水、相转移催化剂为原料,通过氨解反应制备对硝基苯胺,对硝基氯苯和氨水物质的量之比为1∶5~1∶50,相转移催化剂的添加量为原料对硝基氯苯质量的0~15%;温度100~200℃,压力1.0~6.0MPa,反应时间5~10h;氨解生成对硝基苯胺。本发明方法不仅反应条件温和,产生的废水量少,而且制得的对硝基苯胺不需要提纯处理纯度可达98.0%以上,得率大于96.0%。整个工艺过程不仅安全环保,而且能耗低、成本低、收益高。

权利要求书

1.一种高纯度对硝基苯胺的制备方法,是以对硝基氯苯、氨水、相转移催化剂为原料,通过氨解反应制备对硝基苯胺,其特征是:在相转移催化剂存在条件下,对硝基氯苯、氨水为原料发生氨解反应,对硝基氯苯和氨水物质的量之比为1∶5~1∶50,相转移催化剂的添加量为原料对硝基氯苯质量的0~15%;氨解温度为100~200℃,反应压力为1.0~6.0Mpa,反应时间为5~10h;氨解生成对硝基苯胺,反应液经分离制得对硝基苯胺。2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于相转移催化剂为四丁基溴化胺、四丁基氯化胺、四丙基溴化铵、十六烷基三乙基溴化铵、十六烷基三甲基氯化铵、四丁基氢氧化铵、四乙基氯化铵中的一种或者几种的混合物。3.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于反应液采用冷却结晶的方法分离出对硝基苯胺,结晶温度控制在0~50℃。4.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于结晶母液和溶于其中的相转移催化剂充氨后作为反应液氨水重复使用,重复次数为2~10次5.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于重复使用数次后的结晶母液经过活性炭脱色、浓缩结晶制备氯化铵工业品。

说明书

高纯度对硝基苯胺的制备方法

技术领域:本发明属于精细化工领域,涉及到对硝基氯苯胺化生产高纯度对硝基苯胺的方法。

背景技术:对硝基苯胺是一种重要的有机化工原料,主要用作偶氮染料中间体、农药和兽药的中间体,并可用于制造对苯二胺,后者用作高强度聚合物的中间体。目前国内生产厂家普遍采用氨解法生产对硝基苯胺:将对硝基氯化苯、浓氨水于高压釜中140~175℃、4.0~5.5MPa的条件下反应15~20h,生成对硝基苯胺,经结晶、过滤、水洗、烘干后制得成品。该生产工艺存在着产品质量不稳定,反应周期长,生产能耗高,设备性能要求高等缺点。

林副钦等研究了以硫酸铜和醋酸钠为催化剂,以甲酰胺为溶剂,采用常压通氨的方法对单硝基卤代苯进行氨化,反应温度为135℃,虽然反应条件较为温和,但单程转化率不高。而且该工艺用较贵的甲酰胺作为溶剂,增加了反应成本。

湘潭大学的吴立城等人研究了单硝基苯胺类化合物在相转移催化条件下的催化合成。在相转移催化剂(四丁基氯化铵、四丁基溴化铵、十六烷基三甲基氯化铵、苯基三乙基氯化铵、聚乙二醇600)存在条件下,以氨水或者低级胺(甲酰胺、二甲酰胺、二乙酰胺)的水溶液为原料,进行单硝基氯苯的氨化反应制备单硝基苯胺的研究,该工艺在一定程度上缓和了氨化反应条件,但是反应时间仍然需要10~14h,而且该工艺对硝基苯胺的整体收率不高,最高92.7%,最低16.7%,整个工艺过程单硝基氯化苯没有完全转化,生成的对硝基氯化苯还需要用碱洗、水洗,水蒸汽蒸馏等一系列工序除去未反应的单硝基氯化苯。

吴新坚等人也研究了相转移催化法合成对硝基苯胺的工艺。在高压反应釜中投入规定量的对硝基氯化苯、氨水、相转移催化剂和助催化剂,将反应混合物升温至试验压力至规定时间反应,反应结束后通过降温过滤、水洗、烘干等工序得到产品对硝基苯胺。相转移催化剂选择为TBAB、TBAC、BTEAC、BTMAB。通过研究发现相转移催化剂的加入在一定程度上降低了反应时间和反应压力,缓和了反应条件,但是整个工艺过程对硝基苯胺最好的收率才达到94%左右,纯度为96%左右,而且此工艺中还需要加入催化助剂,这在一定程度上增加了生产成本和催化剂的分离回收难度。

发明内容:本发明的目的在于克服以上技术不足,提供一种反应条件缓和易于操作、产品收率高、纯度好、产生废水量最少对环境友好的,而且适合工业化大规模生产的高纯度对硝基苯胺制备方法。

本发明是这样来实现的:以对硝基氯苯、氨水、相转移催化剂为原料,通过氨解反应制备对硝基苯胺,其特征是:在相转移催化剂存在条件下,对硝基氯苯、氨水为原料发生氨解反应,对硝基氯苯和氨水物质的量之比为1∶5~1∶50,相转移催化剂的添加量为原料对硝基氯苯质量的0~15%;氨解温度为100~200℃,反应压力为1.0~6.0Mpa,反应时间为5~10h;氨解生成对硝基苯胺,反应液经分离制得对硝基苯胺。

一般地,本发明的制备方法是在高压反应釜中加入对硝基氯苯、氨水(重量百分含量为18%~35%)和相转移催化剂,可以通入一定量的氨气增加氨水的浓度,搅拌下加热到反应温度反应;相转移催化剂的种类为四丁基溴化胺、四丁基氯化胺、四丙基溴化铵、十六烷基三乙基溴化铵、十六烷基三甲基氯化铵、四丁基氢氧化铵、四乙基氯化铵中的一种或者几种的混合物;反应结束后通冷却水使反应液冷却,通过冷却结晶使对硝基苯胺和母液分离,结晶温度控制在0~50℃;结晶母液和溶于其中的相转移催化剂充氨后作为反应液氨水重复使用,重复次数为2~10次,重复使用数次后的母液经过活性炭脱色、浓缩结晶处理制备氯化铵工业品。

本发明方法不仅反应条件温和,产生的废水量少,而且制得的对硝基苯胺不需要提纯处理纯度可达98.0%以上,得率大于96.0%。整个工艺过程不仅安全环保,而且能耗低、成本低、收益高。

具体实施方式:下面结合实施例说明本发明的详细制备方法。

实施例1

在高压反应釜中加入31.5g对硝基氯苯、3.2g四丁基溴化铵、400mL氨水(浓度为26%),加热搅拌,反应温度控制在160℃~180℃,反应10h,反应结束后通冷却水冷却至5℃,结晶过滤得对硝基苯胺,80℃烘干得对硝基苯胺成品,气相色谱分析对硝基苯胺纯度为99.5%,收率为97.4%。

实施例2

在高压反应釜中加入63.0g对硝基氯苯、300mL氨水(浓度为30%),加热搅拌,反应温度控制在170℃~180℃,反应8h,反应结束后通冷却水降至常温,结晶过滤得对硝基苯胺,80℃烘干得对硝基苯胺成品,气相色谱分析对硝基苯胺纯度为99.7%,收率为96.5%。

实施例3

在高压反应釜中加入31.5g对硝基氯苯、1.6g四丁基氯化铵、400mL氨水(浓度为25%),加热搅拌,反应温度控制在160℃~180℃,反应10h,反应结束后通冷却水冷却至5℃,结晶过滤得对硝基苯胺,80℃烘干得对硝基苯胺成品,气相色谱分析对硝基苯胺纯度为98.5%,收率为97.0%。

实施例4

在高压反应釜中加入47.3g对硝基氯苯、300mL过滤液(第三次套用液),充氨,控制氨气压力为0.2MP,通入氨气至压力不降为止,充氨结束后,加热搅拌,反应温度控制在160℃~180℃,反应10h,反应结束后通冷却水降至常温,结晶过滤得对硝基苯胺,80℃烘干得对硝基苯胺成品,气相色谱分析对硝基苯胺纯度为99.9%,收率为99.8%。

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1、10申请公布号CN102001952A43申请公布日20110406CN102001952ACN102001952A21申请号200910034221X22申请日20090902C07C211/52200601C07C209/10200601B01J31/02200601C01C1/1620060171申请人南化集团研究院地址210048江苏省南京市六合区大厂葛关路699号72发明人袁俊秀赵思远戴杰金汉强杨爱军王燕74专利代理机构南京天翼专利代理有限责任公司32112代理人汤志武54发明名称高纯度对硝基苯胺的制备方法57摘要本发明属于精细化工领域,涉及到对硝基氯苯生产高纯度对硝基苯胺的方法。以。

2、对硝基氯苯、氨水、相转移催化剂为原料,通过氨解反应制备对硝基苯胺,对硝基氯苯和氨水物质的量之比为15150,相转移催化剂的添加量为原料对硝基氯苯质量的015;温度100200,压力1060MPA,反应时间510H;氨解生成对硝基苯胺。本发明方法不仅反应条件温和,产生的废水量少,而且制得的对硝基苯胺不需要提纯处理纯度可达980以上,得率大于960。整个工艺过程不仅安全环保,而且能耗低、成本低、收益高。51INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书2页CN102001962A1/1页21一种高纯度对硝基苯胺的制备方法,是以对硝基氯苯、氨水、相转移催化剂为原料,通。

3、过氨解反应制备对硝基苯胺,其特征是在相转移催化剂存在条件下,对硝基氯苯、氨水为原料发生氨解反应,对硝基氯苯和氨水物质的量之比为15150,相转移催化剂的添加量为原料对硝基氯苯质量的015;氨解温度为100200,反应压力为1060MPA,反应时间为510H;氨解生成对硝基苯胺,反应液经分离制得对硝基苯胺。2根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于相转移催化剂为四丁基溴化胺、四丁基氯化胺、四丙基溴化铵、十六烷基三乙基溴化铵、十六烷基三甲基氯化铵、四丁基氢氧化铵、四乙基氯化铵中的一种或者几种的混合物。3根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于反应液采用冷却结晶的方法分离出对硝基苯胺,结晶温度控制在。

4、050。4根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于结晶母液和溶于其中的相转移催化剂充氨后作为反应液氨水重复使用,重复次数为210次5根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于重复使用数次后的结晶母液经过活性炭脱色、浓缩结晶制备氯化铵工业品。权利要求书CN102001952ACN102001962A1/2页3高纯度对硝基苯胺的制备方法0001技术领域本发明属于精细化工领域,涉及到对硝基氯苯胺化生产高纯度对硝基苯胺的方法。0002背景技术对硝基苯胺是一种重要的有机化工原料,主要用作偶氮染料中间体、农药和兽药的中间体,并可用于制造对苯二胺,后者用作高强度聚合物的中间体。目前国内生产厂家普遍采用氨解法生。

5、产对硝基苯胺将对硝基氯化苯、浓氨水于高压釜中140175、4055MPA的条件下反应1520H,生成对硝基苯胺,经结晶、过滤、水洗、烘干后制得成品。该生产工艺存在着产品质量不稳定,反应周期长,生产能耗高,设备性能要求高等缺点。0003林副钦等研究了以硫酸铜和醋酸钠为催化剂,以甲酰胺为溶剂,采用常压通氨的方法对单硝基卤代苯进行氨化,反应温度为135,虽然反应条件较为温和,但单程转化率不高。而且该工艺用较贵的甲酰胺作为溶剂,增加了反应成本。0004湘潭大学的吴立城等人研究了单硝基苯胺类化合物在相转移催化条件下的催化合成。在相转移催化剂四丁基氯化铵、四丁基溴化铵、十六烷基三甲基氯化铵、苯基三乙基氯化。

6、铵、聚乙二醇600存在条件下,以氨水或者低级胺甲酰胺、二甲酰胺、二乙酰胺的水溶液为原料,进行单硝基氯苯的氨化反应制备单硝基苯胺的研究,该工艺在一定程度上缓和了氨化反应条件,但是反应时间仍然需要1014H,而且该工艺对硝基苯胺的整体收率不高,最高927,最低167,整个工艺过程单硝基氯化苯没有完全转化,生成的对硝基氯化苯还需要用碱洗、水洗,水蒸汽蒸馏等一系列工序除去未反应的单硝基氯化苯。0005吴新坚等人也研究了相转移催化法合成对硝基苯胺的工艺。在高压反应釜中投入规定量的对硝基氯化苯、氨水、相转移催化剂和助催化剂,将反应混合物升温至试验压力至规定时间反应,反应结束后通过降温过滤、水洗、烘干等工序。

7、得到产品对硝基苯胺。相转移催化剂选择为TBAB、TBAC、BTEAC、BTMAB。通过研究发现相转移催化剂的加入在一定程度上降低了反应时间和反应压力,缓和了反应条件,但是整个工艺过程对硝基苯胺最好的收率才达到94左右,纯度为96左右,而且此工艺中还需要加入催化助剂,这在一定程度上增加了生产成本和催化剂的分离回收难度。0006发明内容本发明的目的在于克服以上技术不足,提供一种反应条件缓和易于操作、产品收率高、纯度好、产生废水量最少对环境友好的,而且适合工业化大规模生产的高纯度对硝基苯胺制备方法。0007本发明是这样来实现的以对硝基氯苯、氨水、相转移催化剂为原料,通过氨解反应制备对硝基苯胺,其特征。

8、是在相转移催化剂存在条件下,对硝基氯苯、氨水为原料发生氨解反应,对硝基氯苯和氨水物质的量之比为15150,相转移催化剂的添加量为原料对硝基氯苯质量的015;氨解温度为100200,反应压力为1060MPA,反应时间为510H;氨解生成对硝基苯胺,反应液经分离制得对硝基苯胺。0008一般地,本发明的制备方法是在高压反应釜中加入对硝基氯苯、氨水重量百分含量为1835和相转移催化剂,可以通入一定量的氨气增加氨水的浓度,搅拌下加热到反应温度反应;相转移催化剂的种类为四丁基溴化胺、四丁基氯化胺、四丙基溴化铵、说明书CN102001952ACN102001962A2/2页4十六烷基三乙基溴化铵、十六烷基三。

9、甲基氯化铵、四丁基氢氧化铵、四乙基氯化铵中的一种或者几种的混合物;反应结束后通冷却水使反应液冷却,通过冷却结晶使对硝基苯胺和母液分离,结晶温度控制在050;结晶母液和溶于其中的相转移催化剂充氨后作为反应液氨水重复使用,重复次数为210次,重复使用数次后的母液经过活性炭脱色、浓缩结晶处理制备氯化铵工业品。0009本发明方法不仅反应条件温和,产生的废水量少,而且制得的对硝基苯胺不需要提纯处理纯度可达980以上,得率大于960。整个工艺过程不仅安全环保,而且能耗低、成本低、收益高。0010具体实施方式下面结合实施例说明本发明的详细制备方法。0011实施例10012在高压反应釜中加入315G对硝基氯苯。

10、、32G四丁基溴化铵、400ML氨水浓度为26,加热搅拌,反应温度控制在160180,反应10H,反应结束后通冷却水冷却至5,结晶过滤得对硝基苯胺,80烘干得对硝基苯胺成品,气相色谱分析对硝基苯胺纯度为995,收率为974。0013实施例20014在高压反应釜中加入630G对硝基氯苯、300ML氨水浓度为30,加热搅拌,反应温度控制在170180,反应8H,反应结束后通冷却水降至常温,结晶过滤得对硝基苯胺,80烘干得对硝基苯胺成品,气相色谱分析对硝基苯胺纯度为997,收率为965。0015实施例30016在高压反应釜中加入315G对硝基氯苯、16G四丁基氯化铵、400ML氨水浓度为25,加热搅拌,反应温度控制在160180,反应10H,反应结束后通冷却水冷却至5,结晶过滤得对硝基苯胺,80烘干得对硝基苯胺成品,气相色谱分析对硝基苯胺纯度为985,收率为970。0017实施例40018在高压反应釜中加入473G对硝基氯苯、300ML过滤液第三次套用液,充氨,控制氨气压力为02MP,通入氨气至压力不降为止,充氨结束后,加热搅拌,反应温度控制在160180,反应10H,反应结束后通冷却水降至常温,结晶过滤得对硝基苯胺,80烘干得对硝基苯胺成品,气相色谱分析对硝基苯胺纯度为999,收率为998。说明书CN102001952A。

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