技术领域
本发明涉及化学试剂领域,特别是一种环保试剂对氨基-N,N-二甲 基苯胺盐酸盐的制备方法。
背景技术
由于一些自然界中的物质中含有硫化物,造成采用这些物质作为原 材料的某些工矿企业,如焦化、造气、选矿、造纸、印染和制革等企业 的工业废水和废气中不可避免地含有硫化物或硫化氢。这些含硫物质逸 散于空气中会产生臭味,毒性很大,不仅污染环境,而且它能与人体内 细胞色素作用,造成细胞组织缺氧,危及人的生命。因此测定硫化物含 量是环保监测中一项重要监测项目。但测定所使用的试剂对氨基-N,N- 二甲基苯胺盐酸盐(分子式:C8H12N2·2ClH),在溶解性能和灵敏度方面 都必须具有高质量,否则会造成误差大,达不到环保监测的目的。已有 采用甲基橙还原法制备对氨基-N,N-二甲基苯胺,但此方法的反应所需 溶液体积较大,中和、碱化及提取较困难,而且产量较少,操作繁琐, 成本高,不宜采用。
发明内容
本发明的目的是提供一种合成高纯度对氨基-N,N-二甲基苯胺盐酸 盐的制备方法,该制备方法稳定可靠,简便易行,所制得的对氨基-N,N- 二甲基苯胺盐酸盐品质优良,可满足环保监测的特殊需求。
本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的:
一种对氨基-N,N-二甲基苯胺盐酸盐的制备方法,该制备方法包括 以下步骤:
(1).亚硝化反应步骤:
将二甲基苯胺和浓盐酸混合后冷却至0~5℃,加入亚硝酸钠水溶 液,在温度0~10℃时反应1~1.5小时;
(2).还原反应步骤:
在步骤(1)的反应液中加入浓盐酸、水和锌粉,反应至反应液变为灰 白色,维持反应液温度为20~30℃;
(3).纯化反应步骤:
步骤(2)的反应液中加入氢氧化钠水溶液调至强碱性,加入溶剂苯萃 取反应液,萃取液加热蒸去苯-水共沸混合物,残留物减压蒸馏得到对氨 基-N,N-二甲基苯胺;
(4).成盐步骤:
用干苯将对氨基-N,N-二甲基苯胺溶解,在溶液中通入氯化氢气体 至饱和,过滤后得到的沉淀经干燥后得到对氨基-N,N-二甲基苯胺盐酸 盐成品。
而且,所述的步骤(1)中的二甲基苯胺和浓盐酸的重量体积比为3~ 5∶10~18,克/毫升;
而且,所述的步骤(1)中的亚硝酸钠水溶液的浓度为37.5%。
而且,所述的步骤(2)中浓盐酸与水的体积比为1∶1。
而且,所述的步骤(2)中浓盐酸与锌粉的体积重量比为15~16∶4, 毫升/克。
而且,所述的步骤(3)中的氢氧化钠水溶液的浓度为20~25%。
本发明的优点及有益效果为:
1.本制备方法在亚硝化和还原过程中,反应液应用浓盐酸保持强酸 性,这样可保证反应的顺利进行,而且反应完全彻底。
2.本制备方法在制备对氨基-N,N-二甲基苯胺盐酸盐的反应中,所 使用的溶剂为干苯,即先把苯用少量金属钠干燥,除水后再使用,避免 苯溶剂中的微量水影响产品的外观和质量。
3.本制备方法在制备对氨基-N,N-二甲基苯胺盐酸盐时,将对氨基 -N,N-二甲基苯胺溶解在溶剂中,通入氯化氢至饱和,析出沉淀经干燥 得到成品,成品具有纯度好,灵敏度高的优点,经试验适用于环保监测。
成品具有纯度好,灵敏度高的优点。如果将对氨基-N,N-二甲基苯 胺加入到适量的盐酸中,经脱色、过滤、浓缩、结晶,也可制备出对氨 基-N,N-二甲基苯胺盐酸盐,但得到的产品颜色较差,杂质较多,影响 环保监测的结果
4.本发明的技术解决方案是用二甲基苯胺先亚硝化,再还原生成对 氨基-N,N-二甲基苯胺,经纯化后再与氯化氢反应,即可制备出高纯度 的对氨基-N,N-二甲基苯胺盐酸盐。其具有工艺稳定可靠、易于操作、 成本低的优点,特别是产品品质优良,纯度好,灵敏度高,满足环保监 测中高标准的特殊要求。
具体实施方式
以下结合实施例做进一步详述,以下实施例只是描述性的,不是限 定性的,不能以此限定本发明的保护范围。
实施例1
(1).亚硝化反应步骤:在10升的三口烧瓶中,搅拌下加入300g二甲基 苯胺和1000ml浓盐酸,用冰盐冷却至0~5℃。在强搅拌下,滴加180g亚 硝酸钠和300ml水配成的亚硝酸钠水溶液。反应温度维持在0~5℃。加 完亚硝酸钠水溶液后,再继续搅拌1.5小时。
(2).还原反应步骤:在上述溶液中加入1500ml浓盐酸和1500ml水, 搅拌下分批加入400g锌粉,每次加入锌粉量以锌粉不逸出为准。反应温 度维持在25~30℃,搅拌反应3小时,至完全反应,溶液变成灰白色, 将此溶液冷却。
(3).纯化反应步骤:向上述溶液中加入25%的氢氧化钠水溶液至强碱 性,pH为14。用1000ml苯萃取该溶液。所得萃取液不经干燥,直接蒸去 苯-水共沸混合物。将残留物进行减压蒸馏,收集126~130℃/14~ 16mmHg的馏分,即得对氨基-N,N-二甲基苯胺。
(4).成盐步骤:向对氨基-N,N-二甲基苯胺中添加干苯,至对氨基 -N,N-二甲基苯胺全溶。向溶液中通入干燥的氯化氢气体至饱和。滤出 沉淀,干燥即得成品高纯度对氨基-N,N-二甲基苯胺盐酸盐。
实施例2
(1).亚硝化反应步骤:在5升的三口烧瓶中,搅拌下加入180g二甲基 苯胺和630ml浓盐酸,用冰盐冷却至0~5℃。在强搅拌下,滴加108g亚 硝酸钠和180ml水配成的亚硝酸钠水溶液。反应温度维持在0~5℃。加 完亚硝酸钠水溶液后,继续再搅拌1.5小时。
(2).还原反应步骤:在上述溶液中加入940ml浓盐酸和940ml水,搅 拌下分批加入235g锌粉,每次加入锌粉量以锌粉不逸出为准。反应温度 维持在25~30℃,搅拌反应3小时,至完全反应,溶液变成灰白色,将 此溶液冷却。
(3).纯化反应步骤:向上述溶液中加入25%的氢氧化钠水溶液至强碱 性,pH为14。用650ml苯萃取该溶液。所得萃提取液不经干燥,直接蒸 去苯-水共沸混合物。将残留物进行减压蒸馏,收集126~130℃/14~ 16mmHg的馏分,即得对氨基-N,N-二甲基苯胺。
(4).成盐步骤:向对氨基-N,N-二甲基苯胺中添加干苯,至对氨基 -N,N-二甲基苯胺全溶。向溶液中通入干燥的氯化氢气体至饱和。滤出 沉淀,干燥即得成品高纯度对氨基-N,N-二甲基苯胺盐酸盐。
实施例3
(1).亚硝化反应步骤:在1升的三口烧瓶中,搅拌下加入75g二甲基苯 胺和270ml浓盐酸,用冰盐冷却至0~5℃。在强搅拌下,滴加45g亚硝酸 钠和75ml水配成的亚硝酸钠水溶液。反应温度维持在5~8℃。加完亚硝 酸钠水溶液后,继续再搅拌1小时。
(2).还原反应步骤:在上述溶液中加入400ml浓盐酸和400ml水,搅 拌下分批加入400g锌粉,每次加入锌粉量以锌粉不溢出为准。反应温度 维持在20~25℃,搅拌2.5小时至完全反应,溶液变成灰白色,将此溶液 冷却。
(3).纯化反应步骤:向上述溶液中加入20%的氢氧化钠水溶液至强碱 性,pH为14。用300ml苯萃取该溶液。所得萃提取液不经干燥,直接蒸 去苯-水共沸混合物。将残留物进行减压蒸馏,收集164~165℃ /43mmHg的馏分,即得对氨基-N,N-二甲基苯胺。
(4).成盐步骤:向对氨基-N,N-二甲基苯胺中添加干苯,至对氨基 -N,N-二甲基苯胺全溶。向溶液中通入干燥的氯化氢气体至饱和。滤出 沉淀,干燥即得成品高纯度对氨基-N,N-二甲基苯胺盐酸盐。