一种合成苯胺类化合物的方法是按硝基苯类化合物和溶剂按质量比0.01‑0.6：1，将硝基苯类化合物和溶剂加入反应釜混合后，再加入催化剂，形成悬浮液，其中催化剂与硝基苯类化合物的质量比为0.02‑0.2：1；将反应釜密封并用氢气吹洗后，维持氢气在常压条件下，在反应时间内的总进气量与硝基苯类化合物的摩尔比为1‑6.5：1，在搅拌条件下，加热反应体系至10‑50oC进行反应，反应时间20‑300min。本方法具有条件温和，绿色环保，成本低廉，操作简单，反应周期短，产物收率高，选择性好的优点。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种合成苯胺类化合物的方法，具体涉及一种使用负载型金属催化剂在常压下合成苯胺类化合物的方法。
技术介绍
苯胺类化合物是一类非常重要的化工原料和精细化工的中间体，被广泛应用于生物医药、染料、农药，橡胶助剂等领域。目前，苯胺类化合物主要通过硝基苯类化合物催化加氢的方法来制备，催化加氢又分为气相加氢法和液相加氢法。现有的硝基苯加氢制备苯胺的工艺中，两种催化加氢方法的反应温度均在200度以上，而且需要较高的氢气压力。因此，开发高效的合成路线，实现在常温常压下制备苯胺，具有非常重要的应用意义和经济价值。目前，已经有一些在低温下催化加氢硝基苯生成苯胺的专利报道。中国专利(申请号201410624359.6)公开了一种雷尼镍催化加氢合成苯胺类化合物的方法。在氢气为氢源下，液相体系中加入金属盐，使硝基苯类化合物催化加氢生成苯胺类化合物。该方法反应条件温和，反应效率高，但是雷尼镍催化剂活性成分为骨架镍，骨架镍在空气中易着火，不易保存，反应副产物多，产品收率低，而且反应中需要使用大量无机盐才能得到较高的收率，导致生产成本高。钯体系催化剂由于其独特的底物适应性，较高的反应活性和选择性而受到了广泛关注和应用。中国专利(申请号200610016558.4)公开了一种以超临界二氧化碳为介质，负载型钯催化剂在30-100℃，1-5MPa氢气压力下实现硝基苯加氢合成苯胺的方法，具有反应条件较温和、过程清洁、避免使用大量有机溶剂的优点，但由于超临界二氧化碳本身的性质，其存储和和使用过程都需要特定的条件，极大增加了操作难度。中国专利(申请号201010608855.4)公开了一种钯-碳纳米管催化剂，其在30-60℃，0.5-3MPa氢气压力下，展现出比传统钯-活性炭催化剂更高的催化硝基苯加氢活性和苯胺选择性。上面几种方法，或需要特殊介质，或需在较高温度或压力下实现高催化活性和选择性。碳化硅是一种半导体材料，具有热传导率高、热稳定性强、抗氧化及耐腐蚀等多种优异性能。本专利技术以碳化硅为载体提供一种催化合成苯胺类化合物的方法。本方法能够使硝基苯加氢反应在常压下进行，具有反应条件温和，操作简单，反应周期短，产物收率高，选择性好等特点。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种常压下催化还原硝基苯类化合物(式A)合成苯胺类化合物(式B)的方法，该方法绿色环保，成本低廉，操作简单，反应周期短，产物收率高。本专利技术提供的苯胺类化合物合成反应的方法，其具体过程如下：(1)按将硝基苯类化合物(式A)和溶剂按质量比(0.01-0.6)：1，将硝基苯类化合物和溶剂加入反应釜混合后，再加入催化剂，形成悬浮液，其中催化剂与硝基苯类化合物的质量比为0.02-0.2：1；结构式如下所示：式A、B中，R表示连接在苯环上的1、2或3个取代基，每个取代基各自独立地选自氢原子、卤素原子、C1-C10烷基、C2-C10烯基、C2-C10炔基、C6-C20芳基、-OR’、-OCF3、-NHR’、-C(＝O)OR’、-NHC(＝O)R’和-C(＝O)R’中的任意一种，所述R’为H、C1-C6烷基、C2-C6烯基、C2-C6炔基、苯基或苄基。如上所述的溶剂为水、甲醇、乙醇、异丙醇中的任意一种。(2)将反应釜密封并用氢气吹洗后，维持氢气在常压条件下，在反应时间内的总进气量与硝基苯类化合物的摩尔比为1-6.5：1。(3)在搅拌条件下，加热反应体系至10-50℃进行反应，反应时间20-300min。本专利技术的催化剂是负载型多相催化剂，其中催化剂包括载体，活性金属组分和助剂金属，按最终催化剂重量计，活性金属组分的质量分数为1％-20％，助剂金属组分的质量分数为0-10％，其余为载体；金属纳米颗粒的粒径小于200纳米。如上所述的载体为碳化硅；活性金属组分为钯、铂、钌、铑、铁、钴或镍中的任意一种或两种，助剂金属为金、银或铜中的任意一种。如上所述催化剂的制备方法参见中国专利(201410745484.2)，具体包括如下步骤：按照催化剂活性组分与助剂的组成比例，将含有活性组分的金属盐以及含有助剂组分的金属盐分别配置成水溶液，按催化剂组成，分别量取活性组分金属盐溶液和助剂组分金属盐溶液，并称取碳化硅，将其混合后，在室温下搅拌12h，蒸干，然后在110℃下干燥12h，最后将其置于管式炉中，在500℃下，用体积比为5:95的H2/Ar还原5h，气体流速为20mL/min。所述含有活性组分的金属盐以及含有助剂组分的金属盐水溶液的浓度如下：Pd(NO3)2·2H2O、H2PtCl6·6H2O、RuCl3、RhCl3、HAuCl4或AgNO溶液浓度为0.01mol/L；Fe(NO3)3·9H2O、Co(NO3)2·6H2O、Ni(NO3)2·6H2O或Cu(NO3)2·3H2O溶液浓度为0.03mol/L。本专利技术的合成方法是一种通用方法，适用于合成苯胺及其衍生物，对芳环上的多种官能团具有较高的容忍度。相应地，苯胺类化合物中的取代基的个数和种类也无特别限制。本专利技术的特点为反应条件温和，绿色环保，成本低廉，操作简单，反应周期短，产物收率高，选择性好。如果提高反应系统压力或温度，反应速率可进一步提升。具体实施实例实施例1取11.3mL Pd(NO3)2·2H2O水溶液(0.01mol/L)，并称取0.388g碳化硅，混合后，在室温下搅拌12h，蒸干，然后在110℃下干燥12h，最后将其置于管式炉中，在500℃下，用H2/Ar(体积比为5:95)还原5h，气体流速为20mL/min，可得到0.4g负载量为3wt％的碳化硅负载的金属钯催化剂，其中钯纳米颗粒粒径为5纳米。将0.7g硝基苯和10mL无水乙醇按照0.09的质量比混合后，加入0.05g上述催化剂(催化剂与硝基苯的质量比为0.071)，形成悬浮液，然后转移至反应釜中，将反应釜密封并用氢气吹洗后，维持氢气在常压条件下流速为10mL/min(50min内的总进气量与硝基苯的摩尔比约为3.93)，在搅拌条件下，加热反应体系至20℃，反应50min。其中硝基苯转化率为84％，苯胺选择性为100％。实施例2取28.2ml Pd(NO3)2·2H2O水溶液(0.01mol/L)和2.6ml HAuCl4水溶液(0.01mol/L)，并称取0.965g碳化硅，混合后，在室温下搅拌12h，蒸干，然后在110℃下干燥12h，最后将其置于管式炉中，在500℃下，用H2/Ar(体积比为5:95)还原5h，气体流速为20mL/min，可得到1g负载量钯为3wt％、金为0.5wt％的碳化硅负载的金属钯-金催化剂，其中钯-金双金属纳米颗粒粒径为7纳米。将3g对硝基三氟甲氧基苯和10mL无水乙醇按照0.38的质量比混合后，加入0.1g上述催化剂(催化剂与对硝基三氟甲氧基苯的质量比约为0.033)，形成悬浮液，然后转移至反应釜中，将反应釜密封并用氢气吹洗后，维持氢气在常压条件下流速为20mL/min(80min内的总进气量与对硝基三氟甲氧基苯的摩尔比约为4.93)，在搅拌条件下，加热反应体系至40℃，反应时间80min。其中对硝基三氟甲氧基苯转化率为100％，对氨基三氟甲氧基苯选择性为100％。实施例3取6.2ml H2PtCl6·6H2O水溶液(0.01本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种合成苯胺类化合物的方法，其特征在于包括如下步骤：(1)按硝基苯类化合物和溶剂按质量比0.01‑0.6：1，将硝基苯类化合物和溶剂加入反应釜混合后，再加入催化剂，形成悬浮液，其中催化剂与硝基苯类化合物的质量比为0.02‑0.2：1；(2)将反应釜密封并用氢气吹洗后，维持氢气在常压条件下，在反应时间内的总进气量与硝基苯类化合物的摩尔比为1‑6.5：1；(3)在搅拌条件下，加热反应体系至10‑50℃进行反应，反应时间20‑300min。
【技术特征摘要】
1.一种合成苯胺类化合物的方法，其特征在于包括如下步骤：(1)按硝基苯类化合物和溶剂按质量比0.01-0.6：1，将硝基苯类化合物和溶剂加入反应釜混合后，再加入催化剂，形成悬浮液，其中催化剂与硝基苯类化合物的质量比为0.02-0.2：1；(2)将反应釜密封并用氢气吹洗后，维持氢气在常压条件下，在反应时间内的总进气量与硝基苯类化合物的摩尔比为1-6.5：1；(3)在搅拌条件下，加热反应体系至10-50℃进行反应，反应时间20-300min。2.如权利要求1所述的一种合成苯胺类化合物的方法，其特征在于硝基苯类化合物结构式如下所示：式中R表示连接在苯环上的1、2或3个取代基，每个取代基各自独立地选自氢原子、卤素原子、C1-C10烷基、C2-C10烯基、C2-C10炔基、C6-C20芳基、-OR’、-OCF3、-NHR’、-C(＝O)OR’、-NHC(＝O)R’和-C(＝O)R’中的任意一种，所述R’为H、C1-C6烷基、C2-C6烯基、C2-C6炔基、苯基或苄基。3.如权利要求1所述的一种合成苯胺类化合物的方法，其特征在于所述的溶剂为水、甲醇、乙醇、异丙醇中的任意一种。4.如权利要求1-3任一项所述方法中使用的催化剂，其特征在于催化剂是负载型多相催化剂，其中催化剂包括载体，活性金属组分和助剂金属，按最终催化剂重量计，活性金属组分的质量...
【专利技术属性】
技术研发人员：郭向云，郭晓宁，郝彩红，
申请(专利权)人：中国科学院山西煤炭化学研究所，
类型：发明
国别省市：山西;14
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