2,5-二甲基对苯二胺的合成方法技术

本发明专利技术提供2,5‑二甲基对苯二胺的合成方法，按照对氨基苯磺酸重氮化、偶合、还原分解三步进行，该合成方法充分利用对氨基苯磺酸形成的重氮盐与2,5‑二甲基苯胺偶合得到一单偶氮染料，再将形成的偶氮基还原破坏，达到在苯环的指定位置引入氨基的目的，从而改变了传统的利用硝化、还原的方式在苯环上引入氨基的生产过程。而且在特定条件下，在还原分解后的反应混合物中，将2,5‑二甲基对苯二胺全部分离出来，而对氨基苯磺酸以钠盐的形式溶解在母液中，经缩浓、酸化后重新应用到下一批的重氮化过程中。本方法杜绝了大量三废的排放，保护了环境；避开了硝化工序，反应平稳，操作安全可靠；由于大部分对氨基苯磺酸的回收利用，降低了生产成本。

Synthesis of 2,5-dimethyl-p-phenylenediamine

【技术实现步骤摘要】
2,5-二甲基对苯二胺的合成方法
本专利技术涉及有机化学领域，具体涉及一种2,5-二甲基对苯二胺的合成方法。
技术介绍
2,5-二甲基对苯二胺原来主要作为合成黄色高档有机颜料的中间体，近几年，由于应用领域的不断扩大，特别是毛发染色应用的迅猛发展，使2,5-二甲基对苯二胺市场的需求量逐年升高，不仅国内，国外客户对该产品的需求也在迅速提高，使该产品的年需求量由过去的200吨，迅速提高至500吨。现有的主流合成工艺为：1.乙酰化：2.硝化：3.还原：4.水解：该方法分四步进行，生产工艺操作复杂，工艺流程长，三废多，特别是废水的排放量大，生产出来的产品在干燥过程中，极易氧化为黑褐色，很难满足国外客户的需要，因此，2,5-二甲基对苯二胺合成方法的应用与研发成为业内企业关注的重点，技术的优劣直接决定2,5-二甲基对苯二胺产品的市场竞争力。
技术实现思路
本专利技术的目的是开发一种新的合成工艺，能够缩短工艺流程，降低原料成本及生产费用，消除三废对环境的影响，提高产品质量。本专利技术的技术方案是：2,5-二甲基对苯二胺的合成方法，按照下述步骤进行：1.对氨基苯磺酸重氮化：2.偶合：3.还原分解：本专利技术的技术构思为：首先，对氨基苯磺酸的重氮化工艺比较成熟，在水相介质下稀盐酸的存在下用亚硝酸钠很容易的完成，接下来，申请人发现对氨基苯磺酸重氮盐与2,5-二甲基苯胺的偶合在良好的搅拌作用下也很容易的进行。关于偶氮基的裂解一些文献和专利有较多的报道，如氧化裂解、臭氧氧化裂解、铁粉还原裂解、加氢还原裂解、氧化裂解较复杂，生成的副产品较多，不易采用，铁粉还原裂解产生的铁泥废渣对环境有污染，也不易采用，最后我们选定加氢还原将单偶氮染料偶氮基进行裂解。最终反应产生的混合物主要是对氨基苯磺酸和2,5-二甲基对苯二胺，两者的物理性质有着较大的差别，对氨基苯磺酸在碱性介质以对氨基苯磺酸钠的形式溶解在水中，很难析出，而2,5-二甲基对苯二胺在低温下呈结晶体析出，因此，很容易将2,5-二甲基对苯二胺从混合物中分离出来，而母液中的对氨基苯磺酸钠经缩浓，酸化后重新转化为对氨基苯磺酸，继续应用到下一批的生成中。本专利技术具有的优点和积极效果是：该合成方法充分利用对氨基苯磺酸形成的重氮盐与2,5-二甲基苯胺偶合得到一单偶氮染料，再将形成的偶氮基还原破坏，达到在苯环的指定位置引入氨基的目的，从而改变了传统的利用硝化、还原的方式在苯环上引入氨基的生产过程。而且在特定条件下，在还原分解后的反应混合物中，将2,5-二甲基对苯二胺全部分离出来，而对氨基苯磺酸以钠盐的形式溶解在母液中，经缩浓、酸化后重新应用到下一批的重氮化过程中。本专利技术填补了通过偶氮基的还原分解在芳环中引入氨基这一领域的空白，拓宽了在芳环引入氨基新的途经，为其他芳胺的制备奠定了理论基础。具体实施方式本专利技术的2,5-二甲基对苯二胺的合成方法1.对氨基苯磺酸重氮化：在装有搅拌、温度计、冷却装置的1000ml四口瓶中加入320ml水，启动搅拌，加入46.2g100％对氨基苯磺酸，35ml30％的盐酸，50g碎冰，用外冷却装置冷却至0℃，控制温度在0-5℃慢慢加入亚硝酸钠溶液(18.5g亚硝酸钠溶解在35ml水)，亚硝酸钠溶液加入后，保持刚果红试纸和淀粉碘化钾试纸变蓝的条件下保温搅拌1小时即可；2.偶合：在装有搅拌，温度计，冷却装置的1000ml烧杯中加入200ml水，启动搅拌，加入32.8g2,5-二甲基苯胺，在快速搅拌下，慢慢地加入上述步骤1获得的对氨基苯磺酸重氮液，同时加入15％醋酸钠溶液保持PH＝4.5-5.0，待对氨基苯磺酸重氮液加入后，移除冷却装置，使温度上升至20-25℃，搅拌24小时，偶合即可完全，形成红色的单偶氮染料悬浮液；3.还原分解：将上述单偶氮染料悬浮液放入2000ml高压釜中，加入5g骨架镍，升温至130℃-135℃，并通入氢气，保持压力4bar，保温搅拌2小时，关闭氢气阀，降温并慢慢的排压，打开压力釜盖，取样观察，此时红色的单偶氮染料全部分解为淡黄色的溶液；用少量的液碱调整pH＝9，控制温度在80℃过滤，将过滤出的催化剂用于下一批的实验，滤液倒入2000ml四口瓶中，继续搅拌降温至5℃以下，此时2,5-二甲基对苯二胺呈浅白色结晶完全析出，过滤出2,5-二甲基对苯二胺结晶体并用少量的冰水洗涤，将2,5-二甲基对苯二胺结晶体在60℃，700mmHg真空下烤干，得到33.9g产品。将回收母液浓缩至原体积的1/3，加入30％的盐酸调整pH＝1，析出的对氨基苯磺酸悬浮液可进一步用于下一批的实验反应。将样品用卡式水份测定仪水份仪测定，含水为0.15％。将样品通过高效液相色谱测定样品纯度为99.1％，转化率为91.1％。进一步对比如下：1.新，旧工艺三废排放量的对比：旧工艺生产流程中，有三步工序需要排放废水，一步工序产生铁泥废渣，每生产一吨2,5-二甲基对苯二胺共产生32吨废水，2.5吨铁泥废渣；新工艺生产流程中，没有三废的排放，只是当对氨基苯磺酸母液经几次套用后，含盐量达到一定浓度后，在酸性条件下将对氨基苯磺酸过滤出，排出含盐废水，平均生产一吨2,5-二甲基对苯二胺排出的含盐废水不超过0.5吨。2.新，旧工艺生产周期的对比：旧工艺生产周期较长，而且对中间乙酰化产品需要干燥，每生产一批产品至少需要60小时以上，能耗较高；新工艺生产周期较短，每生产一批产品不超过20小时，能耗降低。3.新，旧工艺产品质量对比：旧生产工艺生产出来的产品，被氧化成分较多，产品外观呈深棕色；新生产工艺生产出来的产品，被氧化成分较少，产品外观呈浅白色。总之，本方法杜绝了大量三废的排放，保护了环境；避开了硝化工序，反应平稳，操作安全可靠；由于大部分对氨基苯磺酸的回收利用，降低了生产成本，提高了企业经济效益。以上对本专利技术的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本专利技术的较佳实施例，不能被认为用于限定本专利技术的实施范围。凡依本专利技术申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本专利技术的专利涵盖范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.2,5-二甲基对苯二胺的合成方法，按照下述步骤进行：/n1)对氨基苯磺酸重氮化：/n

【技术特征摘要】
1.2,5-二甲基对苯二胺的合成方法，按照下述步骤进行：
1)对氨基苯磺酸重氮化：



2)偶合：



3)还原分解：





2.根据权利要求1所述的2,5-二甲基对苯二胺的合成方法，其特征在于：具体步骤如下：
1)对氨基苯磺酸重氮化：
在装有搅拌、温度计、冷却装置的1000ml四口瓶中加入320ml水，启动搅拌，加入46.2g100％对氨基苯磺酸，35ml30％的盐酸，50g碎冰，用外冷却装置冷却至0℃，控制温度在0-5℃慢慢加入亚硝酸钠溶液(18.5g亚硝酸钠溶解在35ml水)，亚硝酸钠溶液加入后，保持刚果红试纸和淀粉碘化钾试纸变蓝的条件下保温搅拌1小时即可；
2)偶合：
在装有搅拌，温度计，冷却装置的1000ml烧杯中加入200ml水，启动搅拌，加入32.8g2,5-二甲基苯胺，在快速搅拌下，慢慢地加入上述步骤1获得的对氨基苯磺酸重氮液，同时加入15％醋酸钠溶液保持PH＝4.5-5.0，待对氨...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶锦岺，孙庆传，侯振明，
申请(专利权)人：天津渤大硫酸工业有限公司，
类型：发明
国别省市：天津;12