一种二硝基苯制备硝基苯胺的催化加氢方法技术

本发明专利技术属于精细化工领域，具体水一种二硝基苯制备硝基苯胺的催化加氢方法，以二硝基苯为原料,以极性溶剂为反应介质,以Pd/C为催化剂,以氢气为还原剂,经温度和压力作用下制备硝基苯胺。本发明专利技术通过以二硝基苯为原料、醇类等极性溶剂为反应介质，Pd/C为催化剂，H2为还原剂，操作简单，原料转化率高，产品选择性高，过程绿色，催化剂的溶剂均可回收套用。催化剂的溶剂均可回收套用。

【技术实现步骤摘要】
一种二硝基苯制备硝基苯胺的催化加氢方法


[0001]本专利技术属于精细化工领域，具体水一种二硝基苯制备硝基苯胺的催化加氢方法。

技术介绍

[0002]硝基苯胺包括邻硝基苯胺、间硝基苯胺和对硝基苯胺，是一类广泛应用于燃染料工业的人工合成化学物质，主要用作染料合成的中间体及医药化工品的中间体。
[0003]工业上通常使用硝基氯苯氨解法以硝基氯苯为原料，在高压下氨解，直接制备硝基苯胺。采用该工艺制备硝基苯胺选择性高，产品纯度高，但该工艺生产效率低、过程会产生大量含氯废水，对环境不友好。随着催化加氢还原技术的不断发展，越来越多的催化加氢技术被用于硝基苯类化合物的催化还原：(1)以骨架镍、骨架钌等为催化剂的加氢还原技术；(2)以硒为催化剂、CO/H2O为还原剂的催化还原技术；(3)以Pd/C为催化剂、H2为还原剂的催化还原技术。以骨架镍、骨架钌等为催化剂通过催化加氢还原二硝基苯制备硝基苯胺可以得到较高的转化率，但是反应终点难以控制，目标产物硝基苯胺易过渡加氢成苯二胺。以硒为催化剂、CO/H2O为还原剂催化还原二硝基苯制备硝基苯胺需要较高的反应压力，同时也需要添加乙酸钠等助剂，产品收率较低。以Pd/C为催化剂、H2为还原剂的催化还原技术可以通过控制催化剂制备过程的制备条件使催化剂在反应活性和选择性方面均表现出优良的性能。

技术实现思路

[0004]针对现有技术中的问题，本专利技术提供一种二硝基苯制备硝基苯胺的催化加氢方法,通过以二硝基苯为原料、醇类等极性溶剂为反应介质，Pd/C为催化剂，H2为还原剂，操作简单，原料转化率高，产品选择性高，过程绿色，催化剂的溶剂均可回收套用。
[0005]为实现以上技术目的，本专利技术的技术方案是：
[0006]一种二硝基苯制备硝基苯胺的催化加氢方法,以二硝基苯为原料,以极性溶剂为反应介质,以Pd/C为催化剂,以氢气为还原剂,经温度和压力作用下制备硝基苯胺。
[0007]所述二硝基苯采用邻二硝基苯、间二硝基苯或对二硝基苯中的一种。
[0008]所述二硝基苯与极性溶剂的质量比为0.5
‑
2:1.
[0009]所述极性溶剂采用醇类、水、DMF中的一种。
[0010]所述Pd/C催化剂与二硝基苯的质量比为0.02
‑
0.1:1，进一步的，所述Pd/C催化剂中的Pd负载质量为1
‑
10％。
[0011]所述温度为100
‑
200℃。
[0012]所述压力为0.5
‑
2MPa。
[0013]所述制备的反应时间为0.5
‑
2h。
[0014]所述Pd/C催化剂的制备方法如下：
[0015]步骤1,将活性炭加入至无水乙醇中搅拌,然后加入乙基纤维素超声分散20
‑
40min,得到分散悬浊液；活性炭在无水乙醇中的浓度为100
‑
200g/L,搅拌速度为1000
‑
2000r/min,所述乙基纤维素的加入量是活性炭质量的20
‑
30％,所述超声分散的温度为20
‑
30℃,超声频率为50
‑
80kHz；
[0016]步骤2,将分散悬浊液加入至模具中恒温压制形成颗粒,然后红外照射形成多孔活性炭颗粒；恒温压制的温度为100
‑
120℃,压力为0.2
‑
0.3MPa,红外照射的强度为20
‑
30W/cm2,温度为100
‑
140℃；
[0017]步骤3,将氯化钯加入至无水乙醇中,并加入至乙基纤维素超声分散10
‑
20min,得到钯系分散液,然后将多孔活性炭颗粒浸泡在钯系分散液中,取出烘干得到镀膜催化剂；所述氯化钯在无水乙醇中的浓度为10
‑
20g/L,乙基纤维素的加入量是氯化钯质量的20
‑
30％,超声分散的超声频率为50
‑
80kHz,分散温度为20
‑
30℃；所述多孔活性炭颗粒在钯系分散液中的浓度为10
‑
20g/L，烘干温度为120
‑
140℃；
[0018]步骤4，将镀膜催化剂放入反应釜内静置5
‑
8h，然后放入红外干燥箱内反应5
‑
8h，还原反应2
‑
3h得到多孔结构的Pd/C催化剂，所述反应釜内充满混合气体，且混合气体由30％氨气、40％水蒸气、10％乙醇蒸汽和20％氮气的体积比例组成，静置温度为70
‑
80℃，所述红外干燥箱内的温度为150
‑
200℃，所述还原反应中的还原剂采用氢气，还原温度为80
‑
100℃。
[0019]从以上描述可以看出，本专利技术具备以下优点：
[0020]1.本专利技术通过以二硝基苯为原料、醇类等极性溶剂为反应介质，Pd/C为催化剂，H2为还原剂，操作简单，原料转化率高，产品选择性高，过程绿色，催化剂的溶剂均可回收套用。
[0021]2.本专利技术的二硝基苯转化率≥99％，硝基苯胺选择性≥99％。
具体实施方式
[0022]结合实施例详细说明本专利技术，但不对本专利技术的权利要求做任何限定。
[0023]实施例1
[0024]在500mL高压反应釜中加入对二硝基苯150g、甲醇200g、5％Pd/C催化剂5g，1MPa氮气置换3次后再用1MPa氢气置换3次，升温至150℃，控制反应压力为2MPa，持续反应1.5h。降温后通过常压氮气保护蒸馏回收甲醇，分离得到对硝基苯胺粗品。采用气相色谱对产品进行成分分析，对二硝基苯转化率为99.5％，对硝基苯胺选择性为99.0％，对硝基苯胺产率为98.5％。
[0025]实施例2
[0026]在500mL高压反应釜中加入间二硝基苯200g、甲醇200g、5％Pd/C催化剂4g，1MPa氮气置换3次后再用1MPa氢气置换3次，升温至130℃，控制反应压力为1.5MPa，持续反应2h。降温后通过常压氮气保护蒸馏回收甲醇，分离得到间硝基苯胺粗品。采用气相色谱对产品进行成分分析，间二硝基苯转化率为99.7％，间硝基苯胺选择性为99.5％，对硝基苯胺产率为99.2％。
[0027]实施例3
[0028]在500mL高压反应釜中加入邻二硝基苯200g、乙醇150g、7.5％Pd/C催化剂10g，1MPa氮气置换3次后再用1MPa氢气置换3次，升温至180℃，控制反应压力为2MPa，持续反应1h。降温后通过常压氮气保护蒸馏回收乙醇，分离得到邻硝基苯胺粗品。采用气相色谱对产
品进行成分分析，邻二硝基苯转化率为99.3％，邻硝基苯胺选择性为99.2％，邻硝基苯胺产率为98.5％。
[0029]实施例4
[0030]在500mL高压反应釜中加入间二硝基苯150g、DMF150g本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种二硝基苯制备硝基苯胺的催化加氢方法,其特征在于：以二硝基苯为原料,以极性溶剂为反应介质,以Pd/C为催化剂,以氢气为还原剂,经温度和压力作用下制备硝基苯胺。2.根据权利要求1所述的二硝基苯制备硝基苯胺的催化加氢方法，其特征在于：所述二硝基苯采用邻二硝基苯、间二硝基苯或对二硝基苯中的一种。3.根据权利要求1所述的二硝基苯制备硝基苯胺的催化加氢方法，其特征在于：所述二硝基苯与极性溶剂的质量比为0.5
‑
2:1。4.根据权利要求1所述的二硝基苯制备硝基苯胺的催化加氢方法，其特征在于：所述极性溶剂采用醇类、水、DMF中的一种。5.根据权利要求1所述的二硝基苯制备硝基苯胺的催化加氢方法，其特征在于：所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：方标，许萌，柯军梁，
申请(专利权)人：浙江工业大学上虞研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：