一种高选择性合成间二硝基苯的方法技术

本发明专利技术公开了一种高选择性合成间二硝基苯的方法，包括：苯与二硝基苯/烷烃混合，与混酸连续输入反应器进行绝热硝化反应，反应后物料经降温结晶，过滤得到二硝基苯，滤液分层得到酸相与溶剂相，分别循环回用。本发明专利技术通过引入稳定的分散介质溶剂，提升原料的分散性，为体系提供均匀的温度分布和均一的反应浓度，且意外发现可在温和的条件下实现高选择性硝化反应的目标，得到高纯度的间二硝基苯，间二硝基苯在反应产物二硝基苯中的占比大于92％。基苯在反应产物二硝基苯中的占比大于92％。基苯在反应产物二硝基苯中的占比大于92％。

【技术实现步骤摘要】
一种高选择性合成间二硝基苯的方法


[0001]本专利技术涉及间二硝基苯的合成
，具体涉及一种高选择性合成间二硝基苯的方法。

技术介绍

[0002]间二硝基苯作为一种重要的有机中间体，广泛应用在染料、医药、农药等领域，可用于聚合单体的阻聚、薄层色谱法的显色、中间体间氨基苯甲醚和间苯二胺的合成。
[0003]间二硝基苯的合成主要通过苯或者硝基苯的硝化反应。该反应得到的产物是以间二硝基苯为主的邻、间、对三种二硝基苯异构的混合物。
[0004]工业上，生产方式通常采用间歇釜式，主要控制手段为物料的滴加速度及反应温度。然而，常规的釜式搅拌无法达到良好的传质传热效果，易引起局部温度过高、物料比例失衡，导致副产物的生成。
[0005]针对这一问题，有文献报道采用多釜连续反应、微通道连续反应等方式提高混合性及反应效率。虽然通过上述方式可以提升反应效率，但是产物中间二硝基苯的占比仍然偏低，仅在88％左右。
[0006]因此，开发一种高选择性间二硝基苯的合成方法仍然是一项有重要意义和挑战性的工作。
[0007]公告号为CN104487413B、CN104487414B的专利说明书公开了通过绝热硝化制备硝基苯的方法，其目的是要尽可能降低二硝基苯的含量，与之相应的，其技术关键在于控制原料苯中的脂族有机化合物的含量限制为基于该原料苯的总质量计小于1.5质量％。

技术实现思路

[0008]针对上述技术问题，本专利技术提供了一种高选择性合成间二硝基苯的方法，通过引入稳定的分散介质二硝基苯和烷烃作为溶剂，其中烷烃优选自戊烷、己烷、庚烷、辛烷、壬烷、癸烷中的至少一种，进一步优选自己烷、庚烷、辛烷中的至少一种，提升了原料的分散性，为体系提供均匀的温度分布和均一的反应浓度，且意外发现可在温和的条件下实现高选择性硝化反应的目标，得到高纯度的间二硝基苯，间二硝基苯在反应产物二硝基苯中的占比大于92％。
[0009]具体技术方案如下：
[0010]一种高选择性合成间二硝基苯的方法，包括：
[0011]苯与溶剂混合，与混酸连续输入反应器进行绝热硝化反应，反应后物料经降温结晶，过滤得到二硝基苯，滤液分层得到酸相与溶剂相，分别循环回用。
[0012]在一优选例中，所述的高选择性合成间二硝基苯的方法，溶剂相再次与原料苯混合后与混酸连续输入反应器进行绝热硝化反应，酸相则回用于混酸配制。
[0013]本专利技术的高选择性合成间二硝基苯的方法，初次执行时，所述的溶剂可以是后续降温结晶温度下的二硝基苯的饱和烷烃溶液，在长期循环运行时，所述的溶剂可以直接采
用回用的溶剂相。
[0014]在一优选例中，所述的高选择性合成间二硝基苯的方法，所述溶剂为回用的溶剂相，其中含戊烷、己烷、庚烷、辛烷、壬烷、癸烷中的至少一种和二硝基苯。
[0015]进一步优选，所述溶剂中含己烷、庚烷、辛烷中的至少一种和二硝基苯。
[0016]所述的高选择性合成间二硝基苯的方法，所述混酸为硫酸、硝酸、水的混合物。
[0017]在一优选例中，所述的高选择性合成间二硝基苯的方法，所述混酸中，硝酸和硫酸的摩尔比为1:4～12。
[0018]进一步优选，所述的高选择性合成间二硝基苯的方法，所述混酸中，硝酸和硫酸的摩尔比为1:7～10。
[0019]在一优选例中，所述的高选择性合成间二硝基苯的方法，所述混酸中，硝酸和水的摩尔比为1:0.8～3。
[0020]进一步优选，所述的高选择性合成间二硝基苯的方法，所述混酸中，硝酸和水的摩尔比为1:0.9～1.5。
[0021]在本专利技术的技术方案中，烷烃作为溶剂之一对原料苯的稀释促进了反应物料的分散性，提高了反应的传质传热效率，同时也提升了反应的间二硝基苯选择性。
[0022]在一优选例中，所述的高选择性合成间二硝基苯的方法，所述苯与所述溶剂的质量比为1:7～15。
[0023]进一步优选，所述的高选择性合成间二硝基苯的方法，所述苯与所述溶剂的质量比为1:9～12。
[0024]在一优选例中，所述的高选择性合成间二硝基苯的方法，所述苯与所述混酸中的硝酸的摩尔比为1:2～2.5。
[0025]进一步优选，所述的高选择性合成间二硝基苯的方法，所述苯与所述混酸中的硝酸的摩尔比为1:2～2.1。
[0026]在一优选例中，所述的高选择性合成间二硝基苯的方法，所述苯、所述溶剂和所述混酸输入所述反应器的温度为5～40℃。
[0027]进一步优选，所述的高选择性合成间二硝基苯的方法，所述苯、所述溶剂和所述混酸输入所述反应器的温度为7～20℃。
[0028]在一优选例中，所述的高选择性合成间二硝基苯的方法，所述降温结晶的温度为5～40℃。
[0029]进一步优选，所述的高选择性合成间二硝基苯的方法，所述降温结晶的温度为7～20℃。
[0030]本专利技术的绝热反应温度可控制在90℃以下，低于产物熔点。因溶剂的溶解作用，即使绝热反应温度低于产物熔点，物料在反应器中也不会发生堵塞。这种更为温和的反应温度进一步降低了副反应发生的概率，提高了间二硝基苯的选择性。
[0031]在一优选例中，所述的高选择性合成间二硝基苯的方法，所述绝热硝化反应的时间为0.1～3min。
[0032]进一步优选，所述的高选择性合成间二硝基苯的方法，所述硝化反应的时间为0.1～1min。
[0033]溶剂的引入形成了优异的分散性，显著提高了反应效率，反应时间可控制在1min
以内。
[0034]所述的高选择性合成间二硝基苯的方法，在以上优选条件下，得到的二硝基苯中，间二硝基苯的占比大于92％。
[0035]本专利技术与现有技术相比，主要优点包括：
[0036]1)本专利技术引入二硝基苯/烷烃(即二硝基苯和烷烃)作为分散介质，利用其与原料苯相互溶解的特性，形成稳定均一的有机相，实现反应过程中的快速换热，提供均匀的温度分布，且反应温度较低，避免反应温度不均、反应温度较高产生的副反应，显著提高了间二硝基苯的化学选择性和产品质量，减少发生安全和质量事故的可能性。
[0037]2)溶剂可以溶解反应过程中生成的产物，使体系在较低的绝热反应温度下仍能维持稳定的液相环境，避免反应后期产物结晶析出造成反应器堵塞的情况，保证反应在较为温和的条件下完成，实现安全生产的同时减少了副反应的发生，保证了间二硝基苯的高选择性。
[0038]3)相对于单一的烷烃，等量的回用含二硝基苯溶剂不仅能达到相同的分散性能，降低整体烷烃的用量，而且在实际操作中可简单利用低能耗的降温方式，在产物分离的同时实现循环回用。
附图说明
[0039]图1为本专利技术高选择性合成间二硝基苯的方法的流程示意图。
具体实施方式
[0040]下面结合附图及具体实施例，进一步阐述本专利技术。应理解，这些实施例仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围。
[0041]下列实施例中未注明具体条件的操作方法，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高选择性合成间二硝基苯的方法，其特征在于，包括：苯与溶剂混合，与混酸连续输入反应器进行绝热硝化反应，反应后物料经降温结晶，过滤得到二硝基苯，滤液分层得到酸相与溶剂相，分别循环回用。2.根据权利要求1所述的高选择性合成间二硝基苯的方法，其特征在于，所述溶剂为回用的溶剂相，其中含戊烷、己烷、庚烷、辛烷、壬烷、癸烷中的至少一种和二硝基苯，优选含己烷、庚烷、辛烷中的至少一种和二硝基苯。3.根据权利要求1所述的高选择性合成间二硝基苯的方法，其特征在于，所述混酸为硫酸、硝酸、水的混合物，其中硝酸和硫酸的摩尔比为1:4～12，优选为1:7～10，硝酸和水的摩尔比为1:0.8～3，优选为1:0.9～1.5。4.根据权利要求1或2所述的高选择...

【专利技术属性】
技术研发人员：茹恒，吕阳成，黄振夫，兰洲，陈华祥，霍芳林，丁亚钢，傅伟松，陈维红，王汉成，徐万福，
申请(专利权)人：浙江迪邦化工有限公司，
类型：发明
国别省市：