[發(fā)明專利]一種高選擇性合成間二硝基苯的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202211077547.2
• 申請(qǐng)日: 2022-09-05
• 公開（公告）號(hào): CN115466182B
• 公開（公告）日: 2023-08-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 茹恒;呂陽(yáng)成;黃振夫;蘭洲;陳華祥;霍芳林;丁亞鋼;傅偉松;陳維紅;王漢成;徐萬福
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 清華大學(xué);浙江迪邦化工有限公司
• 主分類號(hào): C07C201/08
• 分類號(hào): C07C201/08;C07C201/16;C07C205/06
• 代理公司: 杭州天勤知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 33224
• 代理人: 高佳逸

本發(fā)明公開了一種高選擇性合成間二硝基苯的方法，包括：苯與二硝基苯/烷烴混合，與混酸連續(xù)輸入反應(yīng)器進(jìn)行絕熱硝化反應(yīng)，反應(yīng)后物料經(jīng)降溫結(jié)晶，過濾得到二硝基苯，濾液分層得到酸相與溶劑相，分別循環(huán)回用。本發(fā)明通過引入穩(wěn)定的分散介質(zhì)溶劑，提升原料的分散性，為體系提供均勻的溫度分布和均一的反應(yīng)濃度，且意外發(fā)現(xiàn)可在溫和的條件下實(shí)現(xiàn)高選擇性硝化反應(yīng)的目標(biāo)，得到高純度的間二硝基苯，間二硝基苯在反應(yīng)產(chǎn)物二硝基苯中的占比大于92％。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及間二硝基苯的合成技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高選擇性合成間二硝基苯的方法。

背景技術(shù)

間二硝基苯作為一種重要的有機(jī)中間體，廣泛應(yīng)用在染料、醫(yī)藥、農(nóng)藥等領(lǐng)域，可用于聚合單體的阻聚、薄層色譜法的顯色、中間體間氨基苯甲醚和間苯二胺的合成。

間二硝基苯的合成主要通過苯或者硝基苯的硝化反應(yīng)。該反應(yīng)得到的產(chǎn)物是以間二硝基苯為主的鄰、間、對(duì)三種二硝基苯異構(gòu)的混合物。

工業(yè)上，生產(chǎn)方式通常采用間歇釜式，主要控制手段為物料的滴加速度及反應(yīng)溫度。然而，常規(guī)的釜式攪拌無法達(dá)到良好的傳質(zhì)傳熱效果，易引起局部溫度過高、物料比例失衡，導(dǎo)致副產(chǎn)物的生成。

針對(duì)這一問題，有文獻(xiàn)報(bào)道采用多釜連續(xù)反應(yīng)、微通道連續(xù)反應(yīng)等方式提高混合性及反應(yīng)效率。雖然通過上述方式可以提升反應(yīng)效率，但是產(chǎn)物中間二硝基苯的占比仍然偏低，僅在88％左右。

因此，開發(fā)一種高選擇性間二硝基苯的合成方法仍然是一項(xiàng)有重要意義和挑戰(zhàn)性的工作。

公告號(hào)為CN104487413B、CN104487414B的專利說明書公開了通過絕熱硝化制備硝基苯的方法，其目的是要盡可能降低二硝基苯的含量，與之相應(yīng)的，其技術(shù)關(guān)鍵在于控制原料苯中的脂族有機(jī)化合物的含量限制為基于該原料苯的總質(zhì)量計(jì)小于1.5質(zhì)量％。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種高選擇性合成間二硝基苯的方法，通過引入穩(wěn)定的分散介質(zhì)二硝基苯和烷烴作為溶劑，其中烷烴優(yōu)選自戊烷、己烷、庚烷、辛烷、壬烷、癸烷中的至少一種，進(jìn)一步優(yōu)選自己烷、庚烷、辛烷中的至少一種，提升了原料的分散性，為體系提供均勻的溫度分布和均一的反應(yīng)濃度，且意外發(fā)現(xiàn)可在溫和的條件下實(shí)現(xiàn)高選擇性硝化反應(yīng)的目標(biāo)，得到高純度的間二硝基苯，間二硝基苯在反應(yīng)產(chǎn)物二硝基苯中的占比大于92％。

具體技術(shù)方案如下：

一種高選擇性合成間二硝基苯的方法，包括：

苯與溶劑混合，與混酸連續(xù)輸入反應(yīng)器進(jìn)行絕熱硝化反應(yīng)，反應(yīng)后物料經(jīng)降溫結(jié)晶，過濾得到二硝基苯，濾液分層得到酸相與溶劑相，分別循環(huán)回用。

在一優(yōu)選例中，所述的高選擇性合成間二硝基苯的方法，溶劑相再次與原料苯混合后與混酸連續(xù)輸入反應(yīng)器進(jìn)行絕熱硝化反應(yīng)，酸相則回用于混酸配制。

本發(fā)明的高選擇性合成間二硝基苯的方法，初次執(zhí)行時(shí)，所述的溶劑可以是后續(xù)降溫結(jié)晶溫度下的二硝基苯的飽和烷烴溶液，在長(zhǎng)期循環(huán)運(yùn)行時(shí)，所述的溶劑可以直接采用回用的溶劑相。

在一優(yōu)選例中，所述的高選擇性合成間二硝基苯的方法，所述溶劑為回用的溶劑相，其中含戊烷、己烷、庚烷、辛烷、壬烷、癸烷中的至少一種和二硝基苯。

進(jìn)一步優(yōu)選，所述溶劑中含己烷、庚烷、辛烷中的至少一種和二硝基苯。

所述的高選擇性合成間二硝基苯的方法，所述混酸為硫酸、硝酸、水的混合物。

在一優(yōu)選例中，所述的高選擇性合成間二硝基苯的方法，所述混酸中，硝酸和硫酸的摩爾比為1:4～12。

進(jìn)一步優(yōu)選，所述的高選擇性合成間二硝基苯的方法，所述混酸中，硝酸和硫酸的摩爾比為1:7～10。