第32卷第1期
2003年2月
应用化工
Applied Chemical Industry
Vl01.32 No.1
Fed.2003
对苯二胺的合成研究
汪 敏
(南华大学化学化工学院,湖南衡阳421001)
摘要:以对苯二甲酸为起始原料,经甲酯化、氨解、Hofmann降解三步反应合成对苯二胺,总收率为65.4%,
与经典的对苯二胺合成方法相比,此路线具有原料成本低,合成步骤少,各步反应所需温度较低,压力小等优点。
关键词:对苯二胺;对苯二甲酸;合成
中图分类号:TQ 342.72 文献标识码:B 文章编号:1671—3206(2003)01—0051—02
对苯二胺(p-PDA),又名乌尔丝D,为淡紫色单
斜片状结晶,熔点140℃,沸点267*(3/H,是一种有
着广泛应用的中间体,可用于制取偶氮染料,也可用
于生产毛皮染色剂,橡胶防老剂和照相显影剂,另外
p-PDA还是常用的检验铁和铜的灵敏试剂。
目前,国内制备P.PDA的常见方法是以对硝基
苯胺为原料,在酸性条件下用铁粉还原,反应产物经
分离、精馏而得 J,也有论文介绍了以Pt、Cu等金
属为阴极的电解还原法 J,以Ni—Co、Co-AI等合金
为催化剂的加氢还原法 2,我们综合有关文献【4 J
改以废涤纶水解产物对苯二甲酸为起始原料,经甲
酯化、氨解、Hofmann降解三步反应在较低的温度和
压力下合成P—PDA,三步转化率较高,总收率为
65.4%,此合成路线目前国内期刊尚未见报道。
1实验部分
1.1试剂与仪器
甲醇、氨水、氢氧化钠、浓硫酸均为化学纯;对苯
二甲酸为工业品。
SP一8800高效液相色谱仪,TJ一270.30红外光谱
仪,三颈圆底烧瓶等回流、蒸馏装置。
1.2合成原理
COOH
l 1.COCHs
I I
COOH COCH3
(I) (II)
f/o f/o\]一l U l—I U j Y Y
CONHz NH2
(Ⅲ) (IV)
1.3 P.PDA合成实验
1.3.1对苯二甲酸二甲酯(Ⅱ)的制备将对苯二
甲酸45.0 g,450 ml甲醇置于三颈瓶中边搅拌边滴
加23 ml浓H/SO4,滴完后,回流反应12 h,冷却过
滤,母液再浓缩过滤,合并滤饼加100 ml 5%的碳酸
钠溶液中搅拌除去未反应的对苯二甲酸得白色结晶
对苯二甲酸二甲脂42.6 g,m。P 139℃~140℃,收
率为97.5%。
1.3.2对苯二甲酰胺(Ⅲ)的制备将对苯二甲酸
二甲脂33 g,450 ml浓氨水于反应瓶中,稍升温搅
拌反应18 h,过滤,滤饼用甲醇4O nll及水各洗涤1
次,烘干得白色粉末状固体对苯二甲酰胺30.1 g,
m.p>250℃,收率为90.1%。
1.3.3 P.PDA(Ⅳ)合成 次氯酸钠(NaOC1)的制
备:取40 g NaOH溶于5O ml水中,用碎冰冷却,在
低于5℃下通人氯气直至增重12.5 g,得约O.2 mol
的Naoa溶液。
将对苯二甲酰胺33.5 g(约O.2 mo1)悬浮于氢
氧化钠的500 ml溶液中,上述制备的次氯酸钠于
O℃~5℃下加入到该悬浮溶液中,并于12℃下搅
拌1 h左右,反应混合物于短时间内加室温,放热的
重排反应在2O℃下开始进行,这时反应混合物放出
较多的热。再冷却,以保证反应温度不超过6O℃,
约1 h后,将反应混合物加热到8O℃,保温反应3O
收稿日期:2002.09.18
作者简介: 墼( 965一),女,江苏仪征人,南华大学实验师,学士,主要从事化学化工实验课的教学及有机合成的研究。 电话
:(0734)8281112
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应用化工 第32卷
min,如溶液变棕色,可加人适量Na28204,以避免产 品P—PDA被氧化。冷却后,抽滤出未反应的对苯二 甲酰胺,滤液用氯仿萃取,经无水碳酸钠干燥,在真 空下蒸馏,蒸发除去溶剂,得棕色片状对苯二胺 16.1 g,In.p138.5℃~140℃,收率74.5%。 1.4 P.PDA测定数据 所得产品与标样比较,经过SP一8800型HPLC 测定含量高于98%,经红外光谱测定,波谱数据为 IR(KBr压片VcmI1)3 900锄_。,3 300 era_。,3 200 cm一 ,2 950 cm一 ,1 520 cm一 ,1 275 cm一 ,835 cm~所测红外光谱图与标准P—PDA图谱一致。 2结束语 近几年来,随着颜料工业和橡胶工业的发展, P—PDA的用量逐年增加,P—PDA生产的发展较为迅 速。P—PDA的经典生产方法是对硝基苯胺铁粉还 原法,这也是目前普遍采用的方法。其特点是投资 较少,安全可靠,技术成熟,但是,这条工艺路线以苯 为起始原料,经氯化、硝化,氨化,还原四个步骤,工 艺路线较长,原材料对硝基苯胺供应偏紧,价格较 贵,产品经济效率不高。而且生产过程中排放大量 铁泥,不易处理,甚至造成严重的环境污染,因此,积
极探索出工艺简单,原料易得,经济效率较好,且对
环境污染较小的P—PDA合成路线是化学工作者努
力的方向,本实验利用废涤纶水解产物对苯二甲酸
通过甲脂化、氨解、Hofmann降解合成P—PDA,此合
成路线起始原料对苯二甲酸为涤纶废丝的综合利用
产品,来源广泛,价格较低,整个合成工艺流程短,各
步都在较低的温度和压力下完成,对设备要求不高,
且对环境污染较小,有着较好的发展前景。当然,应
该指出的是,本文只是小试研究得出的结论,有一定
的局限性,要达到工业化生产应用还需进一步的研
究。
参考文献:
【I]叶惠红.加氢法合成对苯二胺的研究【J].辽宁化工,
1993,(5):45.46.
[2]高全昌,陈栓虎,王卫东.电化学法合成对苯二胺[J].
辽宁化工,1995,(2):34—36.
[3]沈文斌,陈伟兴,王庆峰.对氨基苯甲酸合成新法[J].
江苏化工,1997,(1):28.29.
[4]化学工业部编.化工产品手册[M].北京:化学工业出
版社,2000.
Study on synthesis of P-phenylene-diamine
WANG Ming
(Department of Chemistry and Chemical Engin ̄a'ing,Nanhua University,Hengyang 421001,China)
Abstract:Using terephthalic acid as raw material,the P—phenylene-diamine is synthesized through esterification
ammonolysis and Hofmann degradation,with an over ̄l yield reached 65.4%.Compared th the traditional
method,advantages of this procedure has lower cost,little step,lower temperature and lower pressure
Key words:P—phenylene-diamine;terephthalic acid;synthesis
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