苯胺的合成
6、一种苯胺、苯酚及其衍生物的制备方法, 开发了由苯、氨和氧直接合成苯胺的工艺
该工艺分两步反应:第一步,苯、氧气 (空气中的氧气)与金属溴化物反应生成溴代苯; 第二步,溴代苯和氨或氨水溶液反应生成苯胺。 溴苯转化率接近100%,苯胺选择性95%以上。 在整个反应中,消耗的净原料为苯、氨和氧, 副产物是水,流程具有苯转化率高和选择性好 等特点。
苯胺的合成
第二组
苯胺的合成方法
1、常见的合成方法-铁粉还原法 2、硝基苯催化加氢法 3、苯酚氨化法技术 4、氯苯氨化法 5、直接胺化制苯胺 6、一种苯胺、苯酚及其衍生物的制备方法,开 发了由苯、氨和氧直接合成苯胺的工艺
1、常见的合成方法-铁粉还原法
C6H5NO2+3Fe+6HCl=C6H7N+3FeCl2+2H2O 采用间歇法,将反应物投入反应釜中,在盐 酸介质,约100℃下,硝基苯用铁粉还原生成苯 胺和氧化铁,产品经蒸馏得粗苯胺,再经精馏得 成品,一般收率为95%~98%,铁粉质量的好坏 直接影响苯胺的产率。此法为生产苯胺的经典方 法,但由于存在设备复杂、污染环境、能量消耗 大、分离产品困难等缺点,逐渐被淘汰。但仍有 部分中小企业仍采用该法。
根据以上各反应条件特点
我们选取铁粉还原法 理由反应条件温和、产率高、操作简单。
三 原料及产品的分析测试
1.苯胺 色谱测定法 测产物的沸点或折光率。 仪器:带氢火焰离子鉴定器的色相谱仪。 2.硝基苯 示波极谱法 量取49ml(50g)样品,注入盛有25ml甲醇的容量瓶中,加13ml盐 酸溶液(20%),冷却,用甲醇稀释至100ml。量取20ml,共四份,一 份不加标准溶液,其余三份分别加入含有成比例的硝基苯标准溶液。 通氮气5min后,在试验条件下,分别测定其极谱波高。以加入的标准 溶液浓度为横坐标,相应的极谱波高为纵坐标,绘制曲线。将曲线反 向延长与横轴相交,交点及为待测硝基苯的浓度。 3.醋酸 用酸碱滴定法 将10ml无二氧化碳的水注入具塞锥形瓶中,称量,加2.5ml样品, 再称量,两次称量均需精确至0.0001g。加40ml无二氧化碳的水及2滴 10g/L酚酞指示夜,用氢氧化钠标准滴定溶液【c(NaOH )=0.5mol/L】 滴定至溶液呈粉红色,并保持30s。 仪器:滴定管在高压下进行反应。其优点 是换用氯苯可免用硝酸去制取硝基苯,副产氯 化钱是有价值的肥料,缺点是腐蚀设备,故不 及苯酚氨化法优点多。
5、直接胺化制苯胺
传统工艺生产苯胺均存在着步骤多、操作条件苛刻、 附加试剂及副产物多、对环境危害大等缺点。而芳香族化 合物(苯)与氨反应直接氨基化将多步反应变为一步,可 明显提高原子利用率,且副产物对环境无害,是目前研究 最多的直接胺化合成芳胺(苯胺)的路线。在150~ 500℃、1.013~101.3MPa、苯在催化剂作用下可直接胺 化合成苯胺,受热力学平衡限制,苯胺的收率较低。
4.固体氯化钠 压片法: 将分析纯的溴化钾与固体样品混合研磨(样品占混合物的百分之5) 磨细的混合物(颗粒直径约2微米)装在模具中,放在压片机上,加 至29.4Mpa,1min后取出。呈透明的薄样片再放于样品池上,于红 外光谱仪上进行测试。 仪器:红外光谱仪、研杵。 5.粒状氢氧化钙 用酸碱滴定法: 仪器:滴定管、移液管 6.乙醚 气相色谱法: 在含量测定的气相色谱柱中,样品与合格的乙醚保留时间相同。 参考文献: 上海市化工轻工供应公司、上海化工采购供应站 化工商品检验方法— — 北京:化学工业出版社 ,1988,10 北京化学试剂公司 化学试剂标准手册 —— 北京:化学工业出版社, 2003,4 魏文德 有机化工原料大全 北京:化学工业出版社,1994,3
2、硝基苯催化加氢法
硝基苯催化加氢法是目前工业上生产苯胺的主要方法,包 括固定床气相催化加氢、流化床气相催化加氢以及硝基苯液相 催化加氢三种工艺。 固定床气催化相加氢法-在200℃~300℃ 。 1~3Mpa条件下, 经预热的氢和硝基苯反应生成粗苯胺,然后经脱水、精馏制成。 该工艺具有技术成熟,反应温度低,设备及操作简单,投资少, 产品质量好等优点。缺点压力较高,易发生局部过热而引起副 反应和催化剂失灵,需定期更换催化剂。 流化床气相催化加氢法-该法反应温度易于控制,催化剂 的使用寿命长。缺点是操作复杂,催化剂磨损大,装置投资费 用大,维护费高。 液相加氢工艺-反应温度150~250℃、压力0.15~1.0Mpa, 催化剂为贵金属,于无水的条件下进行加氢反应,精馏提纯即 可。该法的优点是反应温度低,副反应少,催化剂寿命长等。 缺点是反应压力高,设备操作费高等。
3、苯酚氨化法技术
采用碱金属含量小于0.5%的氧化铝催化剂,空速为 0.045 h一时,可在较低的温度(375℃)以及n(氨):n(苯酚)=1: 15条件下进反应,苯酚的转化率达99.1%,选择性达98.7 % 本工艺的过程是:将苯酚气化后导入一个隔热式的反应器内, 在反应温度为400一600℃,氨的压力为16.9公斤/厘米,条件 下,将苯酚蒸气和过量的氨气通过催化剂,流速为0.58小时。 在反应器内生成苯胺和水,反应生成物于氨回收塔回收未反应 的氨后,用蒸馏法除去水份而得粗苯胺。氨经升压后再循环使 用。粗苯胺再除去高沸点物后,即得产品苯胺。 本方法的特点是由于用Halcon公司催化剂(SiO2-型,表面 积大于Al2O3100平方米,/克),使苯酚和氨之分子比接近理论 收率,所以精制的工序简单,而且苯胺产品纯度高,催化剂寿 命也长。