一种2-氰基-4-硝基-6-溴苯胺的合成工艺
技术领域
本发明涉及一种分散染料中间体的合成工艺,具体是涉及一种2-氰基-4-硝基-6-溴苯胺的合成工艺,属于精细化工的技术领域。
背景技术
众所周知,2-氰基-4-硝基-6-溴苯胺是一种很重要的分散染料中间体,是合成分散蓝183等分散染料的一种重要原料。然而,由于2-氰基-4-硝基-6-溴苯胺传统的合成工艺步骤复杂,副产物多,收率低,纯度低,污染严重,无法满足本领域对2-氰基-4-硝基-6-溴苯胺年产量的要求,也无法达到日益严格的质量要求和环保要求。因此,探寻一种工艺简单且产品收率高、污水少、产品质量稳定的2-氰基-4-硝基-6-溴苯胺生产工艺,是本领域技术人员急需解决的技术问题。本发明由此产生。
发明内容
针对现有技术的上述技术问题,本发明的目的是提供一种2-氰基-4-硝基-6-溴苯胺的合成工艺,通过对2-氰基-4-硝基-6-溴苯胺合成原料及合成路线的调整,使得2-氰基-4-硝基-6-溴苯胺的合成工艺简单且产品质量稳定。
为达到上述目的,本发明是通过以下技术方案实现的:
一种2-氰基-4-硝基-6-溴苯胺的合成工艺,包括以下步骤:
(1)2-氰基-4-硝基苯胺的合成:
A1、将邻氯苯腈放入硫酸介质中,然后滴加混酸,在5-10℃进行硝化,得到硝化物;
A2、将步骤A1中的硝化物经过加水水析,水析后进行过滤得到硝化料;
A3、将步骤A2中的硝化料在氯苯中溶解,得到硝氯混液;
A4、将步骤A3中的硝氯混液与液氨进行氨解反应,反应到终点后在80℃-100℃下蒸馏回收溶剂;所述的氨解反应温度为110℃-150℃,氨解反应压力为2.6MPa-4.5MPa;所述反应的终点在液相色谱仪中测定;
A5、将步骤A4中的溶剂进行抽滤并水洗至中性,得到湿品产品,即2-氰基-4-硝基苯胺湿品;
(2)2-氰基-4-硝基-6-溴苯胺的合成:
B1、称取一定量步骤A5中制得的2-氰基-4-硝基苯胺放入硫酸介质中,然后滴加溴化氢和氧化剂进行反应;
B2、步骤B1中的反应经终点控制到达终点后,进行过滤得到2-氰基-4-硝基-6-溴苯胺的湿品料;
所述步骤A1中的混酸为硝酸和硫酸的混合物,按重量比计,所述硝酸:硫酸=0.5-1:1;
所述步骤B1中的氧化剂为次氯酸、氯酸、次氯酸钠、次氯酸钙、氯酸钠、三氧化硫、氯气、二氧化氯或双氧水的一种;
按重量百分比计,所述步骤(1)中的所述邻氯苯腈:硫酸介质:氯苯=1.5-2.5:5-7:6-9;所述步骤(2)中的2-氰基-4-硝基苯胺:硫酸介质:氧化剂=1:0.2-1:0.5-1.5。
所述步骤(1)中的反应方程式为:
。
所述步骤(2)中的反应方程式为:
。
本发明的有益效果如下:
本发明2-氰基-4-硝基-6-溴苯胺的合成工艺,工艺步骤简单、容易控制,制得的产品收率高、纯度高、质量稳定,且环保指标能够满足市场需要,成本低,污水少,能耗降低,是一个低能耗低污染的生产工艺。
附图说明
图1为本发明中制得的2-氰基-4-硝基-6-溴苯胺的液相色谱图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明,但本发明的保护范围并不限于此。
本发明中使用的原料,如硝酸、硫酸、次氯酸、氯酸、次氯酸钠、次氯酸钙、氯酸钠、三氧化硫、氯气、二氧化氯、双氧水、邻氯苯腈和氯苯等均可以采用本领域公知的方法合成,也可以采用市售产品。
实施例1
本发明2-氰基-4-硝基-6-溴苯胺的合成工艺,包括以下步骤:
(1)2-氰基-4-硝基苯胺的合成:
A1、将100g邻氯苯腈放入333g硫酸介质中,然后滴加混酸,在5-10℃进行硝化,得到硝化物;混酸为HNO3和H2SO4以0.5:1的质量百分比混合而成;
A2、将步骤A1中的硝化物经过加水水析,水析后进行过滤得到硝化料;
A3、将步骤A2中的硝化料在400g氯苯中溶解,得到硝氯混液;
A4、将步骤A3中的硝氯混液与液氨进行氨解反应,反应到终点后在80℃下蒸馏回收溶剂;氨解反应温度为110℃,氨解反应压力为2.6MPa;反应的终点在液相色谱仪中测定;
A5、将步骤A4中的溶剂进行抽滤并水洗至中性,得到湿品产品,即2-氰基-4-硝基苯胺湿品;
该步骤(1)中的反应方程式为:
,由此可知,硫酸介质的实质上起到溶剂的作用,为反应的进行提供了酸性条件,硫酸不参与反应。
(2)2-氰基-4-硝基-6-溴苯胺的合成:
B1、称取步骤A5中制得的2-氰基-4-硝基苯胺100g放入20g硫酸介质中,然后滴加溴化氢和50g双氧水进行反应;
B2、步骤B1中的反应经终点控制到达终点后,进行过滤得到2-氰基-4-硝基-6-溴苯胺的湿品料。
该步骤(2)中的反应方程式为:
,同理,硫酸介质的实质上起到溶剂的作用,为反应的进行提供了酸性条件,硫酸不参与反应。
实施例2
本发明2-氰基-4-硝基-6-溴苯胺的合成工艺,包括以下步骤:
(1)2-氰基-4-硝基苯胺的合成:
A1、将100g邻氯苯腈放入280g硫酸介质中,然后滴加混酸,在5-10℃进行硝化,得到硝化物;混酸为HNO3和H2SO4以1:1的质量百分比混合而成;
A2、将步骤A1中的硝化物经过加水水析,水析后进行过滤得到硝化料;
A3、将步骤A2中的硝化料在360g氯苯中溶解,得到硝氯混液;
A4、将步骤A3中的硝氯混液与液氨进行氨解反应,反应到终点后在100℃下蒸馏回收溶剂;氨解反应温度为150℃,氨解反应压力为4.5MPa;反应的终点在液相色谱仪中测定;
A5、将步骤A4中的溶剂进行抽滤并水洗至中性,得到湿品产品,即2-氰基-4-硝基苯胺湿品;
该步骤(1)中的反应方程式为:
,由此可知,硫酸介质的实质上起到溶剂的作用,为反应的进行提供了酸性条件,硫酸不参与反应。
(2)2-氰基-4-硝基-6-溴苯胺的合成:
B1、称取步骤A5中制得的2-氰基-4-硝基苯胺100g放入100g硫酸介质中,然后滴加溴化氢和150g双氧水进行反应;
B2、步骤B1中的反应经终点控制到达终点后,进行过滤得到2-氰基-4-硝基-6-溴苯胺的湿品料。
该步骤(2)中的反应方程式为:
,同理,硫酸介质的实质上起到溶剂的作用,为反应的进行提供了酸性条件,硫酸不参与反应。
实施例3
本发明2-氰基-4-硝基-6-溴苯胺的合成工艺,包括以下步骤:
(1)2-氰基-4-硝基苯胺的合成:
A1、将100g邻氯苯腈放入300g硫酸介质中,然后滴加混酸,在5-10℃进行硝化,得到硝化物;混酸为HNO3和H2SO4以0.75:1的质量百分比混合而成;
A2、将步骤A1中的硝化物经过加水水析,水析后进行过滤得到硝化料;
A3、将步骤A2中的硝化料在375g氯苯中溶解,得到硝氯混液;
A4、将步骤A3中的硝氯混液与液氨进行氨解反应,反应到终点后在90℃下蒸馏回收溶剂;氨解反应温度为130℃,氨解反应压力为3.6MPa;反应的终点在液相色谱仪中测定;
A5、将步骤A4中的溶剂进行抽滤并水洗至中性,得到湿品产品,即2-氰基-4-硝基苯胺湿品;
该步骤(1)中的反应方程式为:
,由此可知,硫酸介质的实质上起到溶剂的作用,为反应的进行提供了酸性条件,硫酸不参与反应。
(2)2-氰基-4-硝基-6-溴苯胺的合成:
B1、称取步骤A5中制得的2-氰基-4-硝基苯胺100g放入60g硫酸介质中,然后滴加溴化氢和100g双氧水进行反应;
B2、步骤B1中的反应经终点控制到达终点后,进行过滤得到2-氰基-4-硝基-6-溴苯胺的湿品料。
该步骤(2)中的反应方程式为:
,同理,硫酸介质的实质上起到溶剂的作用,为反应的进行提供了酸性条件,硫酸不参与反应。
本发明中反应终点的控制均采用液相色谱仪测定法,具体的测定方法为本领域的公知性常识,此处不作赘述。
对比例1
(1)、根据本领域公知的传统工艺制备2-氰基-4-硝基苯胺;
(2)、以步骤(1)中的2-氰基-4-硝基苯胺为原料,根据本领域公知的传统工艺制备2-氰基-4-硝基-6-溴苯胺。
性能测试
采用液相色谱仪测得峰值,见表1:
表1
根据HG/T2078-2012的国家标准测定实施例1-3中步骤(1)制得的2-氰基-4-硝基苯胺的各项性能指标,测试结果见表2。
根据HG/T2078-2012的国家标准测定实施例1-3中步骤(2)制得的2-氰基-4-硝基-6-溴苯胺的各项性能指标,测试结果见表3。
表2
| 外观 | 干品初熔点 | 2-氰基-4-硝基苯胺质量分数 | 异构体质量分数 | 聚合物质量分数 | 加热减量质量分数 |
实施例1 | 浅黄色粉末 | ≥205℃ | ≥97% | ≤1% | ≤2% | ≤0.5% |
实施例2 | 浅黄色粉末 | ≥205℃ | ≥97% | ≤1% | ≤2% | ≤0.5% |
实施例3 | 浅黄色粉末 | ≥205℃ | ≥97% | ≤1% | ≤2% | ≤0.5% |
对比例1 | 浅黄色粉末 | ≥203℃ | ≥95% | ≤2% | ≤3% | ≤1% |
表3
| 外观 | HPLC | 含水量 | 干品初熔点 |
实施例1 | 浅黄色粉末 | ≥97% | ≤1% | ≥187℃ |
实施例2 | 浅黄色粉末 | ≥97% | ≤1% | ≥187℃ |
实施例3 | 浅黄色粉末 | ≥97% | ≤1% | ≥187℃ |
对比例1 | 浅黄色粉末 | ≥95% | ≤2% | ≥180℃ |
由上表1和表2可知,本发明的生产工艺合成的2-氰基-4-硝基苯胺为优等品,传统工艺中合成的2-氰基-4-硝基苯胺为合格品,本发明制得的2-氰基-4-硝基-6-溴苯胺的HPLC、含水量和干品初熔点等指标均优于传统工艺。
本发明2-氰基-4-硝基-6-溴苯胺的合成工艺,工艺步骤简单、容易控制,制得的产品收率高、纯度高、质量稳定,且环保指标能够满足市场需要,成本低,污水少,能耗降低,是一个低能耗低污染的生产工艺。
上述实施例仅用于解释说明本发明的发明构思,而非对本发明权利保护的限定,凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动,均应落入本发明的保护范围。