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溴胺精细化学品的合成原理与生产工艺(一)

发布时间:2018-06-24 00:00 作者:中国标准物质网 阅读量:1539

1.邻溴苯胺

邻溴苯胺邻硝基苯胺为原料,经重氮化、溴化、还原而得,其反应式如下:

邻溴苯胺的生产工艺流程见图21-51。

图21-5 邻溴苯胺生产工艺流程

(1)重氮化将100kg邻硝基苯胺、500L水和160L浓硫酸加入重氮化反应釜中,开启搅拌,向釜中通入蒸汽加热至全溶,然后开冷冻盐水冷却料液至5℃以下,慢慢向釜中加入131kg 23.7%的亚硝酸钠水溶液,过程中控制温度不超过10℃,全部加完后继续搅拌反应15min。

(2)溴化将168kg硫酸铜与120kg水混合加入到溴化釜中,开启搅拌,通入适量蒸汽加热使之完全溶解,然后再加入116kg溴化钾、44kg粉状无水亚硫酸钠,釜中析出白色溴化铜沉淀。将料液放到离心机离心,晶体投入到预先加有80L氢溴酸的反应釜中,开启搅拌,再加入上述重氮反应液,搅拌反应3h,然后加热并通入水蒸气进行蒸馏,油水相一起收集在结晶釜中,当无油相随水蒸气馏出时,停止水蒸气蒸馏,开结晶釜冷冻盐水冷至20℃以下,析出结晶,放料至离心机离心得邻硝基溴苯约100kg。

(3)还原将上述100 kg邻硝基溴苯加入到还原釜中,加入100L水,开启搅拌,再加入100 kg铁粉,开蒸汽加热至回流温度,保持温度并滴加100kg氢溴酸,滴定后再回流3.0h,开冷却水冷却,加入少量固体氢氧化钠中和至pH值为7~8,然后通入水蒸气蒸馏,馏出液冷却后离心得邻溴苯胺,阴干后得产品,约48kg。

2.间溴苯胺

(1)间硝基苯胺法由间硝基苯胺经重氮化、溴化、还原而得,其反应式如下:

①重氮化将6kg间硝基苯胺、30L水、9.2L浓硫酸溶解后冷却析出糊状结晶物,在50℃下搅拌加入3kg亚硝酸钠饱和水溶液进行重氮化,得重氮盐。

②溴化取6~7kg溴化亚铜加入40.0%氢溴酸4.5L,溶解加热至沸,在搅拌下加入重氮盐溶液,约3.0h加完,再回流6.0h,改水蒸气蒸馏,冷却析出淡黄色固体。过滤出结晶,约6.5~7.0kg间硝基溴代苯粗品。

③还原将20kg间硝基溴代苯、20kg铁粉搅拌加热,加入氢溴酸20kg (40.0%),回流约6.0~8.0h,稍冷加入氢氧化钠中和,水蒸气蒸馏,馏出水静置过夜,分出粗品约11kg,经酸碱沉淀,减压蒸馏而得成品。

(2)硝基苯法以硝基苯为原料,经溴化、还原而得,其反应式如下:

①溴化在1000mL的三口烧瓶中加入240mL水和240mL浓硫酸,再加硝基苯36.9g。冷至室温,保持温度25~35℃,搅拌下分批加入溴酸钾55.0g,加完后,在此温度下搅拌3.5 h。抽滤,用100mL水洗涤滤饼,干燥,得55.8g黄色固体,收率92.1%。经乙醇重结晶,得黄色结晶间溴硝基苯

②还原取上述间溴硝基苯40.4g、金属锡粉47.5g,加入150mL水中,搅拌加热至沸,慢慢滴入浓盐酸100mL,加完后继续回流2.0h。冷却后慢慢加入110g 50.0%的NaOH溶液使反应液呈强碱性。水蒸气蒸馏,馏出物用氯仿萃取,萃取液用无水硫酸镁干燥。蒸出氯仿,减压(130℃, 1.6×10-3 MPa)蒸出无色液体间溴苯胺31.5g,收率91.7%。

3.对溴苯胺

对溴苯胺有硝基苯胺法、对溴乙酰苯胺法、对二溴苯氨化法和对溴硝基苯加氢还原法四种方法生产。

(1)硝基苯胺法以对硝基苯胺为原料,经重氮化、溴化、还原而得,其反应式如下:

①重氮化对硝基苯胺7.0kg和水35.0L,在搅拌下慢慢加入浓硫酸11.2L,通入水蒸气搅拌至全溶,放置冷却,5℃以下搅拌慢慢加入亚硝酸钠(2.17kg亚硝酸钠加7.0L水)溶液,反应温度不得超过10℃,最后用淀粉碘化钾试纸检验反应终点。

②溴化在搪瓷桶中加入硫酸铜11.8kg、水8.5L。溶解后,再加入溴化钾8.2kg,于搅拌下慢慢加入无水亚硫酸钠1.4kg,至溶液蓝色完全消失为止,过滤约得7.0kg湿品备用。

把上述溴化亚铜全部加到300.0L反应罐中,加入氢溴酸5.6L,再将上述制得的重氮盐溶液全部加入,常温搅拌3.0h。水蒸气蒸馏,滤出蒸馏液结晶约5.5kg,用50L乙醇、少许活性炭重结晶,烘干得4kg对硝基溴苯。

③还原对硝基溴苯4kg、加水4kg,再加入预先用10.0%氢溴酸处理过的铁粉4kg,搅拌下加热至微沸,慢慢加入氢溴酸7kg,搅拌回流9.0h,稍冷后,慢慢加入固体氢氧化钠中和至pH为7.8,水蒸气蒸馏,蒸馏液放置析出结晶,过滤得2.5kg溴苯胺,经精制而得成品。

(2)对溴乙酰苯胺法其反应式如下:

向500mL反应瓶中加入35mL 95.0%乙醇和18g对溴乙酰苯胺。装上回流冷凝器,加热至沸,从冷凝器上口滴加22mL浓盐酸。加毕,回流30~40min。加入150mL水稀释,改回流为蒸馏装置,蒸馏收集大约100mL馏出液(乙酸乙酯、乙醇和水)后,将剩余物对溴苯胺盐酸盐倒入100mL冰水中。在剧烈搅拌下,用5.0%的NaOH溶液中和至碱性,析出油状对溴苯胺,很快便固化。滤出固体,用冷水洗涤,晾干,得对溴苯胺14g,收率97.0%。

(3)对二溴苯氨化法其反应式如下:

制备实例1:向高压釜中加入对二溴苯5.0g,钯黑1.5g和戊烷40mL。通入氨气后,在温度110℃、压力8.61 MPa下反应8.0 h。对二溴苯的转化率9.0%,对溴苯胺的收率85.0%,1,4-二氨基苯收率15.0%。

制备实例2:将对二溴苯5.0g,溴化钯3.0g、正壬烷40mL加入带搅拌器的200mL高压釜中,高压釜浸于干冰-乙醇浴,导入氨气。在温度100℃、压力7.60 MPa下搅拌反应8.0h。然后将高压釜冷却到常温、常压,取出反应产物。对二溴苯转化率12.0%,对溴苯胺收率45.0%,对苯二胺收率55.0%。

制备实例3:向高压釜中加入对二溴苯5.0g,钯黑1.5g和戊烷40mL。导入氨气后,在温度110℃、压力8.61 MPa下反应8.0h。对二溴苯的转化率9.0%,对溴苯胺的收率85.0%,1,4-二氨基苯的收率15.0%。

制备实例4:向带有搅拌器的200mL不锈钢高压釜中加入对二溴苯15.0g,溴化亚铜0.09g和液态氨40mL。在温度111℃、压力7.10MPa下搅拌反应4.5 h。对二溴苯的转化率68.0%,对溴苯胺的收率46.0%,对苯二胺的收率20.0%。

(4)对溴硝基苯加氢还原法其反应式如下:

制备实例1:向钛制高压釜中加入40.4份对溴硝基苯、160份甲醇、0.07份亚磷酸和0.002份铂,在40~50℃下加氢。反应产物中对溴苯胺含量99.4%,苯胺0.06%,邻溴苯胺0.5%。

制备实例2:向带有夹套、搅拌器的钛制高压釜中加入40.4份对溴硝基苯、160份甲醇、0.07份亚磷酸和0.002份铂,在40~50℃下加氢。反应毕取出反应产物进行分析,产物中对溴苯胺含量99.4%,苯胺0.06%,邻溴苯胺0.5%。此法工艺简单,收率高,是合成对溴苯胺的工业化方法。

制备实例3:将40g对溴硝基苯、185mL甲醇、4.0g雷尼Ni催化剂和所需量助催化剂(双氰胺)加入到500mL高压反应釜中,在所需压力、温度等条件下进行加氢还原反应。反应过程中气相色谱跟踪分析,反应达终点后,将出釜液过滤,在N2保护下蒸出甲醇,结束后,将蒸馏剩余液倒入烧杯中,加入0.5g Na2SO3和2g活性炭,用热水加热至70~80℃,充分搅拌0.5h,抽滤脱色,滤液冷却后即为对溴苯胺,在乙醇中重结晶后,纯度达99.2%。

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