一种以均三甲苯为原料合成均三甲基苯胺的方法

文档序号:1947723 发布日期:2021-12-10 浏览:28次 >En<

阅读说明:本技术 一种以均三甲苯为原料合成均三甲基苯胺的方法 (Method for synthesizing mesitylene by using mesitylene as raw material ) 是由 贾建洪 左英壮 蒋见睿 王丹凤 佘远斌 于 2021-09-24 设计创作,主要内容包括:本发明公开了一种以均三甲苯为原料合成均三甲基苯胺的方法,本发明以过量的均三甲苯为底物,均三甲苯既作溶剂又作原料,发烟硝酸为硝化剂,多聚磷酸作为脱水剂,氢气作所得硝化产品还原剂,设计一套绿色经济的反应工艺流程,以此来制备均三甲基苯胺。本发明使用均三甲苯原料作为反应溶剂,更加绿色环保,反应速率更快,无副产物生成,总收率更高并且作溶剂的均三甲苯可以回收循环使用,后处理简单,可得到纯度较高的油状均三甲基苯胺产品。(The invention discloses a method for synthesizing mesitylene by using mesitylene as a raw material. The method uses the mesitylene raw material as the reaction solvent, is more environment-friendly, has faster reaction rate, no byproduct, higher total yield, simple post-treatment and capability of recycling the mesitylene used as the solvent and obtaining the oily mesitylene product with higher purity.)

一种以均三甲苯为原料合成均三甲基苯胺的方法

技术领域

本发明涉及有机合成领域,以均三甲苯为原料来合成均三甲基苯胺的一种绿色的、经济的制备方法和技术领域。

背景技术

均三甲基苯胺(CAS:88-05-1),其化学结构式如下:

均三甲苯(1,3,5-三甲基苯)经硝化可制得2,4,6-三甲基硝基苯,再经还原可得到2-氨基均三甲苯(又称均三甲基苯胺)。2-氨基均三甲苯是弱酸性、活性染料的中间体,用它合成的染料如弱酸性艳蓝RAW、活性翠绿、活性艳蓝等,色泽鲜艳,均染性好,可用于羊毛、丝绸、聚酰胺纤维织物的染色,可以染单色,也可以和其他弱酸性染料拼染。

以均三甲苯为原料合成均三甲基苯胺主要分两个步骤:

(1)硝硫混酸对均三甲苯硝化得到2,4,6-三甲基硝基苯;

(2)2,4,6-三甲基硝基苯加氢催化得到均三甲基苯胺。

目前国内生产2,4,6-三甲基硝基苯均采用传统的间歇硝化法,即将硫酸、硝酸和水配成混酸,再与均三甲苯在10℃以下进行硝化,所得产物静置分层,放掉废酸,再通过水洗、中和得到2,4,6-三甲基硝基苯。多数采用间歇硝化法采用釜式批量生产,反应速度慢,过程不容易控制,且产量低,产品收率低,废酸难以处理利用,资源浪费严重,另外间歇硝化若操作不当很容易发生爆炸,造成安全事故。

目前国内普遍的2,4,6-三甲基硝基苯还原制备均三甲基苯胺,主要以加氢还原为主,现有的加氢过程通常还是采用间歇式加氢釜完成,这种加氢的方法比较常规,且操作起来也比较成熟。目前普遍的加氢还原,需要将固体原料通过外加溶剂溶解,但是该方法在操作上比较繁琐,除了增加成本以外,还要考虑溶剂的回收以及环境污染等等问题。因此,发明一种新型的催化加氢工艺来制备均三甲基苯胺,具有重要的经济和环保价值。

发明内容

针对以上不足,提出了以均三甲苯原料作为溶剂,多聚磷酸作为脱水剂的绿色硝化工艺,以及合成均三甲基苯胺的新工艺。选择均三甲苯大大过量,既作反应原料又作反应溶剂,发烟硝酸为硝化剂,氢气作还原剂,Pd/C作催化剂,为了达到上述目的,本发明采用如下技术方案:

本发明提供一种新型的以均三甲苯为原料合成均三甲基苯胺的方法,反应过程如下:

(I)均三甲苯;(Ⅱ)2,4,6-三甲基硝基苯;(Ⅲ)均三甲基苯胺;

本发明以过量的均三甲苯为底物,均三甲苯既作溶剂又作原料,发烟硝酸为硝化剂,多聚磷酸作为脱水剂,氢气作所得硝化产品还原剂,设计一套绿色经济的反应工艺流程,以此来制备均三甲基苯胺。

一种以均三甲苯为原料合成均三甲基苯胺的方法,包括以下步骤:

1)在反应器中以式(I)的均三甲苯作为底物,在低温0℃~10℃下将发烟硝酸与多聚磷酸混合,滴加至反应器中,反应后洗去溶液中残留的磷酸得到含式(II)化合物与含式(I)化合物的混合反应液A;

2)将步骤1)得到的反应液A,加入化合物(I)稀释至化合物(Ⅱ)的质量浓度为10%~30%(优选20%),稀释完毕后,加入至反应釜中,并加入催化剂,选用氮气置换反应釜,选用氢气置换反应釜内氮气,进行加氢还原反应,期间不断补充氢气,反应结束后即可得到含式(III)化合物和式(I)化合物的反应液B;

3)将反应液B经后处理得到均三甲基苯胺产品。

步骤1)中,化合物(I)既作反应原料又作反应溶剂,开启机械搅拌。

所述的均三甲苯与发烟硝酸的物质的量之比为3~5:1,均三甲苯明显过量,既作原料又作反应溶剂。

所述多聚磷酸与发烟硝酸的质量之比为2~4:1,二者在冰浴条件下低温混合。

所述的滴加的速度为1秒1滴到2秒1滴。

所述的洗去溶液中残留的磷酸,具体包括:

向反应后的液体中加入饱和食盐水溶液淬灭,分液得到有机相和水相,再次加入饱和食盐水,分液,重复洗三次,目的是洗去溶液中残留的磷酸。

所述的反应的时间为4h~6h(优选5h)。

步骤2)中,选用氮气置换反应釜,选用氢气置换反应釜内氮气,随后通入氢气至釜内压力为2~4MPa(优选3MPa),反应釜升温至100℃~150℃(优选120℃)进行加氢还原反应。

加氢还原反应的时间为8h~12h(优选10h)。

所述的催化剂为雷尼镍,Pd/C,Pt/Al2O3(优选Pd/C)。

步骤3)中,所述的后处理包括:

将反应液B冷却,向反应液B中滴加酸性溶液,使化合物(Ⅲ)搅拌成盐,再加入水溶解化合物(Ⅲ)所成的盐,水相与均三甲苯溶液分层,过滤除去催化剂,回收套用,通过分液,得到均三甲基苯胺所成的盐的水溶液和均三甲苯,回收套用,向均三甲基苯胺的盐溶液加入碱性溶液,使均三甲基苯胺析出,再分液,得到均三甲基苯胺产品。

所述的酸性溶液为硫酸溶液、盐酸溶液。

所述的碱性溶液为氢氧化钠溶液、碳酸钠溶液。

所述酸性溶液(即酸性物质水溶液)中酸性物质的质量分数大于30%。

所述碱性溶液(即碱性物质水溶液)中碱性物质的质量分数大于30%。

具体地,所述方法包括以下步骤:

室温下向四口烧瓶中加入过量化合物(I)作为底物,化合物(I)既作反应原料又作反应溶剂,开启机械搅拌。在低温下将发烟硝酸与多聚磷酸混合,温度控制在0℃~10℃,加入至滴液漏斗中,缓慢滴加至四口烧瓶中,控制滴加速度在1秒1滴到2秒1滴之间,反应4h~6h(优选5h)得到含式(II)化合物与含式(I)化合物的混合反应液A;向所述反应液A中加入饱和食盐水溶液淬灭,分液得到得到有机相和水相,再次加入饱和食盐水,分液,重复洗三次,目的是洗去溶液中残留的磷酸。

上一步的得到的反应液A,加入化合物(I)稀释至化合物(Ⅱ)的浓度为10%~30%(优选20%),稀释完毕后,加入至不锈钢高压釜,并加入雷尼镍,Pd/C,Pt/Al2O3催化剂(优选Pd/C),选用0.4MPa的氮气置换反应釜3~5次(防止直接通氢气发生爆炸),选用0.5MPa的氢气置换反应釜内氮气3~5次,随后通入氢气至釜内压力为2~4MPa(优选3MPa),检查装置气密性后,反应釜升温至100℃~150℃(优选120℃)进行加氢还原反应,期间不断补充氢气,至连续一小时氢气不再消耗(连续一小时反应釜内氢气压力不降低),反应时间在8h~12h之间(优选10h),反应结束后先降至室温(切勿高温出料,以防均三甲基苯胺被氧化),即可得到含式(III)化合物和式(I)化合物的反应液B;将反应液B冷却至室温,向所述反应液B中滴加酸性溶液,使化合物(Ⅲ)搅拌成盐,再加入水溶解化合物(Ⅲ)所成的盐,水相与均三甲苯溶液分层,过滤除去催化剂(回收套用),通过分液,得到均三甲基苯胺所成的盐的水溶液和均三甲苯(回收套用),向均三甲基苯胺的盐溶液加入碱性溶液,使均三甲基苯胺析出,再分液,得到均三甲基苯胺产品(黄色油状液体)。

所述的均三甲苯与发烟硝酸的物质的量之比为3~5,(优选4);所述的脱水剂多聚磷酸与发烟硝酸的质量之比为2~4(优选3);所述酸性溶液为盐酸溶液或硫酸溶液(优选硫酸溶液);所述碱性溶液为氢氧化钠溶液或碳酸钠溶液(优选氢氧化钠溶液)所述的均三甲基苯胺的均三甲苯溶液与酸性溶液中酸的物质的量之比为1.1~1.3(优选1.2);所述的硫酸溶液为质量分数大于或等于30%的硫酸水溶液,优选所述浓硫酸质量分数为50%;所述的氢氧化钠溶液为质量分数大于或等于30%的氢氧化钠水溶液优选所述浓硫酸质量分数为50%。

与现有技术相比,本发明具有如下优点:

本发明提供了一种均三甲基苯胺的合成新工艺及后处理方法。使用均三甲苯原料作为反应溶剂,更加绿色环保,反应速率更快,无副产物生成,总收率更高并且作溶剂的均三甲苯可以回收循环使用,后处理简单,可得到纯度较高的油状均三甲基苯胺产品。

用多聚磷酸取代传统浓硫酸作为脱水剂方式可以有效减少均三甲苯被氧化所生成的氧化副产物;用过量的均三甲苯作溶剂的方式可以有效减少均三甲苯被二硝化所生成的二硝化副产物,滴加过程冰水浴的原因是因为硝化反应放热,需要控制反应温度。

均三甲基苯胺的均三甲苯溶液与均三甲基苯胺的甲醇溶液相比,可以省去多于的有机溶剂,更加经济环保,在加氢催化还原的过程中可以起到同样的效果,此外均三甲苯可回收循环使用等优点相比于传统的工艺具有更经济环保的优点。

附图说明

图1,图2分别为实例1中2-硝基均三甲苯和均三甲基苯胺的HPLC图;

图3为整套小试工艺的工艺流程图。

具体实施方式

将本实施例制得的均三甲基苯胺产品进行液相色谱分析,得到含有均三甲基苯胺质量百分含量99.02%的产品,液相色谱图如图所示。本实施例中制得的均三甲基苯胺产品进行液相色谱的色谱条件如下:

液相色谱仪型号:Agilent 1260;流动相:甲醇:水=40:60(0min)→40:60(2min)→80:20(20min)→80:20(30min)→90:10(35min),流速:1ml/min,柱温:28℃;检测波长:220nm。

实施例1:

室温25℃下,在100mL四口圆底烧瓶中加入均三甲苯36.06g(0.3mol),开启机械搅拌,称取发烟硝酸6.43g(0.1mol)与多聚磷酸12.86g在冰浴下混合(10℃以下),通过滴液体漏斗缓慢滴加到四口圆底烧瓶中,控制滴加速度约2秒每滴,然后在25℃下反应4小时,升温至35℃反应一小时,加入20ml饱和食盐水淬灭反应,在分液漏斗中震荡,静置分层,分液,取有机层,再次加入20ml饱和食盐水,同样操作洗涤3次,除去有机层中的磷酸。最终得到2,4,6-三甲基硝基苯的均三甲苯溶液38.68g,得到14.64g的产物,收率为88.62%,HPLC纯度为100%。

上一步得到的反应液,加29.22g均三甲苯稀释至2,4,6-三甲基硝基苯的浓度为20%(2,4,6-三甲基硝基苯与均三甲苯摩尔比为1:5),稀释完毕后,将溶液加入至不锈钢高压釜,并加入1.12g雷尼镍催化剂(雷尼镍65.2%,水分34.8%),选用0.3MPa的氮气置换反应釜4次,选用0.4MPa的氢气置换反应釜内氮气3次,随后通入氢气至釜内压力为4MPa,检查装置气密性后,反应釜升温至100℃进行加氢还原反应,反应8h,得到均三甲基苯胺的均三甲苯溶液,将反应液冷却至室温,过滤分离反应液和催化剂(回收催化剂0.88g),向所述反应液中滴84.14g浓度35%盐酸溶液,加热,开启搅拌,生成均三甲基苯胺盐酸酸盐,再加入水溶解均三甲基苯胺盐酸盐,水相与均三甲苯溶液分层,通过分液,得到均三甲基苯胺盐酸盐水溶液和均三甲苯(回收均三甲苯48.5g),再向均三甲基苯胺盐酸盐水溶液中加入22.55g浓度50%碳酸钠溶液,加热,搅拌,分液得到黄色油状均三甲基苯胺10.95g,收率91.39%,HPLC纯度为98.33%。

如图1所示,23.202min出峰(2-硝基均三甲苯),29.145min出峰(均三甲苯)。如图2所示,17.299min出峰(均三甲基苯胺)。

如图3所示,为整套小试工艺的工艺流程图。

实施例2:

室温25℃下,在100mL四口圆底烧瓶中加入均三甲苯36.06g(0.3mol),开启机械搅拌,称取发烟硝酸6.43g(0.1mol)与多聚磷酸19.29g在冰浴下混合(10℃以下),通过滴液体漏斗缓慢滴加到四口圆底烧瓶中,控制滴加速度约2秒每滴,然后在25℃下反应5小时,升温至35℃反应一小时,加入20ml饱和食盐水淬灭反应,在分液漏斗中震荡,静置分层,分液,取有机层,再次加入20ml饱和食盐水,同样操作洗涤3次,除去有机层中的磷酸。最终得到2,4,6-三甲基硝基苯的均三甲苯溶液39.44g,得到15.4g的产物,收率为93.22%,HPLC纯度为100%。

上一步得到的反应液,加31.98g均三甲苯稀释至2,4,6-三甲基硝基苯的浓度为20%(2,4,6-三甲基硝基苯与均三甲苯摩尔比为1:5),稀释完毕后,将溶液加入至不锈钢高压釜,并加入2.07g Pd/C催化剂(Pd/C37.1%,水分62.9%),选用0.3MPa的氮气置换反应釜4次,选用0.4MPa的氢气置换反应釜内氮气3次,随后通入氢气至釜内压力为3MPa,检查装置气密性后,反应釜升温至120℃进行加氢还原反应,反应10h,得到均三甲基苯胺的均三甲苯溶液,将反应液冷却至室温,过滤分离反应液和催化剂(回收催化剂1.78g),向所述反应液中滴加31.42g浓度50%硫酸溶液,加热,开启搅拌,生成均三甲基苯胺硫酸盐,再加入水溶解均三甲基苯胺硫酸盐,水相与均三甲苯溶液分层,通过分液,得到均三甲基苯胺硫酸盐水溶液和均三甲苯(回收均三甲苯48.8g),再向均三甲基苯胺硫酸盐水溶液中加入16.4g浓度50%氢氧化钠溶液,加热,搅拌,分液得到黄色油状均三甲基苯胺11.99g,收率95.12%,HPLC纯度为98.65%。

实施例3:

室温25℃下,在100mL四口圆底烧瓶中加入均三甲苯36.06g(0.3mol),开启机械搅拌,称取发烟硝酸6.43g(0.1mol)与多聚磷酸25.72g在冰浴下混合(10℃以下),通过滴液体漏斗缓慢滴加到四口圆底烧瓶中,控制滴加速度约2秒每滴,然后在25℃下反应6小时,升温至35℃反应一小时,加入20ml饱和食盐水淬灭反应,在分液漏斗中震荡,静置分层,分液,取有机层,再次加入20ml饱和食盐水,同样操作洗涤3次,除去有机层中的磷酸。最终得到2,4,6-三甲基硝基苯的均三甲苯溶液39.45g,得到15.41g的产物,收率为93.28%,HPLC纯度为100%。

上一步得到的反应液,加32.02g均三甲苯稀释至2,4,6-三甲基硝基苯的浓度为20%(2,4,6-三甲基硝基苯与均三甲苯摩尔比为1:5),稀释完毕后,将溶液加入至不锈钢高压釜,并加入1.18g Pt/Al2O3催化剂(Pt/Al2O3 65.5%,水分34.5%),选用0.3MPa的氮气置换反应釜4次,选用0.4MPa的氢气置换反应釜内氮气3次,最后充氢气至压力为2MPa,随后通入氢气至釜内压力为3MPa,检查装置气密性后,反应釜升温至150℃进行加氢还原反应,反应12h,得到均三甲基苯胺的均三甲苯溶液,将反应液冷却至室温,过滤分离反应液和催化剂(回收催化剂1.01g),向所述反应液中滴加19.08g浓度60%硫酸溶液,加热,开启搅拌,生成均三甲基苯胺硫酸盐,再加入水溶解均三甲基苯胺硫酸盐,水相与均三甲苯溶液分层,通过分液,得到均三甲基苯胺硫酸盐水溶液和均三甲苯(回收均三甲苯48.6g),再向均三甲基苯胺硫酸盐水溶液中加入16.17g浓度60%氢氧化钠溶液,加热,搅拌,分液得到黄色油状均三甲基苯胺11.87g,收率94.11%,HPLC纯度为98.57%。

实施例4:

室温25℃下,在250mL四口圆底烧瓶中加入均三甲苯96.16g(0.8mol),开启机械搅拌,称取发烟硝酸12.86g(0.2mol)与多聚磷酸25.72g在冰浴下混合(10℃以下),通过滴液体漏斗缓慢滴加到四口圆底烧瓶中,控制滴加速度约1秒每滴,滴加完毕后在25℃下反应4小时,升温至35℃反应一小时,加入40ml饱和食盐水淬灭反应,在分液漏斗中震荡,静置分层,分液,取有机层,再次加入40ml饱和食盐水,同样操作洗涤3次,除去有机层中的磷酸。最终得到2,4,6-三甲基硝基苯的均三甲苯溶液100.69g,得到28.57g的产物,收率为86.47%,HPLC纯度为99.5%。

上一步得到的反应液,加180.1g均三甲苯稀释至2,4,6-三甲基硝基苯的浓度为10%(2,4,6-三甲基硝基苯与均三甲苯摩尔比为1:10),稀释完毕后,将溶液加入至不锈钢高压釜,并加入2.19g雷尼镍催化剂(雷尼镍65.2%,水分34.8%),选用0.3MPa的氮气置换反应釜4次,选用0.4MPa的氢气置换反应釜内氮气3次,随后通入氢气至釜内压力为2MPa,检查装置气密性后,反应釜升温至100℃进行加氢还原反应,反应12h,得到均三甲基苯胺的均三甲苯溶液,将反应液冷却至室温,过滤分离反应液和催化剂(回收催化剂1.73g),向所述反应液中滴加53.76g浓度40%硫酸溶液,加热,开启搅拌,生成均三甲基苯胺硫酸盐,再加入水溶解均三甲基苯胺硫酸盐,水相与均三甲苯溶液分层,通过分液,得到均三甲基苯胺硫酸盐水溶液和均三甲苯(回收均三甲苯246.5g),再向均三甲基苯胺硫酸盐水溶液中加入43.89g浓度50%氢氧化钠溶液,加热,搅拌,分液得到黄色油状均三甲基苯胺21.01g,收率89.98%,HPLC纯度为98.51%。

实施例5:

室温25℃下,在250mL四口圆底烧瓶中加入均三甲苯96.16g(0.8mol),开启机械搅拌,称取发烟硝酸12.86g(0.2mol)与多聚磷酸38.58g在冰浴下混合(10℃以下),通过滴液体漏斗缓慢滴加到四口圆底烧瓶中,控制滴加速度约1秒每滴,滴加完毕后在25℃下反应5小时,升温至35℃反应一小时,加入40ml饱和食盐水淬灭反应,在分液漏斗中震荡,静置分层,分液,取有机层,再次加入40ml饱和食盐水,同样操作洗涤3次,除去有机层中的磷酸。最终得到2,4,6-三甲基硝基苯的均三甲苯溶液102.33g,得到30.21g的产物,收率为91.4%,HPLC纯度为99.5%。

上一步得到的反应液,加37.78g均三甲苯稀释至2,4,6-三甲基硝基苯的浓度为20%(2,4,6-三甲基硝基苯与均三甲苯摩尔比为1:5),稀释完毕后,将溶液加入至不锈钢高压釜,并加入4.07g Pd/C催化剂(Pd/C37.1%,水分62.9%),选用0.3MPa的氮气置换反应釜4次,选用0.4MPa的氢气置换反应釜内氮气3次,随后通入氢气至釜内压力为3MPa,检查装置气密性后,反应釜升温至120℃进行加氢还原反应,反应10h,得到均三甲基苯胺的均三甲苯溶液,将反应液冷却至室温,过滤分离反应液和催化剂(回收催化剂2.73g),向所述反应液中滴加43.01g浓度50%硫酸溶液,加热,开启搅拌,生成均三甲基苯胺硫酸盐,再加入水溶解均三甲基苯胺硫酸盐,水相与均三甲苯溶液分层,通过分液,得到均三甲基苯胺硫酸盐水溶液和均三甲苯(回收均三甲苯103.5g),再向均三甲基苯胺硫酸盐水溶液中加入35.11g浓度50%氢氧化钠溶液,加热,搅拌,分液得到黄色油状均三甲基苯胺23.11g,收率93.45%,HPLC纯度为98.65%。

实施例6:

室温25℃下,在250mL四口圆底烧瓶中加入均三甲苯96.16g(0.8mol),开启机械搅拌,称取发烟硝酸12.86g(0.2mol)与多聚磷酸51.44g在冰浴下混合(10℃以下),通过滴液体漏斗缓慢滴加到四口圆底烧瓶中,控制滴加速度约1秒每滴,滴加完毕后在25℃下反应6小时,升温至35℃反应一小时,加入40ml饱和食盐水淬灭反应,在分液漏斗中震荡,静置分层,分液,取有机层,再次加入40ml饱和食盐水,同样操作洗涤3次,除去有机层中的磷酸。最终得到2,4,6-三甲基硝基苯的均三甲苯溶液102.48g,得到30.36g的产物,收率为91.9%,HPLC纯度为99.4%。

上一步得到的反应液,除去13.3g均三甲苯浓缩至2,4,6-三甲基硝基苯的浓度为30%(2,4,6-三甲基硝基苯与均三甲苯摩尔比为3:10),稀释完毕后,将溶液加入至不锈钢高压釜,并加入2.32g Pt/Al2O3催化剂(Pt/Al2O3 65.5%,水分34.5%),选用0.3MPa的氮气置换反应釜4次,选用0.4MPa的氢气置换反应釜内氮气3次,随后通入氢气至釜内压力为4MPa,检查装置气密性后,反应釜升温至150℃进行加氢还原反应,反应8h,得到均三甲基苯胺的均三甲苯溶液,将反应液冷却至室温,过滤分离反应液和催化剂(回收催化剂2.73g),向所述反应液中滴加51.61g浓度60%硫酸溶液,加热,开启搅拌,生成均三甲基苯胺硫酸盐,再加入水溶解均三甲基苯胺硫酸盐,水相与均三甲苯溶液分层,通过分液,得到均三甲基苯胺硫酸盐水溶液和均三甲苯(回收均三甲苯103.5g),再向均三甲基苯胺硫酸盐水溶液中加入42.13g浓度60%氢氧化钠溶液,加热,搅拌,分液得到黄色油状均三甲基苯胺23.08g,收率92.88%,HPLC纯度为98.65%。

实施例7:

室温25℃下,在500ml的四口圆底烧瓶中加入均三甲苯240.38g(2mol),开启机械搅拌,称取发烟硝酸25.72g(0.4mol)与多聚磷酸102.88g在冰浴下混合(10℃以下),通过滴液体漏斗缓慢滴加到四口圆底烧瓶中,控制滴加速度约1秒2滴,然后在25℃下反应5小时,升温至35℃反应一小时,加入100ml饱和食盐水淬灭反应,在分液漏斗中震荡,静置分层,分液,取有机层,再次加入100ml饱和食盐水,同样操作洗涤3次,目的是除去有机层中的磷酸。最终得到2,4,6-三甲基硝基苯的均三甲苯溶液253.66g,得到61.27g的产物,收率为92.7%,HPLC纯度为99.4%。

上一步得到的反应液,加30.51g均三甲苯稀释至2,4,6-三甲基硝基苯的浓度为20%(2,4,6-三甲基硝基苯与均三甲苯摩尔比为1:5),稀释完毕后,将溶液加入至不锈钢高压釜,并加入8.26g Pd/C催化剂(Pd/C37.1%,水分62.9%),选用0.3MPa的氮气置换反应釜4次,选用0.4MPa的氢气置换反应釜内氮气3次,最后充氢气至压力为2MPa,随后通入氢气至釜内压力为2MPa,检查装置气密性后,反应釜升温至120℃进行加氢还原反应,反应10h,得到均三甲基苯胺的均三甲苯溶液,将反应液冷却至室温,过滤分离反应液和催化剂(回收催化剂5.79g),向所述反应液中滴加87.24g浓度50%硫酸溶液,加热,开启搅拌,生成均三甲基苯胺硫酸盐,再加入水溶解均三甲基苯胺硫酸盐,水相与均三甲苯溶液分层,通过分液,得到均三甲基苯胺硫酸盐水溶液和均三甲苯(回收均三甲苯215.11g),再向均三甲基苯胺硫酸盐水溶液中加入71.21g浓度50%氢氧化钠溶液,加热,搅拌,分液得到黄色油状均三甲基苯胺47.88g,收率93.01%,HPLC纯度为98.81%。

实施例8:

通过实施例7回收了215.11g均三甲苯和和5.79gPd/C催化剂(Pd/C37.1%,水分62.9%),准备套用。室温下,在500mL四口圆底烧瓶中加入均三甲苯215.11g(1.79mol),开启机械搅拌,称取发烟硝酸25.72g(0.4mol)与多聚磷酸77.16g在冰浴下混合(10℃以下),通过滴液体漏斗缓慢滴加到四口圆底烧瓶中,控制滴加速度约1秒2滴,然后在25℃下反应5小时,升温至35℃反应一小时,加入80ml饱和食盐水淬灭反应,在分液漏斗中震荡,静置分层,分液,取有机层,再次加入80ml饱和食盐水,同样操作洗涤3次,目的是除去有机层中的磷酸。最终得到2,4,6-三甲基硝基苯的均三甲苯溶液162.09g,得到59.64g的产物,收率为90.3%,HPLC纯度为99.1%。

上一步得到的反应液,加54.88g均三甲苯稀释至2,4,6-三甲基硝基苯的浓度为20%(2,4,6-三甲基硝基苯与均三甲苯摩尔比为1:5),稀释完毕后,将溶液加入至不锈钢高压釜,并加入8.26g(补加2.47g)Pd/C催化剂(Pd/C37.1%,水分62.9%),选用0.3MPa的氮气置换反应釜4次,选用0.4MPa的氢气置换反应釜内氮气3次,最后充氢气至压力为2MPa,随后通入氢气至釜内压力为2MPa,检查装置气密性后,反应釜升温至120℃进行加氢还原反应,反应10h,得到均三甲基苯胺的均三甲苯溶液,将反应液冷却至室温25℃,过滤分离反应液和催化剂(回收催化剂5.68g),向所述反应液中滴加87.24g浓度50%硫酸溶液,加热,开启搅拌,生成均三甲基苯胺硫酸盐,再加入水溶解均三甲基苯胺硫酸盐,水相与均三甲苯溶液分层,通过分液,得到均三甲基苯胺硫酸盐水溶液和均三甲苯(回收均三甲苯213.89g),再向均三甲基苯胺硫酸盐水溶液中加入71.21g浓度50%氢氧化钠溶液,加热,搅拌,分液得到黄色油状均三甲基苯胺45.99g,收率94.22%,HPLC纯度为98.95%。

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