3-氯对甲苯胺是一种重要的有机颜料、染料和农药中间体。它是黄色或棕色液体,能溶于乙醇和苯,不溶于冷水。它的磺化产物是3-氯对甲苯胺-6-磺酸,也被称为2B酸,因此3-氯对甲苯胺也被称为2B油。
目前国内大多数2B油的生产方法采用硫化碱还原法。这种方法的生产工艺复杂,产品质量受多种因素影响。此外,硫化碱对设备的腐蚀严重,废水处理量大且困难,会造成环境污染,增加生产成本。
步骤1:将邻氯对硝基甲苯与甲醇按照质量比为1:1溶解于反应釜中,加入雷尼镍催化剂;
步骤2:向溶液中通入氢气,邻氯对硝基甲苯与氢气的摩尔比为1:3.5,控制反应温度和压力;
步骤3:将还原液进行常压蒸馏分离,得到粗制邻氯对氨基甲苯;
步骤4:将粗制邻氯对氨基甲苯进行负压蒸馏精制,得到精制3-氯对甲苯胺。
[1]宜宾市南溪区红源化工有限公司. 一种邻氯对硝基甲苯催化加氢合成邻氯对氨基甲苯的方法:CN201810911201.5[P]. 2018-12-21.
[2]张阳,李付刚,李文骁.催化还原制备3-氯-4-甲基苯胺的研究进展[J].染料与染色,2010,47(6):40-42+35.
对甲苯胺是一种无色薄片状物质,暴露在空气和光线下会变成暗色。在流动和搅拌过程中可能会产生静电。加热和燃烧对甲苯胺会分解,产生含有氮氧化物的有毒烟雾。它还会与强氧化剂和强酸发生反应,对某些塑料有腐蚀作用。
目前,对甲苯胺的生产一般是通过对硝基甲苯的还原来实现的。常用的生产工艺是使用硫化钠进行还原反应,反应液经过分层去水后,通过减压蒸馏、冷凝、结晶和干燥等步骤得到成品。硫化碱还原法是国内生产厂家广泛采用的方法,但是它的生产成本较高,会产生污水且难以处理,产品收率也较低,只有88.9%。
另外,还有一种制备对甲苯胺的方法,它的特点是将对硝基甲苯在工艺温度条件下通入0.48-0.54重量份的氢气,并在加有催化剂的还原塔内进行还原反应,然后将还原产物转移到精馏釜进行精制,最终得到产品。
这种制备方法有效地节约了原料的使用,合理地减少了能量损耗,并降低了生产过程中的污染。
3-氯对甲苯胺又名4-氨基-2-氯甲苯,邻氯对氨基甲苯,英文名称3-Chloro-4-methylaniline,分子式和分子量为C7H8ClN,141.598。该化合物的一般性状为黄色至棕色液体,密度为1.2±0.1 g/cm3,溶于乙醇或苯中,微溶于热水,不溶于冷水。
(1) 摩尔折射率:40.20
(2) 摩尔体积(cm3/mol):119.9
(3) 等张比容(90.2K):306.6
(4) 表面张力(dyne/cm):42.7
(5) 极化率(10-24cm3):15.94
基于3-氯对甲苯胺的理化性质,该化合物在储存时应与强氧化剂、酸类、酸酐、酰基氯、食用化学品分开存放,切忌混储。另外,还需要注意避免光照,远离火种、热源,保持库房阴凉、通风,保持容器密封。
文献报道了一种邻氯对硝基甲苯催化加氢合成3-氯对甲苯胺的方法,包括以下步骤:将邻氯对硝基甲苯按照质量比1:1溶解于甲醇溶剂,加入雷尼镍催化剂;溶解完毕后通入氢气,邻氯对硝基甲苯与氢气摩尔量比为1:(3.5~4),控制反应温度90~95℃,控制反应压力1.6~2.2MPa;当邻氯对硝基甲苯投入量为1吨时,还原反应时间约为5~6小时;将还原液转入到溶剂蒸馏塔中,进行常压蒸馏得到粗制邻氯对氨基甲苯;将粗制邻氯对氨基甲苯转入到精馏塔中,进行负压蒸馏得到精制邻氯对氨基甲苯,利用气相色谱法测得3-氯对甲苯胺大于98.00%,生产过程不产生多硫废水和多硫废渣,节能环保,工艺操作过程简单且可控,降低了生产成本[1]。
3-氯对甲苯胺主要用作有机合成中间体,例如合成2,4-二氯甲苯。具体步骤是以3-氯对甲苯胺为原料,先制成盐酸盐,再用亚硝酸钠反应,得到2-氯-4-重氮基甲基的盐。用氯化亚铜将重氮基转化为氯,并经分离提纯可以得到2,4-二氯甲苯。该法后处理工艺简单,收率较高[2]。此外,3-氯对甲苯胺还可用于有机颜料中间体2B酸、农药绿麦隆的生产。
[1]李文生,杨建平,唐邦正.一种邻氯对硝基甲苯催化加氢合成邻氯对氨基甲苯的方法:CN201810911201.5[P].CN109053461A.
[2]于培山.2,4-二氯甲苯的合成[J].化工时刊,1999(08):39-40.
N-甲基-N-羟乙基-对甲苯胺,常温常压下为无色粘性液体,具有显著的碱性可与常见的酸性物质结合成盐,难溶于水但是可溶于常见的有机溶剂包括低极性的醚类溶剂。N-甲基-N-羟乙基-对甲苯胺是一种氨基醇类化合物,主要用作药物合成、染料生产以及有机合成领域中的中间体。
图1 N-甲基-N-羟乙基-对甲苯胺的化学结构式
从化学的角度来讲,N-甲基-N-羟乙基-对甲苯胺是一种羟乙基化的对甲苯胺衍生物,其结构中的氨基单元具有显著的碱性和亲核性,它可与碘甲烷等强亲电试剂发生甲基化反应得到相应的季铵盐类衍生物。此外,N-甲基-N-羟乙基-对甲苯胺结构中的醇羟基单元可与酰氯类化合物发生酯化反应,也可适当的氧化剂的作用下发生氧化反应得到相应的醛类衍生物。
目前,主要有两种常用的N-甲基-N-羟乙基-对甲苯胺合成路线,一种是对甲苯胺与甲醇反应的合成方法,另一种是对甲苯胺与氢氧化钠/甲醛反应合成路线。
在反应器中加入适量的对甲苯胺和甲醇,然后加入酸催化剂如硫酸或磷酸。反应进行时,可以加热提高反应速率。反应完成后通过蒸馏等方法分离纯化产物最终得到N-甲基-N-羟乙基对甲苯胺。
首先将对甲苯胺与氢氧化钠溶液反应生成中间体N-苯基甲醛。然后将N-苯基甲醛与甲醇反应得到N-甲基-N-羟乙基对甲苯胺。
有研究比较了N,N-二甲基苯胺和N-甲基-N-2-羟乙基对甲苯胺与过氧化物组成的引发体系对不饱和聚酯树脂(UPR)的固化情。.结果表明:在促进剂浓度相同时,N-甲基-N-2-羟乙基对甲苯胺的凝胶时间比N,N-二甲基苯胺的缩短4.5~6.5倍,固化时间比N,N-二甲基苯胺的缩短1.2~4倍,巴氏硬度比N,N-二甲基苯胺的高。[1]
N-甲基-N-羟乙基-对甲苯胺在许多领域中具有广泛的应用,首先在药物领域,它常被用作特定药物分子的合成中间体,通过对N-甲基-N-羟乙基对甲苯胺的进一步修饰可以合成出具有特定药理活性的化合物如抗癌药物、抗感染药物等。其次在染料领域该物质可以用于染料的合成,也可用于纺织品、皮革等材料的染色。此外,在有机合成中,它还可作为催化剂或还原剂参与反应。
[1] 丘坤元,郭大捷,郭新秋等. 有机过氧化物与N-甲基-N-2-羟乙基苯胺引发体系的研究[J]. 高分子学报, 1991(1):7.
在化学催化固化工业生产中,N-甲基-N-羟乙基-对甲苯胺是一种重要的有机化合物,被广泛应用。
目前,N-甲基-N-羟乙基-对甲苯胺的制备方法存在一些问题。首先,反应时间长达近百小时,且反应终点不明确,导致生产时间周期长、生产效率低。其次,所需原料N,N-二羟乙基胺价格较高,增加了成本。为了解决这些问题,本发明提出了一种新的制备方法。
本发明的制备方法采用直接胺解反应,并加入胺解引发剂,使反应易于进行,加快反应速度。这种方法不仅将反应周期降低至2小时左右,提高了生产效率,而且反应条件温和,操作方便、简单,更适合实现工业化生产。
图1 N-甲基-N-羟乙基-对甲苯胺的合成反应式
(1)胺解反应步骤
向一个带有加热装置、电搅拌、温度计的10升反应釜中依次投入对甲基苯胺1000克、氢氧化钠2000克、甲醇4100克,在搅拌下同时加热至55+2℃反应,加入胺解引发剂碘化钠750克,不断加入氯乙醇3650克,保温反应2小时后停止加热。
(2)过滤步骤
将胺解反应后得到的混合液放冷至室温,过滤,收集滤液,滤液为油状液体。
(3)蒸馏步骤
将滤液进行蒸馏得到N-甲基-N-羟乙基-对甲苯胺,蒸馏的温度为170℃--185℃,真空度为10±2mmHg。
[1]Tayama, Eiji; Yanaki, Tomoyo; Iwamoto, Hajime; Hasegawa, Eietsu European Journal of Organic Chemistry, 2010 , # 35 p. 6719 - 6721
背景及概述[1]
化学名称为3-甲基-6-(对甲苯胺基)-3H-二苯并[f,ij]异喹啉-2,7-二酮的C.I.溶剂红52是一种功能溶剂染料,可用于多种树脂及纤维着色。它具有紫红色结晶的性状,熔点在269℃-270℃之间,可溶于水,浓硫酸中呈深红色,稀释后会产生红色沉淀。目前,C.I.溶剂红52的合成方法是以4-溴(或氯)-N-甲基吡啶蒽酮和对甲苯胺为原料,经过缩合、过滤和干燥得到成品。然而,对甲苯胺作为C.I.溶剂红52的主要原料,在合成过程中可能会有部分未反应完全而残留在最终产品中。对甲苯胺本身属于危险化学品,对人体有一定的危害,并且会对下游产品的质量产生影响。因此,有必要对C.I.溶剂红52中的对甲苯胺含量进行控制。
溶剂红52广泛适用于各种树脂塑料的着色,如聚丙烯酸树脂聚、ABS树脂、有机玻璃、涤纶树脂、聚碳酸酯等。它具有耐热性和耐光性较好的特点,色泽鲜艳且着色力高。
一种环保制备溶剂红52染料的方法包括以下步骤:
(a)向500ml的三口烧瓶中,加入1-甲氨基-4-溴蒽醌80克,随后加入2倍量的对甲苯胺(160g),0.3倍量的氢氧化钾(24g),0.01倍量的硫酸铜(0.8g)。将温度升至100℃,进行缩合反应,反应8小时至终点。然后加入1.5倍量(120g)的甲醇进行离析,经过滤、洗涤和烘干,得到79克的中间体。
(b)将该中间体投入到2倍量(158g)的溶剂DMF中,加入0.5倍量(39.5g)的醋酸酐,升温至80℃进行酰化反应,反应10小时至终点。
(c)将步骤(b)的产物降温至40℃,加入0.4倍量(31.6g)的氢氧化钠,然后升温至100℃进行闭环反应,反应7小时至终点。然后降温至40℃,加入1.5倍量(118.5g)的甲醇进行离析,经过滤、洗涤和烘干,得到82.3克纯度为98.5%的溶剂红52(产率为90%)。
[1] C.I.溶剂红52中对甲苯胺含量的测定
[2] CN201611074319.4一种溶剂红52染料的环保制备方法
4-二对甲苯胺基苯甲醛作为一种重要的化合物,具有广泛的应用价值。
简述:4-二对甲苯胺基苯甲醛,英文名称为4-Di-p-tolylamino-benzaldehyde,CAS号42906-19-4,分子式C21H19NO,分子量301.38,在热乙腈中几乎完全溶解。
应用:
1. 合成三芳胺取代卟啉化合物
卟啉类大环化合物由于具有特殊的窄带发射而制作的红色电致发光器件具有很高的色纯度,因而近年来受到人们的广泛关注。
薛金强等人用4-二苯胺基苯甲醛、4-二对甲苯胺基苯甲醛和 4-二(4-甲氧基苯胺基)苯甲醛分别与吡咯直接缩舍得到三芳胺取代的卟啉化合物。具体步骤如下:
(1)三芳胺的合成
4,4-二甲基三苯胺的合成。将二芳胺(0.22 mol, 4,4-二甲基二苯胺)与碘苯(0.20 mol)在氯化亚铜(0.03 mol)和邻菲啰啉(0.03 mol)催化下,于二甲苯(90 mL)中回流8 h.反应结束后加入水,有机相经活性炭脱色、浓缩后加入甲醇析出产品,再用乙醇重结晶得白色晶体。4,4-二甲基三苯胺,收率84%。熔点111~112 ℃。
(2)三芳胺的醛基化
将0.020 mol三芳胺、0.026 mol DMF和22 mL苯加入到100 mL三口瓶中,在0~3 ℃下滴加0.026 mol三氯氧磷。待反应液升至室温后缓慢加热至回流反应1 h,冷却后倒入200 mL冰水中,并用20%NaOH溶液调至pH=7,搅拌30 min后过滤出沉淀,再用乙醇重结晶。4-二对甲苯胺基苯甲醛,黄绿色晶体,收率81%,熔点112~113 ℃。
(3)4Meso-四三芳胺取代卟啉的合成
250 mL三口瓶中加入60 mL丙酸,加热至回流后同时滴加各溶有40 mmol吡咯和三芳胺甲醛的 20 mL 丙酸溶液,然后回流反应3 h,静置过夜后过滤得到B 固体,最后用硅胶柱进行分离。Meso-四(4-二对甲苯胺基)苯基卟啉(B):洗脱剂为二氯甲烷与石油醚(体积比2/1),收集第二色带(Rf=0.72),蒸干溶剂得红色固体,收率8.2%。
2. 合成一枝蒿酮酸荧光探针
从4-二对甲苯胺基苯甲醛出发,经Aldol缩合脱水和羧酸酰胺化反应等两步转化,得到一枝蒿酮酸荧光探针—化合物5-(4-(二对甲苯基氨基)亚苄基)-3-(一枝蒿酮酸酰基)噻唑烷-2,4-二酮。具体步骤如下:
a、将化合物1为4-二对甲苯胺基苯甲醛和化合物2为4-噻唑烷二酮溶于二甲苯中,分别依次加入溶剂乙酸和3-甲基吡啶后,搅拌回流16h,反应结束后将溶剂减压旋干,柱层析纯化后得到产物化合物3为5-(4-(二对甲苯基氨基)亚苄基)噻唑烷-2,4-二酮;
b、在氮气保护下,将合物4为一枝蒿酮酸溶解于N,N-二甲基甲酰胺中,置于冰水浴中,依次加入N,N-二异丙基乙胺和2-(7-氮杂苯并三氮唑)-N,N,N',N'-四甲基脲六氟磷酸酯后,室温搅拌0.5小时,再加入化合物3为5-(4-(二对甲苯基氨基)亚苄基)噻唑烷-2,4-二酮,温度50℃反应12h,反应结束后加水淬灭反应,用乙酸乙酯萃取3次,合并有机相,用无水硫酸镁干燥,柱层析纯化得到产物一枝蒿酮酸荧光探针5-(4-(二对甲苯基氨基)亚苄基)-3-(一枝蒿酮酸酰基)噻唑烷-2,4-二酮。
参考文献:
[1] 薛金强,冯亚青,汪磊,等. 三芳胺取代卟啉化合物的合成及其光谱性能[J]. 天津大学学报,2008,41(1):109-113. DOI:10.3969/j.issn.0493-2137.2008.01.020.
[2] 喀什大学. 一枝蒿酮酸荧光探针的合成方法及其应用. 2023-05-12.