现有的3,4-二氯苯腈的生产方法复杂,收率低,不易操作。
本发明的目的在于提供一种方法简便、易操作、效果好的3,4-二氯苯腈的生产方法。
本发明的技术解决方案是:
一种3,4-二氯苯腈的生产方法,其特征是:将固定床内填入催化剂,先进行32(T420°C 的通氧预处理反应10-14小时,然后由泵进入3,4-二氯甲苯,同时进入氨气,反应得到3,4-二氯苯腈粗品;所述催化剂是由下列重量百分比的组分混合后经110-130℃预处理6^12小时后成形,再经600-750°C烧结8?12小时制得:
氧化钠 2?5%
氧化钡 10?25%
二氧化硅 50?70%
氧化锶 0. 5^1%
氧化钙 10?25%。
氨的用量为3,4-二氯甲苯重量的1. 2^1. 6倍。
3,4-二氯苯腈粗品还经精馏处理。
本发明方法简便、易操作、效果好,产品收率可达88%以上。
下面结合实施例对本发明作进一步说明。
一种3,4-二氯苯腈的生产方法,其特征是:将固定床内填入催化剂,先进行320-420°C (例320°C、360°C、420℃)的通氧预处理反应10?14小时,然后由泵进入3,4-二氯甲苯,同时进入氨气,反应得到3,4-二氯苯腈粗品,再经精馏处理,得到成品;所述催化剂是由下列重量百分比的组分混合后经110-130°C (例110°C、120°C、130℃)预处理6?12小时后成形, 再经600-750°C (例 600°C、660°C、750℃烧结 8?12 小时制得:
氧化钠 2%
氧化钡 15%
二氧化硅 57. 5%
氧化银 0. 5%
氧化韩 25%。
氨的用量为3,4-二氯甲苯重量的1. 3倍。
产品收率可达88%以上,精馏产品含量达99%以上。
对甲苯磺酸简称TsOH,是一种不具氧化性的有机强酸,其酸性是苯甲酸的一百万倍。对甲苯磺酸水合物为白色针状或粉末结晶,可溶于水、醇和其他极性溶剂,具有使纸张、木材等脱水发生碳化的特性。常见的是对甲苯磺酸水合物TsOH·H2O。
对甲苯磺酸水合物在常温常压下稳定,可燃,具强刺激性。
对甲苯磺酸水合物是有机合成常用的酸催化剂,可用于醇上二氢吡喃保护基、羧酸的酯化和酯交换反应等。此外,还可用作催化剂促使醛生成缩醛,以及在金属硝酸盐中有区域选择性地进行硝化反应。
工业上通常通过用浓硫酸对甲苯进行磺化来制取对甲苯磺酸水合物。制得的产品中可能含有苯磺酸和硫酸杂质,可通过重结晶过程得到纯品。
对甲基苯甲酸进行简单取代反应后得到下游各类取代衍生产品,如对氯苯甲酰氯,对氯/溴甲基苯甲酸、间氨基对甲基苯甲酸等,同样广泛作为各类药物材料中间体。
医药产品:
农药产品:
对甲基苯甲酸的制备方法主要有甲苯羰基化氧化法、对二甲苯或对甲基异丙苯硝酸氧化法、对二甲苯空气氧化法等。
以甲苯为原料,羰基化试剂在催化剂的作用下进入甲基对位,再氧化或水解生成对甲基苯甲酸。产品选择性为65%。
该法为多步反应,操作复杂,以贵金属为催化剂,成本较高、收率低,目前在工业上应用较少。
对二甲苯为原料,硝酸为氧化剂,合成对甲基苯甲酸,产物收率低,约为50%。反应中硝酸容易腐蚀器皿且产生严重的氮氧化合物废气,污染环境。因此,该法难以广泛应用于工业化生产。
以对二甲苯为原料,氧化物叔丁基过氧化氢为氧化剂,制备对甲基苯甲酸。该工艺产品收率为60%,反应时间较长,容易生成大分子聚合物等副产物。不适合工业化生产。
对二甲苯为原料,通入氧气,在催化剂的作用下反应得到产品,产品收率仅30%。该法以氧气为绿色氧源,具有来源广泛、可再生、无污染等优点。但是氧气的高活性,会在工业化生产中出现副反应而难以控制,造成安全事故。
对二甲苯为原料,加入溶剂,在催化剂的作用下,通入空气加压反应得到对甲基苯甲酸。
该工艺反应条件温和,操作简单,产品易分离,无三废,但传统催化剂体系催化效率不高,产品收率不高,约50%。采用高催化活性的新型催化氧化体系,可提高反应转化率和选择性,降低反应成本,更有利于工业化生产。
目前,国内生产厂家制备一氯甲苯通常采用的方法是以铁粉和硫磺粉的混合物为催化剂,催化甲苯与氯气的反应得到甲苯氯化液,再经曝气、碱洗、水洗、脱甲苯等步骤得到一氯甲苯,又称混氯甲苯,然后进一步分离得到成品对氯甲苯和邻氯甲苯。在这一催化反应中,真实的催化剂并不是铁和硫本身,而是铁和硫与氯气作用生成的三氯化铁和氯化硫,反应终止后,这二个催化剂仍存在于反应液中,难以除去。一般可采用氢氧化钠溶液洗涤,以将它们除去。运用碱洗除去甲苯氯化液中的氯化硫和三氯化铁的工艺,不但可产生大量废水,而且不易除净,既降低了产品收率,又污染了环境,浪费了资源。
方法1:一氯甲苯的清洁制备工艺,它包括在反应釜中投入计量好的甲苯,在搅拌条件下,投入甲苯重量7‰的活性白土,和甲苯重量0.3‰的硫化亚铁,在室温下从液下通入氯气,反应温度控制在30-40℃,当反应温度达50℃时,可用冷冻盐水冷却降温。氯化终点用气相层析进行中控,氯化速度以反应温度调节,氯化时间为5000L反应釜16-20小时,反应结束后,再经常规方法曝气、脱甲苯和分离得到成品。
方法2:一种甲苯环氯化方法制备一氯甲苯的方法,具体步骤为:在甲苯液中加入铁粉或三氯化铁作催化剂,并加入助剂,在避光情况下通入氯气,整个氯化过程的温度控制在0?30℃,控制通氯量使得甲苯的转化率在96%至99%之间;冷却后,过滤出离子液体后,得到甲苯一氯化混合液。
方法3:一氯甲苯的制备方法,在反应器中投入计量好的甲苯,在搅拌条件下,投入甲苯重量10%的经活化后的凹凸棒石粘土催化剂,在室温下从液下通入氯气,氯化温度控制在75℃±5℃,当物料温度达60℃时可用冷却水冷却物料,不必冷冻。氯化终点用气相层析仪中控分析控制,氯化速度以反应温度调节,氯化时间为6小时左右,反应结束后可经沉淀,从液上抽出氯化液,经沉降分离除去夹带的少量催化剂后,直接用于脱甲苯,不必碱洗。反应器内的催化剂可继续使用,即重新投入甲苯后,继续通氯,催化剂寿命在100小时以上。若不沉降,氯化液爆气10分钟后,亦可直接用于后工序脱甲苯,不必碱洗。所述凹凸棒石粘土的活化过成为将粉碎至180目的凹凸棒石粘土置于电炉中,第一阶段升温至160℃,维持1小时,以除去构造中的通道水;第二阶段升温至190℃,维持2小时,除去结晶水。
[1] CN99127114.9一氯甲苯的无三废制备方法
[2] CN99127113.0一氯甲苯的催化制备工艺
[3] CN201210255359.4一种甲苯环氯化方法制备一氯甲苯的方法
[4] CN98117982.7一种一氯甲苯的制备方法
四水合乙酸锰,即Manganese acetate tetrahydrate,是一种淡红色结晶固体,在常温常压下存在。它是一种锰催化剂,可用于多种应用领域。例如,它可以作为聚酯树脂高分子的合成催化剂,也可用作染料工业中的媒染剂,以及涂料和清漆的干燥剂。此外,在精细化工生产和基础有机化学研究中,四水合乙酸锰也有一定的应用。
图1 四水合乙酸锰的性状图
四水合乙酸锰在水和乙醇中具有良好的溶解性,这使得它在工业生产中易于使用。溶解性的优点使其能够方便地与其他反应物混合并参与化学反应。然而,需要注意的是四水合乙酸锰具有一定的毒性。它属于中等毒性物质,过量接触或吸入四水合乙酸锰可能对健康造成危害。该物质可能对神经系统产生刺激作用,因此在处理和使用四水合乙酸锰时,必须采取适当的安全措施,如佩戴防护手套、眼镜和呼吸器等。
四水合乙酸锰可用作无机催化剂应用于催化酯交换反应,它也常用作乙醛氧化催化剂、二甲苯高温氧化催化剂、纤维染色氧化催化剂、媒染剂、涂料和油漆的干燥剂。作为二甲苯高温氧化反应中的催化剂,它可以促进二甲苯的氧化产生对应的酚类产物,用于聚酯树脂的合成,聚酯树脂广泛应用于塑料、纤维和涂料等领域。该锰络合物在该反应中起到催化剂的作用,提高反应速率和选择性。四水合乙酸锰在染料工业中用作媒染剂,帮助染料与织物或纤维之间发生反应实现染色过程,这种锰催化剂可以提高染色的效果和均匀性。该物质在涤纶树脂的生产中用量约为0.01%~0.05%。此外,四水合乙酸锰在精细化工生产和基础有机化学研究中也有广泛的应用。它可以作为催化反应的催化剂或配合物的合成中的重要原料。其催化活性和选择性使其在各种有机合成和催化反应中发挥着重要作用。
[1] 张永昭.间二甲苯氧化动力学与混合氧化新工艺研究[D].浙江大学,2006.
2,6-二氯苄腈是一种重要的化学品,也被称为2,6-二氯苯甲腈。它是制造高效低毒农药、新型医药、高性能材料和染料等的关键原料,在各个领域广泛应用。2,6-二氯苄腈是超高效、无公害、低残毒的“苯甲酰脲”类杀虫剂农药必需中间体。由于我国禁止使用低效、高毒农药,因此对高效、无公害农药的需求迫切。此外,2,6-二氯苄腈还是其他农药和特种工程塑料的重要中间体。
目前,有多种方法可以制备2,6-二氯苄腈。其中一种常用的方法是使用相应的醛、醛肟或酸作为原料。然而,这些方法存在原料价格高、反应路线长、产品收率低和环境污染等问题。另一种制备方法是氨氧化法,该方法具有工艺简捷、可连续进行、操作简单、生产能力强、经济效益显著和对环境友好等优点。在氨氧化法中,以2,6-二氯甲苯为原料,通过催化剂的作用,与氨气和氧气发生氨氧化反应,最终得到2,6-二氯苯甲腈。该方法的反应收率可达82%至93%。
具体的合成步骤如下:首先,将2,6-二氯甲苯与氨气和氧气在催化剂的存在下进行氨氧化反应。最佳的工艺条件范围包括反应温度在643至723K之间,空气与2,6-二氯甲苯的摩尔比为10至50,氨气与2,6-二氯甲苯的摩尔比为1至10,催化剂负荷为30至150g/(kgcat·h)。在稳定的反应条件下,使用内径为30mm的石英管固定床反应器,2,6-二氯甲苯的转化率可高于98%,2,6-二氯苄腈的摩尔收率可达90%以上。
CN111569924A 氨氧化法制备2,6-二氯苯腈的专用催化剂及其制备方法和用途
目前,国内除石家庄炼化采用甲苯氧化副产苯甲醛外,其他厂家均采用甲苯氯化再水解的工艺,含氯苯甲醛不能用于医药、化妆等行业。
CN102580772公开了一种球形V-MCM-48催化剂,采用该催化剂以过氧化氢选择氧化苯乙烯,获得了高的苯乙烯转化率和产物选择性,通过调节反应液的pH,改变反应产物苯甲醛及环氧苯乙烷的收率比。但溶液pH值的调整会带来油水分离的问题,且该方法采用过氧化氢为氧化剂,存在一定安全风险。
CN101885672公开了一种催化氧化苯乙烯制备苯甲醛的方法,以铁铂(FePt)纳米线为催化剂以甲苯、二氧六环、二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、乙腈或氯仿中的一种为溶剂,在氧气气氛中,在常压下,于50~90℃反应3~32h,反应结束后冷却、分离得到苯甲醛。
本发明的目的是克服现有技术中制备苯甲醛的不足,提供一种将苯乙烯氧化制备苯甲醛的方法。该方法不需要采用溶剂,采用的催化剂制备简单,采用的氧化剂安全环保,并且苯甲醛的选择性高。
一种氧化苯乙烯制备苯甲醛的方法:将铑金属氧化物催化剂和苯乙烯加入到反应器中,通入氧化剂并升温进行反应,即得;所述反应温度为30~100℃,反应时间为2~10h,所述铑金属氧化物催化剂与苯乙烯的质量比为0.001~0.1:1。
所述铑金属氧化物催化剂中,铑的质量含量为0.1~30%,所述铑金属氧化物催化剂的制备方法为:将可溶性铑盐溶于去离子水中,并将其浸渍到二氧化硅载体上,静置8~24h后,进行干燥、焙烧,得到铑金属氧化物催化剂。
本发明以氧气或空气为氧化剂,氧气或空气通过鼓泡的方式通入反应体系中,利用铑金属氧化物催化剂,苯乙烯在特定的反应温度下与溶解氧进行催化氧化反应,反应为常压,反应采用搅拌釜式反应方式。
本发明与现有技术相比,具有以下优点:催化剂制备简单,氧化剂为氧气,安全环保,苯甲醛选择性高,不需要用到溶剂,无溶剂带来的分离困扰。
称取氯化铑0.05g,溶于2g去离子水中,溶解完全后将其浸渍到0.2g SBA-15二氧化硅载体上,老化12h后,于室温下真空干燥,再将干燥后的催化剂在500℃下焙烧8h,得到铑金属氧化物催化剂。在100ml三口烧瓶中称取0.05g催化剂、15g苯乙烯,烧瓶中插有温度计和氧气鼓泡管以及水冷冷凝管。在搅拌良好的条件下,通入100ml/min的氧气,将体系温度升至70℃,恒温反应5h,即得。
反应结束后,将得到的产物进行气相色谱定性定量分析。得到苯乙烯转化率为10.7%,苯甲醛选择性为92.5%。