专利名称：一种4,6－烷氧基－1,3－苯二胺的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种4，6-烷氧基-1，3-苯二胺的制备方法，该方法由4，6-二硝基-2-氯-1，3-二羟基苯经过催化氢化脱氯取代制得4，6-烷氧基-1，3-苯二胺盐酸盐。
背景技术：
4，6-烷氧基-1，3-苯二胺是芳香烃低聚胺类化合物的单体，根据分子结构的二次设计，可合成多种重要的肽类分子(Nowick J S，Cary J M，Tsai J H，J.Am.Chem.Soc.2001，123，5176；Nowick J S，Lam K S，Khasanova T V，Kemnitzer W E，Maitra S，Mee H T，Lui R，J.Am.Chem.Soc.2002，124，4972；Zen H，Yang X，Flowers R A，Gong B，J.Am.Chem.Soc.2002，124，2903.)；也可用于聚酰胺的制备(Yuan L，Feng W，Yamato K，et al，J.AM.CHEM.SOC.2004，126，11120)。合成4，6-烷氧基-1，3-苯二胺目前采用的工艺路线之一 aR＝-CH3bR＝-n-C3H17cR＝(CH2)3NHBoc此合成路线的缺点是4，6-二硝基-1，3-二氟苯价格昂贵。
合成4，6-烷氧基-1，3-苯二胺工艺路线之二 此合成路线的缺点是操作条件苛刻。
发明内容
本发明需要解决的技术问题是公开一种新的4，6-烷氧基-1，3-苯二胺盐酸盐的制备方法，以克服现有技术存在的试剂昂贵、操作条件苛刻等缺点。
本发明的方法包括如下步骤
将4，6-二硝基-2-氯-1，3-二羟基苯在含羰基的有机化合物与水的混合物溶液中和稀有金属与过渡金属氧化物催化剂的存在下，加入脱氯促进剂，用氢在常压或中压以及常温或加热下进行催化氢化，即可获得所说的4，6-烷氧基-1，3-苯二胺，反应式如下 式(1)中的R为H或C1～C7脂肪族烷基基团；式(2)中的R1和R2为C1～C6脂肪族烷基基团。按4，6-二硝基-2-氯-1，3-二羟基苯为基准，4，6-烷氧基-1，3-苯二胺摩尔得率可达到80％以上。
所述及的催化剂由对所述在含羰基的有机化合物与水的混合溶液稳定的载体和承载在该载体上的稀有金属和过渡金属氧化物构成；所述及的稀有金属包括钯、铂、钌中的一种或一种以上，优选钯或铂，其量为催化剂总重量的0.1-20wt.％；所述及的过渡金属氧化物为镍、钴或铜中的一种或一种以上，优选镍或钴，其量为催化剂总重量的1-20wt.％；所述及的载体为本领域公知的载体，包括活性炭、二氧化硅、氧化铝或分子筛。
优选的氢化催化剂为含钯1～20wt.％、镍1-10wt.％、钴1-10wt.％、铜1-10wt.％其余为活性炭。
所说的催化剂的制备可分成两步，第一步是在活性炭上浸渍过渡金属硝酸盐溶液，干燥，焙烧；第二步负载稀有金属，其方法可以采用本领域公知的浸渍方法进行制备。
催化剂的用量，须足以使原料在氢化试剂存在下转化成4，6-烷氧基-1，3-苯二胺。一般情况下，每摩尔二硝基氯化二羟基苯中用约0.02至约1摩尔的催化剂。在整个反应过程中，每摩尔二硝基氯化二羟基苯催化剂的用量以0.02摩尔至约0.5摩尔为最佳，最好是0.02至0.2摩尔。
所述及的含羰基的有机化合物与水的混合溶液中的含羰基的有机化合物为各类酮、醛，其通式可写成
R1-CO-R2其中R1和R2为H或C1～C7脂肪族烷基基团。酮或醛在水溶液中的含量为5～80wt.％。水为去离子水，其金属离子浓度低于100ppm。
所述及的脱氯促进剂为乙酸铵、甲酸铵和甲酸钠；或者为两者或三者的混合物。
后续4，6-烷氧基-1，3-苯二胺盐酸盐的浓缩结晶可通过在氩气的保护下减压脱水来实现。
羰基化合物4，6-二硝基-2-氯-1，3-二羟基苯＝1～20∶1(mol)比，优选4～10∶1(mol)比。
含羰基的有机化合物与水的混合溶液中4，6-二硝基-2-氯-1，3-二羟基苯的适宜浓度须满足能够有效地回收产物这一要求。例如，适宜的浓度范围是约0.3～2mol/L，以0.65mol/L～1mol/L约为佳，最为可取的浓度是0.75摩尔/L。
4，6-二硝基-2-氯-1，3-二羟基苯∶脱氯促进剂＝1∶1～2.5(mol)比，优选1∶1～1.5(mol)比。
反应压力为1～7.5Mpa，优选1.5～4.0Mpa，尤其是1.2～2Mpa，温度为20～100℃，优选为20～80℃，尤其是30～70℃。
由上述公开的技术方案可见，采用本发明的方法，含羰基的有机化合物与水的混合溶液中不仅可以一次接一次地进行多次氢化而催化剂活性不降低，以特别经济的方式得到高的产率及高的质量的4，6-烷氧基-1，3-苯二胺盐酸盐，按4，6-二硝基-2-氯-1，3-二羟基苯为基准，4，6-烷氧基-1，3-苯二胺盐酸盐摩尔得率可达到80％以上，而且由于反应废液的处理比较容易，使环保费用大大降低。因此本发明所提出的4，6-烷氧基-1，3-苯二胺盐酸盐方法是一种十分有效的4，6-烷氧基-1，3-苯二胺盐酸盐的制备方法，具有较大的工业化生产前景。
具体实施例方式
实施例1将椰壳活性炭研碎，过筛得300-400目的活性炭粉末，将一定量的活性碳加入到10wt.％硝酸中，在80℃水浴中搅拌2h，然后过滤、用蒸馏水洗涤成中性；再用水蒸气进行处理，烘干，备用。将硝酸镍溶于去离子水中，配成2.1×10-1mol/L的硝酸镍溶液，将上述处理的10g活性炭加入到37ml硝酸镍水溶液中，浸渍2h，在空气中老化24h，在空气中100-110℃干燥24h，在马弗炉中250℃焙烧5h，即得到5wt.％Ni/C备用。将氯铂酸溶于去离子水中，配成1.7×10-2mol/L氯铂酸溶液。将载有Ni元素的活性炭加入到278ml氯铂酸水溶液中，浸渍2h，再加入8ml甲醛还原，同时滴加饱和的碳酸氢钠溶液，控制pH值为9左右，反应至pH值不变，过滤烘干即得到5wt.％Pt-5wt.％Ni/C催化剂。
在1000ml反应器中加入70g 4，6-二硝基-2-氯-1，3-二羟基苯、600ml 80vol.％丙酮水溶液、7g上述5wt.％Pt-5wt.％Ni/C、14g乙酸铵。将N2导入此密封反应器中置换空气三次，再用H2置换三次。反应温度25℃，压力为20Mpa，打开搅拌，搅拌的速度为1000rpm。反应结束后，停止搅拌，反应料液冷却至室温。通过一个装有过滤片的提升管，用N2把反应液压入500ml含有6g SnCl2·2H2O的3N稀盐酸溶液中，5wt.％Pt-5wt.％Ni/C催化剂留在反应器。氩气保护下的减压蒸馏除去水份和丙酮，在蒸馏液中加入250ml工业级的浓盐酸，4，6-异丙氧基-1，3-苯二胺从淡黄色的溶液中沉淀出来。过滤得到白色滤饼，即4，6-异丙氧基-1，3-苯二胺盐酸盐白色晶体，其干重为68g。
实施例25wt.％Ni/C制备同实施例1。将氯化钯溶于去离子水中，配成1.7×102mol/L的氯化钯溶液。将载有Ni元素的活性炭加入到278ml氯化钯水溶液中，浸渍2h，再加入8ml甲醛还原，同时滴加饱和的碳酸氢钠溶液，控制pH值为9左右，反应至pH值不变，过滤烘干即得到Pd含量为5wt.％Pd-5wt.％Ni/C催化剂。
在1000ml反应器中加入70g 4，6-二硝基-2-氯-1，3-二羟基苯、350ml 80vol.％乙醛水溶液、7g上述5wt.％Pd-5wt.％Ni/C、10g乙酸铵。将N2导入此密封反应器中置换空气三次，再用H2置换三次。H2压达到3Mpa，温度达80℃，打开搅拌，搅拌的速度为1000rpm。反应结束后，停止搅拌，反应料液冷却至室温。通过一个装有过滤片的提升管，用N2把反应液压入500ml含有25g SnCl2·2H2O的3N稀盐酸溶液中，5wt.％Pd-5wt.％Ni/C催化剂留在反应器。氩气保护下的减压蒸馏除去水份和乙醛，在蒸馏液中加入25ml工业级浓盐酸，4，6-乙氧基-1，3-苯二胺盐酸盐从淡黄色的溶液中沉淀出来。过滤得到白色滤饼，即4，6-乙氧基-1，3-苯二胺盐酸盐白色晶体，其于重为65g。
实施例3活性炭的处理同实施例1中所述。将硝酸钴溶于去离子水中，配成2.1×10-1mol/L的硝酸钴溶液，将处理过的10g活性炭加入到39ml硝酸钴水溶液中，浸渍2h，在空气中老化24h，在空气中100-110℃干燥24h，在马弗炉中250℃焙烧5h，即得到5wt.％Co/C备用。按实施例1中Pt的负载方法，制备成5wt.％Pt-5wt.％Co/C催化剂。
在1000ml反应器中加入70g 4，6-二硝基-2-氯-1，3-二羟基苯、350ml 37.7wt.％甲醛水溶液、7g 5wt.％Pt-5wt.％Co/C，5g甲酸铵。将N2导入此密封反应器中置换空气三次，再用H2置换三次。H2压达到0.9Mpa，温度达30℃，打开搅拌，搅拌的速度为1000rpm。反应结束后，停止搅拌，反应料液冷却至室温。通过一个装有过滤片的提升管，用N2把反应液压入500ml含有20g SnCl2·2H2O的3N稀盐酸溶液中，5wt.％Pt-5wt.％Co/C催化剂留在反应器。氩气保护下的减压蒸馏除去水份和甲醛，在蒸馏液中加入250ml工业级浓盐酸，4，6-甲氧基-1，3-苯二胺盐酸盐从淡黄色的溶液中沉淀出来。过滤得到白色滤饼，即4，6-甲氧基-1，3-苯二胺盐酸盐白色晶体，其干重为53g。
实施例4按实施例1的方法制得5wt.％Ru-5wt.％Ni/C催化剂。在1000ml反应器中加入70g 4，6-二硝基-2-氯-1，3-二羟基苯、400ml 80vol.％丁酮水溶液、7g 5wt.％Ru-5wt.％Ni/C、5g乙酸铵和3g甲酸铵。将N2导入此密封反应器中置换空气三次，再用H2置换三次。H2压达到2Mpa，温度为室温，打开搅拌，搅拌的速度为1000rpm。反应结束后，停止搅拌，反应料液冷却至室温。通过一个装有过滤片的提升管，用N2把反应液压入500ml含有20SnCl2·2H2O的3N稀盐酸溶液中，5wt.％Ru-5wt.％Ni/C催化剂留在反应器。氩气保护下的减压蒸馏除去水份与丁酮，在蒸馏液中加入250ml工业级浓盐酸，4，6-异丁氧基-1，3-苯二胺盐酸盐从淡黄色的溶液中沉淀出来。过滤得到白色滤饼，即4，6-异丁氧基-1，3-苯二胺盐酸盐白色晶体，其干重为66g。
实施例5在1000ml反应器中加入70g 4，6-二硝基-2-氯-1，3-二羟基苯、410ml 70vol.％丙酮水溶液、7g实施例2制得的5wt.％Pd-5wt.％Ni/C催化剂、2g甲酸钠和6g甲酸铵。H2压达到2Mpa，温度为20℃，打开搅拌，搅拌的速度为1000rpm。反应结束后，停止搅拌，反应料液冷却至室温。通过一个装有过滤片的提升管，用N2把反应液压入500ml含有20gSnCl2·2H2O的3N稀盐酸溶液中，5wt.％Pd-5wt.％Ni/C催化剂留在反应器。氩气保护下的减压蒸馏除去水份与丙酮，在蒸馏液中加入250ml工业级盐酸，4，6-异丙氧基-1，3-苯二胺盐酸盐从淡黄色的溶液中沉淀出来。过滤得到白色滤饼，即4，6-异丙氧基-1，3-苯二胺盐酸盐白色晶体，其干重为55g。
实施例6在1000ml反应器中加入70g 4，6-二硝基-2-氯-1，3-二羟基苯、250ml 80vol.％异丁酮水溶液、7g实施例2制得的5wt.％Pd-5wt.％Ni/C催化剂，6g乙酸铵和2g甲酸钠。将N2导入此密封反应器中置换空气三次，再用H2置换三次。H2压达到1.5Mpa，温度30℃，打开搅拌，搅拌的速度为1000rpm。反应结束后，停止搅拌，反应料液冷却至室温。通过一个装有过滤片的提升管，用N2把反应液压入500ml含有20g SnCl2·2H2O的3N稀盐酸溶液中，5wt.％Pd-5wt.％Ni/C催化剂留在反应器。氩气保护下的减压蒸馏除去水份与异丁酮，在蒸馏液中加入250ml工业级浓盐酸，4，6-异丁氧基-1，3-苯二胺盐酸盐从淡黄色的溶液中沉淀出来。过滤得到白色滤饼，即4，6-异丁氧基-1，3-苯二胺盐酸盐白色晶体，其干重为80.6g。
实施例7与实施例5同样的方式，采用使用了20次的催化剂，加入70g 4，6-二硝基-2-氯-1，3-二羟基苯、410ml 70vol.％丙酮水溶液。将N2导入此密封反应器中置换空气三次，再用H2置换三次。H2压达到1.5Mpa，温度20℃，打开搅拌，搅拌的速度为1000rpm。反应结束后，停止搅拌，反应料液冷却至室温。通过一个装有过滤片的提升管，用N2把反应液压入500ml含有20SnCl2·2H2O的3N稀盐酸溶液中，5wt.％Pd-5wt.％Ni/C催化剂留在反应器。氩气保护下的减压蒸馏除去水份与丙酮，在蒸馏液中加入250ml工业级浓盐酸，4，6-异丙氧基-1，3-苯二胺盐酸盐从淡黄色的溶液中沉淀出来。过滤得到白色滤饼，即4，6-异丙氧基-1，3-苯二胺盐酸盐白色晶体，其干重为65g。
权利要求
1.一种4，6-烷氧基-1，3-苯二胺盐酸盐的制备方法，其特征在于，包括如下步骤将4，6-二硝基-2-氯-1，3-二羟基苯在含羰基的有机化合物与水的混合物溶液中，在稀有金属和过渡金属氧化物催化剂的存在下，加入脱氯促进剂，与氢进行反应0.5～3h，即可获得4，6-烷氧基-1，3-苯二胺盐酸盐；所述及的催化剂由对所述在在含羰基的有机化合物与水的混合物溶液中稳定的载体和承载在该载体上的稀有金属和过渡金属氧化物构成；所述及的脱氯促进剂为乙酸铵、甲酸铵或甲酸钠中的一种或其混合物。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述及的稀有金属包括钯、铂、钌中的一种或一种以上，其量为催化剂总重量的0.1-20wt％，所述及的过渡金属氧化物为镍、钴或铜中的一种或一种以上，其量为催化剂总重量的1-20％。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，催化剂含钯1～20wt％、镍1-10wt.％、钴1-10wt.％，其余为活性炭。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，每摩尔二硝基氯化二羟基苯中用0.02至1摩尔的催化剂。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述及的羰基的有机化合物为酮和醛，其通式可写成R1-CO-R2其中R1和R2为H或C1～C7脂肪族烷基基团。酮或醛在水溶液中的含量为5～80wt.％。水为去离子水，其金属离子浓度低于100ppm。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，羰基化合物4，6-二硝基-2-氯-1，3-二羟基苯＝1～20∶1(mol)比。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，反应压力为1-7.5Mpa，温度为20～100℃。
全文摘要
本发明公开了一种4，6－烷氧基－1，3－苯二胺盐酸盐的制备方法。包括如下步骤将4，6－二硝基－2－氯－1，3－二羟基苯在含羰基的有机化合物与水的混合物溶液中，在稀有金属和过渡金属氧化物催化剂的存在下，加入脱氯促进剂，与氢进行反应。本发明的方法，以特别经济的方式得到高的产率及高的质量的4，6－烷氧基－1，3－苯二胺盐酸盐，按4，6－二硝基－2－氯－1，3－二羟基苯为基准，4，6－烷氧基－1，3－苯二胺盐酸盐摩尔得率可达到80％以上，而且由于反应废水的处理比较容易，使环保费用大大降低。因此本发明所提出的4，6－烷氧基－1，3－苯二胺盐酸盐方法是一种十分有效的4，6－烷氧基－1，3－苯二胺盐酸盐的制备方法，具有较大的工业化生产前景。
文档编号C07C213/02GK101066931SQ20071004040
公开日2007年11月7日 申请日期2007年5月8日 优先权日2007年5月8日
发明者李到, 王幸宜, 金中豪, 彭旭涛 申请人:华东理工大学