本发明涉及催化剂的制备及应用技术领域，具体涉及一种应用于新型trinder's试剂原料—苯胺类衍生物的n-乙基化催化剂及n-乙基苯胺衍生物的制备方法。
背景技术：
新型trinder's试剂是高水溶性苯胺衍生物，被广泛用于诊断检测和生化试验。在比色法测定过氧化氢活性中比常规生色的试剂具有若干优势。新型trinder’s试剂足够稳定，既可以用于溶液也可以用于试验流水线检测系统中。在过氧化氢和过氧化物酶的存在下，新型trinder’s试剂在与4-氨基安替比林(4-aa)或3-甲基苯并噻唑砜腙(mbth)的氧化偶合反应过程中，形成非常稳定的紫色或蓝色染料，现广泛应用于葡萄糖、酒精、酰基-辅酶a和胆固醇等的测定。因此，开发相关trinder's试剂使用的苯胺类原料绿色环保安全的生产工艺，具有明显的经济效益潜力。trinder's试剂中使用的苯胺类衍生物有：3,5-二甲基苯胺、3-甲基苯胺、3-甲氧基苯胺、3,5-二甲氧基苯胺。
传统的n-乙基化反应如乙酰化后金属氢化物还原；或者与酮或醛生成schiff碱，再经ni/h2或甲酸还原。以卤代乙烷为n-乙基化试剂的反应过程中，苯胺与卤代乙烷反应是不可逆的连串反应，所得的产物同时含有单取代产物、双取代产物和原料，再通过精馏的方式，分离出单取代产物。以乙醛为n-乙基化试剂的反应过程中，苯胺与乙醛加成形成羟基胺，进一步脱水形成亚胺，最后经催化加氢得到n-乙基化产物。前述方法均存在操作步骤复杂，产生大量的副产物，产物收率低等问题。虽然近年有rannyni应用于乙基化领域，但反应过程中生产的水会抑制反应的进行，导致原料难以转化完全。目前工业生产n-乙基苯胺类产品常规方法为苯胺与乙醇、苯胺与氯乙烷、以酸或碱为催化剂，高温高压制备得到含苯胺、n-乙基苯胺和二乙基苯胺的混合物，再经精馏分离得到n-乙基苯胺类产品。前述工业生产方法存在着生产过程需要高温高压，对设备要求高、生产周期长、有副产物、分离困难、酸碱使用量大等问题。
技术实现要素：
为了解决现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供了一种n-乙基化催化剂及应用该催化剂制备n-乙基苯胺衍生物的方法。
一种n-乙基化催化剂，其制备方法如下：
将原料镍盐、铜盐、钴盐和锰盐(镍元素：铜元素：钴元素：锰元素的投料摩尔比例为3.30～3.40：3.20～3.30：1.10～1.20：1.00)加入到水中，再加入上述四种盐中金属元素总质量5-6倍的活性炭或气相三氧化二铝作为负载体，搅拌使体系充分分散；然后用过量氨水碱化；干燥，氢气还原，得干催化剂；为防止催化剂自燃，向干催化剂中加水保存，优选的，加入与干催化剂等质量的水浸润混合，得到含水50％的n-乙基化催化剂。
优选的原料为氯化镍、氯化锰、氯化钴和氯化铜。
应用该催化剂制备n-乙基苯胺衍生物，具体步骤如下：
将制备得到的催化剂、苯胺衍生物和乙醇投入反应釜中，78-85℃反应4-10小时，tlc中控原料反应完全为止，反应完全后冷却反应液，滤出催化剂并回收催化剂，将反应液减压浓缩成油状物，油状物经减压蒸馏，得到n-乙基苯胺衍生物，收率98.0-99.2％，hplc纯度99.3-99.5％；
所述苯胺衍生物为3,5-二甲基苯胺、3-甲基苯胺、3-甲氧基苯胺或3,5-二甲氧基苯胺；
所述苯胺衍生物和乙醇摩尔比为1:(2-5)；
所述催化剂用量(以干重计)为苯胺质量的2.5％-10％。
与现有工艺相比，本发明的优点和有益效果在于：
制备得到的n-乙基化催化剂，生产过程绿色环保、经济安全；催化剂可重复使用或添加部分新催化剂与回收的催化剂合用；本发明的n-乙基化催化剂用于n-乙基化反应，对设备要求低；生产效率高；产品质量好；收率高。
具体实施方式
下面通过具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，以下实施例不应理解为对本发明请求保护范围的限制。
以下实施例中所用浓氨水的质量百分比浓度为25％-28％。
实施例1：一种n-乙基化催化剂的制备方法，其步骤如下：
将15g无水氯化镍、15g无水氯化铜、5g无水氯化钴、5g一水氯化锰溶于1000g水中，加入100g活性炭粉末(比表面积1000±300m2/g，300目)，充分搅拌，形成均匀分散体系。搅拌下滴加浓氨水200ml，水浴浓缩至干，将固体剩余物置于管式炉中，在400℃，用体积比为5:95的h2/ar还原4小时，混合气气流速度50ml/min，得到118.07g干催化剂(ni：5.75％，cu：6.01％，co：1.62％，mn：1.92％，活性炭：84.70％)；完全冷却后，加入脱气超纯水118.07g充分浸润，搅拌分散成均匀的湿固体，即为含水50％的催化剂c1。
实施例2：一种n-乙基化催化剂的制备方法，其步骤如下：
将15g无水氯化镍、15g无水氯化铜、5g无水氯化钴、5g一水氯化锰溶于1000g水中，加入100g气相三氧化二铝粉末(比表面积100±15m2/g，1000目)，充分搅拌，形成均匀分散体系。搅拌下滴加浓氨水200ml，水浴浓缩至干，将固体剩余物置于管式炉中，在400℃，用体积比为5:95的h2/ar还原4小时，混合气气流速度50ml/min，得到118.07g干催化剂(ni：5.75％，cu：6.01％，co：1.62％，mn：1.92％，三氧化二铝：84.70％)；完全冷却后，加入脱气超纯水118.07g充分浸润，搅拌分散成均匀的湿固体，即为含水50％的催化剂c2。
实施例3：n-乙基-3,5-二甲基苯胺的制备
将121.1g(1mol)3,5-二甲基苯胺、6.2g催化剂c1、92g(2mol)无水乙醇加入到反应釜中，78-83℃回流反应4小时后，tlc中控反应进度直至原料反应完全，合计反应时间10小时，关闭加热。冷却反应液，过滤，固体剩余物为可回收的催化剂，催化剂收集后保存在水中备用。将滤液50℃减压浓缩，得到150.1g油状物，hplc分析(岛津lc-10a，色谱柱：supelcodiscoveryc-18；1ml/min，甲醇：水＝60:40)n-乙基-3,5-二甲基苯胺99.3％，n,n-二乙基-3,5-二甲基苯胺0.3％。经减压蒸馏，得到148.0gn-乙基-3,5-二甲基苯胺，收率99.2％。1hnmr(400mhz，cdcl3)：6.39(m，1h)，6.27(m，2h)，3.37(br，1h)，3.06(q，2h)，2.22(m，6h)，1.18(t，3h)。
实施例4：n-乙基-3,5-二甲基苯胺的制备
将121.1g(1mol)3,5-二甲基苯胺、3g新催化剂c1、实施例3中回收的全部催化剂c1、148.3g(3.22mol)无水乙醇加入到反应釜中，78-83℃回流反应4小时后，tlc中控反应进度直至反应完全，合计反应时间10小时，关闭加热。冷却反应液，过滤，固体剩余物为可回收的催化剂，催化剂收集后保存在水中暂存备用。将滤液50℃减压浓缩，得到150.1g油状物，hplc分析(岛津lc-10a，色谱柱：supelcodiscoveryc-18；1ml/min，甲醇：水＝60:40)n-乙基-3,5-二甲基苯胺99.3％，n,n-二乙基-3,5-二甲基苯胺0.3％。经减压蒸馏，得到148.0gn-乙基-3,5-二甲基苯胺，收率99.2％。1hnmr(400mhz，cdcl3)：6.38(m，1h)，6.26(m，2h)，3.36(br，1h)，3.05(q，2h)，2.21(m，6h)，1.16(t，3h)。
实施例5：n-乙基-3-甲基苯胺的制备
将107.1g(1mol)3-甲基苯胺、21.5g催化剂c1、230g(5mol)无水乙醇加入到反应釜中，78-83℃回流反应4小时后，tlc中控反应进度直至原料反应完全，合计反应时间5小时，关闭加热。冷却反应液，过滤，固体剩余物为可回收的催化剂，催化剂收集后保存在水中暂存备用。将滤液50℃减压浓缩，得到135.2g油状物，hplc分析(岛津lc-10a，色谱柱：supelcodiscoveryc-18；1ml/min，甲醇：水＝60:40)n-乙基-3-甲基苯胺99.5％，n,n-二乙基-3-甲基苯胺0.2％。经减压蒸馏，得到133.1gn-乙基-3-甲基苯胺，收率98.5％。1hnmr(400mhz，cdcl3)：7.09(t，1h)，6.50(m，1h)，6.39(m，1h)，6.28(t，1h)，3.33(br，1h)，3.08(m，2h)，2.25(s，3h)，1.18(t，3h)。
实施例6：n-乙基-3-甲氧基苯胺的制备
将123.1g(1mol)3-甲氧基苯胺、20.0g催化剂c2、148.3g(3.22mol)无水乙醇加入到反应釜中，78-83℃回流反应4小时后，tlc中控反应进度直至原料反应完全，合计反应时间6小时，关闭加热。冷却反应液，过滤。将滤液50℃减压浓缩，得到150.1g油状物，hplc分析(岛津lc-10a，色谱柱：supelcodiscoveryc-18；1ml/min，甲醇：水＝60:40)n-乙基-3-甲氧基苯胺99.3％，n,n-二乙基-3-甲氧基苯胺0.3％。经减压蒸馏，得到148.0gn-乙基-3-甲氧基苯胺，收率98.0％。1hnmr(400mhz，cdcl3)：7.12(t，1h)，6.33(m，1h)，6.27(m，1h)，6.23(t，1h)，3.81(s，3h)，3.64(br，1h)，3.15(q，2h)，1.26(t，3h)。
实施例7：n-乙基-3,5-二甲氧基苯胺的制备
将153.0g(1mol)3,5-二甲氧基苯胺、20.0g催化剂c2、230g(5mol)无水乙醇加入到反应釜中，78-83℃回流反应4小时后，tlc中控反应进度直至原料反应完全，合计反应时间6小时，关闭加热。冷却反应液，过滤。将滤液50℃减压浓缩，得到181.4g油状物，hplc分析(岛津lc-10a，色谱柱：supelcodiscoveryc-18；1ml/min，甲醇：水＝60:40)n-乙基-3,5-二甲氧基苯胺99.3％，n,n-二乙基-3,5-二甲氧基苯胺0.3％。经减压蒸馏，得到179.8gn-乙基-3,5-二甲氧基苯胺，收率99.1％。1hnmr(400mhz，cdcl3)：6.43(m，1h)，6.21(m，2h)，3.75(m，6h)，3.64(br，1h)，3.15(q，2h)，1.26(t，3h)。