本发明属于有机合成领域,具体涉及一种间苯二甲腈的制备方法。
背景技术:
芳香族二元腈是具有广泛用途的精细化工中间体,利用其氰基的化学活泼性,可合成一系列的农药、医药、染料、香料等,广泛应用于国民经济的各个领域。
芳香族二元腈传统的制备方法包括sandmeyer反应、卤代烃与氰化物直接氰化和芳香醛经醛肟脱水或气相催化氨化等,这些方法一般反应路线较长、工艺复杂、难分离纯化、污染严重,特别是原料较难得到或需使用较昂贵的试剂,因而生产成本较高,不适合工业化生产。
现阶段,芳香族二元腈生产采用的主要方法是芳香烃氨氧化技术,氨氧化法与传统方法相比,虽然具有原料价廉易得、反应路线短、产品易处理等优势,但依然存在着反应温度较高(410℃以上),对催化剂制备要求很高等问题。
技术实现要素:
本发明的目的在于解决现有技术中芳香族二元腈生产的问题,提供一种间苯二甲腈的制备方法,该工艺原料价廉易得、反应路线短、产品易处理,并且催化剂制备简单,反应温度低。
技术方案
离子液体具有很多优异的性质,很多离子液体具有溶剂和催化剂的双重功能,具有高的热稳定性,酸性离子液体,特别是布朗斯特酸性离子液体由于具有绿色无污染,对无机和有机化合物均具有好的溶解性,酸性位点分别均匀,易于与产物进行分离等特点。本发明人使用乙基甲基咪唑磷酸二氢盐离子液体同时作为催化剂和溶剂,用于间苯二甲酸腈化制备间苯二甲腈的过程中。具体如下:
一种间苯二甲腈的制备方法,包括如下步骤:
(1)将间苯二甲酸加入到腈化反应器中,并加入乙基甲基咪唑磷酸二氢盐离子液体,其用量为间苯二甲酸体积的15~50%;
(2)通氨,然后进行反应;
(3)反应完毕后,将间苯二甲腈粗品进行精馏提纯,即得。
步骤(1)中,乙基甲基咪唑磷酸二氢盐离子液体的制备方法:在冰浴并不断搅拌的条件下,将二乙基硫酸酯缓慢滴入到等物质量的1-甲基咪唑中,滴加完毕后继续搅拌待反应进行完全,得到乙基甲基咪唑基硫酸根离子液体;将得到的离子液体慢慢滴入到含naoh的乙醇溶液中,待完全反应后,过滤得到无色澄清溶液;然后往无色澄清溶液中加入磷酸,过滤后得无色透明溶液,蒸发,真空干燥得到乙基甲基咪唑磷酸二氢盐离子液体。
步骤(2)中,反应温度为310~340℃,反应时间为40~80min。。
步骤(3)中,精馏提纯时,精馏塔釜温为230~260℃,塔顶温度为210~250℃,真空度为0.005~0.001mpa。
通氨,在开始10min内,氨气流量控制在5~10m3/小时,在10~40min内,氨气流量控制在1~5m3/小时,在40min后,氨气流量控制在1m3/小时
有益效果:该工艺操作简单、原料价廉易得、反应路线短、产品易处理,并且催化剂制备简单,反应温度低。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明作进一步说明,但有必要指出以下实施例只用于对发明内容的进一步说明,并不构成对本发明保护范围的限制。
实施例1
制备乙基甲基咪唑磷酸二氢盐离子液体:将0.1mol1-甲基咪唑加入到三口瓶中,逐滴加入0.1mol磷酸二乙酯,加完后继续搅拌2h,反应得到无色透明离子液体1-甲基-3-乙基咪唑乙基磷酸盐;取两倍于1-甲基-3-乙基咪唑乙基磷酸盐摩尔数的naoh溶于乙醇中,逐滴加入到1-甲基-3-乙基咪唑乙基磷酸盐乙醇溶液中,产生白色沉淀,过滤得到无色透明液体,在该液体中加入等摩尔的磷酸溶液,有少量固体产生,再次过滤得到液体;将上述液体蒸发除去水和醇,再真空干燥后得到产物乙基甲基咪唑磷酸二氢盐,收率97%;
将50g间苯二甲酸加入到腈化反应器中,并加入乙基甲基咪唑磷酸二氢盐离子液体10ml,通氨,升温至300℃,保温反应40min,反应完毕后,间苯二甲腈粗品进行精馏提纯,精馏塔釜温为240℃,塔顶温度为220℃(真空度为0.002mpa),收率为60%。
实施例2
制备乙基甲基咪唑磷酸二氢盐离子液体:将0.5mol1-甲基咪唑加入到三口瓶中,逐滴加入0.5mol磷酸二乙酯,加完后继续搅拌1.5h,反应得到无色透明离子液体1-甲基-3-乙基咪唑乙基磷酸盐;取两倍于1-甲基-3-乙基咪唑乙基磷酸盐摩尔数的naoh溶于乙醇中,逐滴加入到1-甲基-3-乙基咪唑乙基磷酸盐乙醇溶液中,产生白色沉淀,过滤得到无色透明液体,在该液体中加入等摩尔的磷酸溶液,有少量固体产生,再次过滤得到液体;将上述液体蒸发除去水和醇,再真空干燥后得到产物1-甲基-3-乙基咪唑乙基磷酸盐,收率98%;
将100g间苯二甲酸加入到腈化反应器中,并加入乙基甲基咪唑磷酸二氢盐离子液体20ml,升温至330℃,保温反应80min,反应完毕后,间苯二甲腈粗品进行精馏提纯,精馏塔釜温为240℃,塔顶温度为220℃(真空度为0.002mpa),收率为63%。