一种间氨基苯酚的制备方法与流程

文档序号:23132457发布日期:2020-12-01 13:06阅读:435来源:国知局

本发明涉及有机化合物合成技术领域,特别涉及一种间氨基苯酚的制备方法。



背景技术:

间氨基苯酚(m-aminophenol,cas:591-27-5),又名间羟基苯胺,是一种十分重要的有机化工中间体,有着广泛的用途。间氨基苯酚可用于医药、农药、燃料,也可用于抗氧化剂、稳定剂、显影剂等。在医药方面,间氨基苯酚可用于合成抗结核药对氨基水杨酸的中间体,也可用于合成即时抗胆碱酶药物依酚氯铵,还可用作合成止痛镇静药曲马多的中间体间溴苯甲醚。农药合成方面,间氨基苯酚可用于合成除草剂如甜菜宁甜菜安的原料间羟基苯基氨基甲酸乙酯,也可用于合成生产抗球虫药甲苄氧喹啉的原料3-苄氧基-4-丁基苯胺等。在染料合成方面,间氨基苯酚可用于合成n,n-二甲基-3-氨基苯酚及n,n-二乙基-3-氨基苯酚,进而用于进一步生产各种媒染、碱性染料、偶氮染料及照相显影剂。如n,n-二乙基-3-氨基苯酚,仅此一项国内每年的消耗量在1500吨左右。这些因素导致现阶段间氨基苯酚的使用量极大,并且预期用量将继续增大。

间氨基苯酚的生产方法主要有下面三种:

硝基苯磺化碱熔法[徐克勋.精细有机化工原料及中间体手册(m).北京:北京工业出版社,1998.梁诚.间氨基酚生产与发展(j).染料工业,2001,38(1):14-16.]:先将硝基苯于20%发烟硫酸中在60℃温度下磺化生成间硝基苯磺酸;再将间硝基苯磺酸于铁粉及少量盐酸作用下还原得到间氨基苯磺酸;然后将间氨基苯磺酸于275℃的氢氧化钠或氢氧化钠/氢氧化钾形成的液碱中碱熔;最后经过中和、蒸馏得产品,收率为60%左右。该制备方法存在的突出问题是工序较多,且需要大量的强酸、强碱,产生大量的废盐和废水,环保压力和能耗压力大,逐渐被生产厂家淘汰。

间苯二胺酸解法[hondatadatoshi.preparationofm-aminopheniol(p).jp56020553.杨秀芬.间苯二胺水解制备间氨基苯酚的工艺研究(d).天津理工大学,2008]:本制备方法是将间苯二胺与硫酸与盐酸溶液中高温条件下(200℃左右)水解而得到间氨基苯酚和间苯二酚。该制备方法生产条件是高温、高压、强酸环境,对容器的耐腐蚀性能要求极高,成本较高。所以该方法更多停留于实验室中。

间苯二酚氨解法[dresserhaus.processforpreparationofm-aminophenolsfromresorcinol[p].ep04049546,1991.]:本法以间苯二酚为原料,钼酸铵为催化剂,与氨于200℃左右高压下进行氨解反应,然后经处理而得。该法所用原料间苯二酚,一般是经间苯二磺酸高温碱熔而得,生产时需大量强酸强碱,且产生大量废水以及亚硫酸钠、硫酸钠、硫酸钾等无机盐,环保问题同样突出[田璇.间苯二酚的低污染合成工艺研究(d).南方理工大学.2007.]。



技术实现要素:

本发明的目的在于解决现有技术存在的上述问题,提供一种间氨基苯酚的制备方法,以间二硝基苯为原料,该原料来源充足、价廉;且本发明方法反应条件温和,收率高;避免生产过程中高温操作;催化剂、溶剂可回收套用;后续处理环保压力小。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:

一种间氨基苯酚的制备方法,包括以下步骤:

一、以间二硝基苯和苄醇为原料,加入有机溶剂1、无机碱及相转移催化剂,搅拌加热至60~150℃反应3~8小时,反应产物经冷却浓缩得间硝基苯苄醚中间产物;

二、间硝基苯苄醚中间产物在有机溶剂2中,在氢化还原催化剂作用下,以氢气、水合肼、或者甲酸铵为氢原,发生反应,反应完成后,过滤回收氢化还原催化剂,滤液经浓缩、碱液处理、甲苯萃取分离回收溶剂,水相经酸中和析出产物,经重结晶、过滤、真空干燥得到间氨基苯酚目标产物。

技术路线如下:

本发明以间二硝基苯为原料,与苄醇发生取代反应生成间硝基苯苄醚,然后经氢化还原反应转变为间氨基苯酚。这些苄醇类化合物和间二硝基苯缩合反应后生成的间硝基苯苄醚类中间体,后者能在一定的条件下还原硝基成氨基的同时脱去苄基保护基而使酚羟基游离出来得到目标产物。该反应所用催化剂催化效率高,反应条件温和,易回收套用,收率高。

作为优选,所述有机溶剂1选自n,n-二甲基甲酰胺、n,n-二甲基乙酰胺、1,3-二甲基-2-咪唑啉酮、六甲基磷酰三胺、二甲基亚砜、环丁砜、二氧六环中的一种或几种。

作为优选,所述无机碱选自k2co3、na2co3、li2co3、k3po4、na3po4、li3po4中的一种或几种。

作为优选,所述相转移催化剂选自四丁基溴化铵、十二烷基三甲基氯化铵、三乙基苄基氯化铵、四苯基溴化膦中的一种或几种。

作为优选,所述苄醇选自苯甲醇、对甲基苯甲醇、邻甲基苯甲醇、对甲氧基苯甲醇、邻甲氧基苯甲醇、间甲氧基苯甲醇中的一种或几种。

作为优选,间二硝基苯:苄醇:有机溶剂1:无机碱的摩尔比为1:1.1~3:6~10:1:~3,相转移催化剂用量为间二硝基苯质量的0.5~5%。

作为优选,所述有机溶剂2选自甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、丁醇、戊醇中的一种或几种。

作为优选,间硝基苯苄醚中间产物和有机溶剂2的摩尔比为1:12~20。

作为优选,所述氢化还原催化剂选自钯碳催化剂、铂类催化剂、兰尼镍催化剂中的一种,氢化还原催化剂用量为间硝基苯苄醚中间产物质量的0.5~5%。

作为优选,步骤二的还原反应选自以下方案之一:

方案一:间硝基苯苄醚中间产物在有机溶剂2中,在氢化还原催化剂作用下,以氢气为氢原,发生氢化加氢反应,反应温度室温至150℃,氢气的压力为1-10atm;氢化加氢反应的最佳反应温度为40-80℃,氢气压力为3-4atm;

方案二:间硝基苯苄醚中间产物在有机溶剂2中,在钯碳催化剂或铂类催化剂作用下,以水合肼为氢原,发生氢转移催化氢化反应,反应温度为60~80℃,反应时间为5~12小时,水合肼用量为间硝基苯苄醚中间产物摩尔量的4~7倍;该反应中加入有机溶剂2,有利于反应物料的溶解及搅拌,缩短反应时间;

方案三:间硝基苯苄醚中间产物在有机溶剂2中,在钯碳催化剂或铂类催化剂作用下,以甲酸铵为氢原,发生氢转移催化氢化反应,反应温度为40~90℃,反应时间为8~16小时,甲酸铵用量为间硝基苯苄醚中间产物摩尔量的4~7倍。该反应中加入有机溶剂2,有利于反应的传质,缩短反应时间。

水合肼可以是浓度为85%商品化的水合肼,也可以是更低浓度的肼。

本发明的有益效果是:反应条件温和,避免使用传统制备方法需要高温高压条件。其次,反应原料价廉易得,本发明选用大宗化工原料间二硝基苯为原料,将中间产物的硝基和苄氧基经一锅法还原反应而得。路线短,后处理简单。第二步催化氢化后的另一副产物苄醇还原产物经精馏回收利用。本发明避免了传统路线生产中产生大量废酸、废碱和废盐。本发明反应条件温和,原料易得,反应处理简单、三废少,具有产业化应用前景。

具体实施方式

下面通过具体实施例,对本发明的技术方案作进一步的具体说明。

本发明中,若非特指,所采用的原料和设备等均可从市场购得或是本领域常用的。下述实施例中的方法,如无特别说明,均为本领域的常规方法。

实施例1

在装有搅拌器、温度计的1000ml三口瓶中,加入100g(0.595mol)间二硝基苯,150g(1.087mol)碳酸钾,83.65g(0.775mol)苯甲醇,四丁基溴化铵2g及600mln,n-二甲基甲酰胺。反应混合物搅拌升温至110℃反应5小时,搅拌冷却至室温,过滤除去无机盐、碱,母液浓缩后得到油状物为间硝基苯苄醚,含少量未反应完全的间二硝基苯和苯甲醇。

将上述油状物溶于1000ml乙醇,转入至2l氢化釜中,加入0.5g钯碳(5%)催化剂(市售),氮气置换空气后,再用氢气置换氮气,搅拌下升温至60℃后,充氢气0.4mpa,反应3小时至无氢气吸收为止,反应混合物冷却至室温,充氮置换氢气后,再充空气赶出氮气,开盖,过滤反应混合物,滤饼为催化剂可回收套用。母液经浓缩回收乙醇和少量的甲苯,浓缩液中加入氢氧化钠溶液300ml(由24g氢氧化钠和300ml水配成的溶液中),加入200ml甲苯,充分搅拌后静置分层,分出水层,水层再以100ml甲苯提取后,以盐酸调ph=7.1,冷却至10-15℃并保温3-4小时,过滤,固体经真空干燥得59.7g间氨基苯酚目标产物,收率92.0%。

实施例2

在装有搅拌器、温度计的1000ml三口瓶中,加入100g(0.595mol)间二硝基苯,150g(1.087mol)碳酸钾,140.1g(1.148mol)对甲基苯甲醇,四丁基溴化铵2g及600mln,n-二甲基甲酰胺。反应混合物搅拌升温至120℃反应5小时,搅拌冷却至室温,过滤除去无机盐、碱,母液浓缩后得到油状物为间硝基苯基-对甲基苄醚,含少量未反应完全的间二硝基苯和对甲基苯甲醇。

将上述油状物溶于1000ml乙醇,转入至2l氢化釜,加入0.6g钯碳(5%)催化剂,氮气置换空气后再氢气置换氮气,搅拌下升温至60℃后,充氢气0.4mpa,反应3小时至无氢气吸收为止,反应混合物冷却至室温,充氮置换氢气后,再充空气赶出氮气,开盖,过滤反应混合物,滤饼为催化剂可回收套用。母液经浓缩回收乙醇和少量的对甲基甲苯,浓缩液中加入氢氧化钠溶液300ml(由24g氢氧化钠和300ml水配成的溶液中),加入200ml甲苯,充分搅拌后静置分层,分出水层,水层再以100ml甲苯提取后,以盐酸调ph=7.1,冷却至10-15℃并保温3-4小时,过滤,固体经真空干燥得56.8g间氨基苯酚目标产物,收率87.6%。

实施例3

在装有搅拌器、温度计的1000ml三口瓶中,加入100g(0.595mol)间二硝基苯,120g(1.132mol)碳酸钠,95.00g(0.779mol)对甲基苯甲醇,四丁基溴化铵3g及600mln,n-二甲基甲酰胺。反应混合物搅拌升温至120℃反应6小时,搅拌冷却至室温,过滤除去无机盐、碱,母液浓缩后得到油状物为中间产物间硝基苯苄醚,含少量未反应完全间二硝基苯和对甲基苯甲醇。

将上述油状物溶于1000ml乙醇,转入至2l氢化釜,加入0.8g铂碳催化剂(含铂5%),氮气置换空气后氢气置换氮气,搅拌下升温至65℃后,充氢气0.5mpa,反应4小时至无氢气吸收为止,反应混合物冷却至室温,充氮置换氢气后,再充空气赶出氮气,开盖,过滤反应混合物,滤饼为催化剂可回收套用。母液经浓缩回收乙醇,浓缩液中加入氢氧化钠溶液300ml(由24g氢氧化钠和300ml水配成的溶液中),加入200ml甲苯,充分搅拌后静置分层,分出水层,水层再以100ml甲苯提取后,以盐酸调ph=7.1,冷却至10-15℃并保温3-4小时,过滤,固体经真空干燥得27.7g间氨基苯酚目标产物,收率42.7%。

实施例4

在装有搅拌器、温度计的1000ml三口瓶中,加入100g(0.595mol)间二硝基苯,150g(1.087mol)碳酸钾,85.00g(0.787mol)苯甲醇,四丁基溴化铵2g及600mln,n-二甲基甲酰胺。反应混合物搅拌升温至110℃反应5小时,搅拌冷却至室温,过滤除去无机盐、碱,母液浓缩后得到油状物为间硝基苯苄醚,含少量未反应完全的间二硝基苯和苯甲醇。

将上述油状物溶于1000ml乙醇,转入至2l氢化釜,加入2.0g兰尼镍催化剂,氮气置换空气后再氢气置换氮气,搅拌下升温至150℃后,充氢气1.0mpa,反应5小时至无氢气吸收为止,反应混合物冷却至室温,充氮置换氢气后,再充空气赶出氮气,开盖,过滤反应混合物,滤饼为催化剂可回收套用。母液经浓缩回收乙醇,浓缩液中加入氢氧化钠溶液300ml(由24g氢氧化钠和300ml水配成的溶液中),加入200ml甲苯,充分搅拌后静置分层,分出水层,水层再以100ml甲苯提取后,以盐酸调ph=7.1,冷却至10-15℃并保温3-4小时,过滤,固体经真空干燥得55.1g间氨基苯酚目标产物,收率85.0%。

实施例5

在装有搅拌器、温度计的1000ml三口瓶中,加入100g(0.595mol)间二硝基苯,150g(1.087mol)碳酸钾,85.00g(0.787mol)苯甲醇,四丁基溴化铵2g及600mln,n-二甲基甲酰胺。反应混合物搅拌升温至110℃反应5小时,搅拌冷却至室温,过滤除去无机盐,母液浓缩后得到油状物为间硝基苯苄醚,含少量未反应完全的间二硝基苯和苯甲醇。

将上述油状物溶于400ml乙醇溶剂并转移至三口烧瓶中,加入180.00g水合肼(85%),加入0.5g的钯碳催化剂(5%钯含量),升温至回流反应6小时。反应结束后,冷却至室温,过滤回收催化剂,滤饼用乙醇洗涤,合并母液及滤饼洗涤液并浓缩回收溶剂。浓缩液中加入氢氧化钠溶液300ml(由24g氢氧化钠和300ml水配成的溶液中),200ml甲苯,充分搅拌后静置,分出水层,水层再以100ml甲苯提取后,以盐酸调ph7.1,冷却至10-15℃并保温3-4小时,过滤,固体经真空干燥得53.9g间氨基苯酚目标产物,收率83.1%。

实施例6

在装有搅拌器、温度计的1000ml三口瓶中,加入100g(0.595mol)间二硝基苯,150g(1.087mol)碳酸钾,85.00g(0.787mol)苯甲醇,四丁基溴化铵3g及600mln,n-二甲基甲酰胺。反应混合物搅拌升温至110℃反应5小时,搅拌冷却至室温,过滤除去无机盐、碱,母液浓缩后得到油状物为间硝基苯苄醚,含少量未反应完全的间二硝基苯和苯甲醇。

将上述油状物溶于500ml乙醇溶剂并转移至三口烧瓶中,加入180g甲酸铵,加入0.5g钯碳催化剂(5%),升温至回流反应6小时。反应结束后,冷却至室温,过滤回收催化剂,滤饼用乙醇洗涤,合并母液及滤饼洗涤液并浓缩回收溶剂。浓缩液中加入氢氧化钠溶液300ml(由48g氢氧化钠和300ml水配成的溶液中,此处由于氢原是甲酸铵,加入浓度加倍的氢氧化钠,目的是为了除去过量的甲酸铵),200ml甲苯,充分搅拌后静置,分出水层,水层再以100ml甲苯提取后,以盐酸调ph7.1,冷却至10-15℃并保温3-4小时,过滤,固体经真空干燥得48.3g间氨基苯酚目标产物,收率74.5%。

以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案,并非对本发明作任何形式上的限制,在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。

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