本发明涉及有机中间体技术领域，具体涉及一种制备1,3,5-三硝基苯的方法。
背景技术：
1,3,5-三硝基苯，英文名称：1,3,5-trinitrobenzene，分子式：c6h3n3o6，结构式：
分子量213.1，熔点123℃，白色或黄色斜方晶体，可作为炸药，也可作为合成3,5-二氟苯胺、3,5-二芳基苯环醚衍生物等农药或医药中间体，同时它也是合成耐热炸药1,3,5-三氨基-2,4,6-三硝基苯（tatb）等的重要前体，还可以在分析化学中用作ph值指示剂。
现有的制备1,3,5-三硝基苯的方法主要是以三硝基甲苯(tnt)为原料的氧化、脱羧两步法：即以氯酸钾、重铬酸钠等为氧化剂，先氧化tnt得到1,3,5-三硝基苯甲酸(tnba)，tnba再与氢氧化钠等在加热下脱羧制得1,3,5-三硝基苯(tnb)。tnt分子中强吸电子基(-no2)的存在，使得其侧链甲基的氧化较为困难，氧化形成的tnba脱羧反应较容易进行。盛宽详细研究了该制备方法，即以tnt为原料，经氯酸钾氧化反应制得tnba，再经热脱羧得到tnb，具体做法是：（1）4.6gtnt加入到21ml浓硝酸中，加热至70℃使tnt全部溶解，恒温下分批加入2.5倍量（摩尔比）的氯酸钾，加料完毕后，缓慢升温至75℃，回流反应2h，将反应物倒入碎冰中，析出固体，过滤，冲洗，干燥，得tnba，得率62.8%。（2）2.6gtnba加入到25ml35℃的蒸馏水中，恒温下滴加15%的氢氧化钠溶液，当体系显粉红色并保持5min不褪色时，滴加1~2滴醋酸溶液使其褪色，趁热滤掉不溶物，将滤液缓慢升温至85℃，反应2.5h，冷却，过滤。在乙醇中重结晶，得tnb，得率72.1%。两步反应的总得率为：45.3%。
该方法存在的问题：（1）制备过程分为两步，过程复杂，成本高；（2）高温条件下氯酸不稳定，易分解为高氯酸和clo2，后者继续分解放出氯气，对环境不利。
技术实现要素：
本发明的目的是为了解决上述现有技术中存在的问题，而提供一种全新的制备1,3,5-三硝基苯的方法。
本发明是通过如下技术方案实现的：
一种制备1,3,5-三硝基苯的方法，包括以下步骤：
（1）量取一定量的甲醇，将其倒入至装有温度计和搅拌装置的第一容器中，称取一定量的tnt，将其加入至第一容器内的甲醇中，升温至预定溶解温度，使tnt完全溶解，得到tnt醇溶液；
（2）量取一定量的水，将其倒入至装有温度计、搅拌及回流装置的第二容器中，称取一定量的亚氯酸钠，将其加入至第二容器内的水中，室温下使亚氯酸钠完全溶解，得到亚氯酸钠水溶液；
（3）用2m盐酸调节步骤（1）中的tnt醇溶液的ph值，然后将tnt醇溶液升温至反应温度；
（4）将步骤（2）中的亚氯酸钠水溶液滴加到步骤（3）中的tnt醇溶液中，并恒温反应一定时间；
（5）过滤、洗涤、重结晶，即得到所述的1,3,5-三硝基苯。
进一步地，步骤（1）中，tnt与甲醇的加量比为1:10(g/ml)，预定溶解温度为50~60℃。
进一步地，步骤（2）中，亚氯酸钠与水的加量比为1:2(g/ml)。
进一步地，步骤（3）中，调节tnt醇溶液的ph至5~6，升温至反应温度50~60℃。
进一步地，步骤（4）中，亚氯酸钠水溶液的滴加量与tnt醇溶液的体积比为1:1.6~1:6.3，恒温反应时间为3~8h。
进一步地，步骤（5）中，洗涤溶剂为热水、重结晶溶剂为乙醇。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
（1）采用亚氯酸钠为氧化剂，使得氧化、脱羧反应一步完成，简化了过程，降低了操作成本；
（1）反应所需能耗少，产品纯度高；
（2）反应过程更安全，反应得率更高。
具体实施方式
为了使本领域技术人员更好的理解本发明，以下结合具体实施例对本发明作进一步清楚、完整的说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
本发明方法为一种全新的合成1,3,5-三硝基苯的方法，该方法是在一定温度下，以tnt为原料、以甲醇为溶剂、以亚氯酸钠为氧化剂，在一定的ph值下，将tnt一步氧化合成1,3,5-三硝基苯，反应式为：
（1）量取一定量的甲醇，将其倒入至装有温度计和搅拌装置的第一容器中，称取一定量的tnt，将其加入至第一容器内的甲醇中，升温至预定溶解温度，使tnt完全溶解，得到tnt醇溶液；其中，tnt与甲醇的加量比为1:10(g/ml)，预定溶解温度为50~60℃。
（2）量取一定量的水，将其倒入至装有温度计、搅拌及回流装置的第二容器中，称取一定量的亚氯酸钠，将其加入至第二容器内的水中，室温下使亚氯酸钠完全溶解，得到亚氯酸钠水溶液；其中，亚氯酸钠与水的加量比为1:2(g/ml)。
（3）用2m盐酸调节步骤（1）中的tnt醇溶液的ph值，然后将tnt醇溶液升温至反应温度；其中，调节tnt醇溶液的ph至5~6，升温至反应温度50~60℃。
（4）将步骤（2）中的亚氯酸钠水溶液滴加到步骤（3）中的tnt醇溶液中，并恒温反应一定时间；其中，亚氯酸钠水溶液的滴加量与tnt醇溶液的体积比为1:1.6~1:6.3，恒温反应时间为3~8h。
（5）过滤、洗涤、重结晶，即得到所述的1,3,5-三硝基苯；其中，洗涤溶剂为热水、重结晶溶剂为乙醇。
以下再结合多个具体的实施例对本发明做进一步的说明：
实施例1
（1）量取50ml甲醇，将其倒入装有温度计和搅拌装置的第一容器中，称取5gtnt，将tnt加入至甲醇中，升温至50℃，使tnt溶解，得到tnt醇溶液；
（2）量取30ml水，将其倒入装有温度计、搅拌及回流装置的第二容器中，称取15g亚氯酸钠并加入至水中，室温下使亚氯酸钠溶解，得到亚氯酸钠水溶液；
（3）用2m盐酸调节步骤（1）中的tnt醇溶液的ph值为5，然后将tnt的醇溶液升温到55℃；
（4）将步骤（2）中的亚氯酸钠水溶液滴加到步骤（3）中的tnt醇溶液中，恒温反应8h；
（5）过滤、热水洗涤、乙醇重结晶，得到2.87g三硝基苯，得率61.19%。
实施例2
（1）量取50ml甲醇，将其倒入装有温度计和搅拌装置的第一容器中，称取5gtnt，将tnt加入至甲醇中，升温至60℃，使tnt溶解，得到tnt醇溶液；
（2）量取10ml水，将其倒入装有温度计、搅拌及回流装置的第二容器中，称取5g亚氯酸钠并加入至水中，室温下使亚氯酸钠溶解，得到亚氯酸钠水溶液；
（3）用2m盐酸调节步骤（1）中的tnt醇溶液的ph值为6，然后将tnt醇溶液升温到60℃；
（4）将步骤（2）中的亚氯酸钠水溶液滴加到步骤（3）中的tnt醇溶液中，恒温反应4h；
（5）过滤、热水洗涤、乙醇重结晶，得到3.01g三硝基苯，得率64.17%。
实施例3
（1）量取50ml甲醇，将其倒入装有温度计和搅拌装置的第一容器中，称取5gtnt，将tnt加入至甲醇中，升温至55℃，使tnt溶解，得到tnt醇溶液；
（2）量取10ml水，将其倒入装有温度计、搅拌及回流装置的第二容器中，称取5g亚氯酸钠至水中，室温下使亚氯酸钠溶解，得到亚氯酸钠水溶液；
（3）用2m盐酸调节步骤（1）中的tnt醇溶液的ph值为6，然后将tnt的醇溶液升温到50℃；
（4）将步骤（2）中的亚氯酸钠水溶液滴加到步骤（3）中的tnt的醇溶液中，恒温反应3h；
（5）过滤、热水洗涤、乙醇重结晶，得到2.65g三硝基苯，得率56.50%。
实施例4
（1）量取50ml甲醇，将其倒入装有温度计和搅拌装置的第一容器中，称取5gtnt，将tnt加入至甲醇中，升温至50℃，使tnt溶解，得到tnt醇溶液；
（2）量取10ml水，将其倒入装有温度计、搅拌及回流装置的第二容器中，称取5g亚氯酸钠并加入至水中，室温下使亚氯酸钠溶解，得到亚氯酸钠水溶液；
（3）用2m盐酸调节步骤（1）中的tnt醇溶液的ph值为5，然后将tnt醇溶液升温到55℃；
（4）将步骤（2）中的亚氯酸钠水溶液滴加到步骤（3）中的tnt醇溶液中，恒温反应7h；
（5）过滤、热水洗涤、乙醇重结晶，得到3.73g三硝基苯，得率79.53%。
实施例5
（1）量取50ml甲醇，将其倒入装有温度计和搅拌装置的第一容器中，称取5gtnt，将tnt加入至甲醇中，升温至50℃，使tnt溶解，得到tnt醇溶液；
（2）量取8ml水，将其倒入装有温度计、搅拌及回流装置的第二容器中，称取4g亚氯酸钠并加入至水中，室温下使亚氯酸钠溶解，得到亚氯酸钠水溶液；
（3）用2m盐酸调节步骤（1）中的tnt醇溶液的ph值为6，然后将tnt醇溶液升温到55℃；
（4）将步骤（2）中的亚氯酸钠水溶液滴加到步骤（3）中的tnt醇溶液中，恒温反应6h；
（5）过滤、热水洗涤、乙醇重结晶，得到2.80g三硝基苯，得率59.70%。
上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其它实施方式。