3，4-二甲基苯胺的合成

论文摘要

以邻二甲苯为原料经选择性硝化反应制备3,4-二甲基硝基苯,再将3,4-二甲基硝基苯催化加氢还原制备3,4-二甲基苯胺。针对邻二甲苯自身的结构特点,以混酸作为硝化试剂,选取合适添加剂,从空间位阻和硝化反应位点两方面对邻二甲苯区域选择性硝化反应进行研究,通过内标法用气相色谱分析产品组成。考察混酸配比、添加剂种类、添加剂用量、硝化强度、反应温度、反应时间等因素对原料转化率及硝化产物区域选择性的影响。实验结果表明：以五氧化二磷为添加剂,在w（五氧化二磷）为4.5%,硝酸比1.15,D.V.S.为3.16,反应温度20℃,反应时间4h时,邻二甲苯硝化反应表现出较好的区域选择性,硝化产物中2,3-二甲基硝基苯与3,4-二甲基硝基苯摩尔比达0.94,较硝硫混酸的1.37显著降低,邻二甲苯转化率达到97.6%。以3,4-二甲基硝基苯为原料,雷尼镍作为催化剂,采用催化加氢法制备3,4-二甲基苯胺。考察加氢压力、加氢介质、加氢温度、底物浓度、催化剂用量等因素对加氢反应的影响,得出最佳工艺条件：以乙醇为加氢介质,加氢压力0.8MPa,加氢温度60℃,3,4-二甲基硝基苯初始浓度1.25mol/L,催化剂质量为3,4-二甲基硝基苯质量的5%时,3,4-二甲基硝基苯转化率和3,4-二甲基苯胺收率均达100%。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 前言
• 第一章 文献综述
• 1.1 邻二甲苯硝化反应研究进展
• 1.2 硝化试剂和硝化方法的研究
• 1.2.1 硝化试剂的选择
• 1.2.2 硝化方法的研究
• 1.2.2.1 硝酸硝化
• 1.2.2.2 混酸硝化
• 1.2.2.3 硝酸-醋酐硝化
• 1.2.2.4 硝酰盐硝化
• 1.2.2.5 氮氧化物硝化
• 1.2.2.6 有机硝酸酯
• 1.2.2.7 硝酸盐
• 1.3 邻二甲苯选择性硝化的研究
• 1.4 催化加氢方法及催化剂
• 1.4.1 气相加氢法
• 1.4.2 液相加氢法
• 1.4.3 催化加氢的催化剂
• 1.5 加氢技术在精细化工领域中的应用
• 1.5.1 不饱和键加氢
• 1.5.2 芳香族硝基化合物加氢
• 1.5.3 芳香族、不饱和脂环族和杂环化合物饱和加氢
• 1.5.4 醛酮加氢
• 1.6 3,4-二甲基苯胺合成路线研究进展
• 1.6.1 3,4-二甲苯磺酸盐法
• 1.6.2 4-溴邻二甲苯胺化法
• 1.6.3 3,4-二甲基苯乙酮法
• 1.6.4 间甲基苯胺法
• 1.6.5 叠氮酸法
• 1.6.6 对硝基甲苯法
• 1.6.7 邻二甲苯硝化还原法
• 1.7 本论文的主要研究内容
• 第二章 实验部分
• 2.1 实验试剂及仪器
• 2.1.1 实验试剂
• 2.1.2 主要仪器及设备
• 2.2 实验方法
• 2.2.1 混酸的制备
• 2.2.2 邻二甲苯一硝化产物的制备
• 2.2.3 3,4-二甲基苯胺的制备
• 2.3 产品的分离与分析
• 2.3.1 3,4-二甲基硝基苯与2,3-二甲基硝基苯的分离
• 2.3.2 3,4-二甲基硝基苯的气相色谱分析
• 2.3.3 3,4-二甲基苯胺的提纯
• 2.3.4 3,4-二甲基苯胺的气相色谱分析
• 2.4 产品的表征
• 第三章 结果与讨论
• 3.1 邻二甲苯选择性硝化反应研究
• 3.1.1 邻二甲苯硝化反应机理
• 3.1.2 HNO3/H2SO4硝化工艺研究
• 3.1.2.1 硝酸比对反应结果的影响
• 3.1.2.2 温度对反应结果的影响
• 3.1.2.3 硝化强度对反应结果的影响
• 3.1.2.4 时间对反应结果的影响
• 3.1.3 邻二甲苯硝化反应区域选择性的研究
• 3.1.3.1 添加剂的影响
• 3.1.3.2 硝化强度的影响
• 3.1.3.3 温度的影响
• 3.1.3.4 时间的影响
• 3.2 3,4-二甲基硝基苯催化加氢制备3,4-二甲基苯胺的研究
• 3.2.1 催化加氢机理
• 3.2.2 加氢压力的影响
• 3.2.3 加氢介质的影响
• 3.2.4 加氢温度的影响
• 3.2.5 底物浓度的影响
• 3.2.6 催化剂用量的影响
• 3.2.7 催化剂的再生
• 3.2.8 雷尼镍催化剂与钯/碳催化剂的比较
• 3.3 产品的分析与结构表征
• 3.3.1 硝化产物的GC分析
• 3.3.2 3,4-二甲基硝基苯的结构表征
• 3.3.3 加氢产物的GC分析
• 3.3.4 3,4-二甲基苯胺的结构表征
• 结论
• 参考文献
• 致谢