邻氨基对甲基苯酚合成方法的研究

论文摘要

本文介绍的邻氨基对甲基苯酚在化工领域中是一种非常重要的染料中间体，可用于合成染料及聚酯纤维荧光增白剂DT等，但是目前国内对于该产品的生产还存在着自动化水平低，成本较高且污染严重等弊端。为了克服上述的缺点，本文采用三种不同的催化还原方法对邻硝基对甲基苯酚还原生成邻氨基对甲基苯酚的方法进行了对比。首先，使用自制的Raney-Ni催化剂对原料进行液相催化加氢还原；其次，使用自制的β-氢氧化氧铁为催化剂对原料进行水合肼还原；最后，将α-淀粉酶作为生物催化剂经尼龙固定后应用于邻硝基对甲基苯酚的还原。文中详细介绍了每个实验中各反应条件对反应结果的影响，并得出了各种反应的最佳反应条件。通过实验我们发现，采用自制的Raney-Ni催化剂进行液相催化加氢的最佳工艺条件是：反应温度为90-100℃，压力操作范围为8±1kgf／cm2，催化剂用量为原料量的5％，反应搅拌转数为500r／min，在优化的反应条件下产率可达94％，催化剂连续使用7次，催化剂活性基本不变，经过活化后又可重复使用5次。水合肼还原法制备邻氨基对甲基苯酚实验的最佳工艺条件是：反应温度78℃，反应时间8h，催化剂用量为0.8g，此时邻硝基对甲基苯酚的转化率可达98％以上，产物产率大于95％。利用固定化α-淀粉酶为催化剂还原原料的实验得到的最佳工艺条件是：固定化后的α-淀粉酶在pH=7的水溶液中与淀粉在70℃下活化4min，然后在100℃的条件下，甲醇和水的体积比为1：10的混合溶液中反应12小时，其最大的产率可达到49.88％，并且固定化酶可重复使用4次。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 0 前言
• 1 文献综述
• 1.1 邻氨基对甲基苯酚概述
• 1.2 邻硝基对甲基苯酚概述
• 1.3 邻氨基对甲基苯酚合成方法综述
• 1.3.1 铁屑还原法
• 1.3.2 硫化碱还原法
• 1.3.3 电解还原法
• 1.3.4 液相催化加氢还原法
• 1.3.5 水合肼还原法
• 1.3.6 生物酶催化还原法
• 2 实验方法
• 2.1 实验原料、试剂及主要仪器设备
• 2.1.1 实验原料及试剂
• 2.1.2 实验主要仪器设备
• 2.2 液相催化加氢法制备邻氨基对甲基苯酚
• 2.2.1 实验路线设计
• 2.2.2 实验步骤
• 2.3 水合肼还原法制备邻氨基对甲基苯酚
• 2.3.1 实验路线设计
• 2.3.2 实验步骤
• 2.4 α-淀粉酶还原法制备邻氨基对甲基苯酚
• 2.4.1 实验路线设计
• 2.4.2 实验步骤
• 3 结果与讨论
• 3.1 催化加氢实验结果与讨论
• 3.1.1 温度对加氢活性的影响
• 3.1.2 氢气压力对加氢速率的影响
• 3.1.3 催化剂用量对产物产率的影响
• 3.1.4 搅拌速度对转化率的影响
• 3.1.5 催化剂重复使用对反应结果的影响
• 3.1.6 小结
• 3.2 水合肼还原法实验结果与讨论
• 3.2.1 正交实验
• 3.2.2 正交实验数据分析
• 3.2.3 小结
• 3.3 α-淀粉酶还原法结果与讨论
• 3.3.1 离散α-淀粉酶还原
• 3.3.2 固定化α-淀粉酶还原
• 3.3.3 小结
• 4 反应中涉及到的机理
• 4.1 催化加氢反应中涉及的机理
• 4.1.1 加氢反应历程
• 4.1.2 加氢反应动力学
• 4.1.3 邻硝基对甲基苯酚的加氢还原
• 4.2 水合肼还原法涉及的机理
• 4.2.1 催化剂的影响
• 4.2.2 反应体系的影响
• 4.2.3 水合肼浓度的影响
• 4.2.4 硝基化合物分子结构的影响
• 4.3 α-淀粉酶催化法的反应机理
• 4.3.1 α-淀粉酶水解淀粉机理
• 4.3.2 固定化酶机理
• 5 产物表征
• 5.1 原料及产物的HPLC图谱
• 5.1.1 邻硝基对甲基苯酚的液相图谱
• 5.1.2 邻氨基对甲基苯酚的液相图谱
• 5.2 催化加氢法得到的产物的定性
• 5.2.1 产物的红外色谱图
• 5.2.2 产物的HPLC谱图
• 5.2.3 熔点检测法定性产物
• 5.3 水合肼还原法得到的产物的定性
• 5.3.1 产物的红外色谱图
• 5.3.2 产物的HPLC谱图
• 5.3.3 熔点检测法定性产物
• 5.4 α-淀粉酶催化还原得到的产物的定性
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表的学术论文目录