專利名稱：4-硝基鄰苯二甲腈的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于有機(jī)化學(xué)合成領(lǐng)域，具體涉及4-硝基鄰苯ニ甲腈的制備方法。
背景技術(shù)：
4-硝基鄰苯ニ甲腈是ー種用途廣泛的精細(xì)化工品，一般用做醫(yī)藥以及染料的中間體，還可用作生產(chǎn)其他原料，例如4-氨基鄰苯ニ腈，4-碘代基鄰苯ニ腈等等。中國(guó)專利申請(qǐng)CN1369480A公開的“ー種合成3_或4_硝基鄰苯ニ甲腈的方法”中， 首先將3-或4-硝基鄰苯ニ甲酸和尿素在溶劑中進(jìn)行反應(yīng)制得4-硝基鄰苯ニ甲酰亞胺，然后3-或4-硝基鄰苯ニ甲酰亞胺再與濃氨水或者氨進(jìn)行酰胺化反應(yīng)生成3-或4-硝基鄰苯 ニ甲酰胺，最后3-或4-硝基鄰苯ニ甲酰胺再與氯化亞砜進(jìn)行脫水反應(yīng)制得3-或4-硝基鄰苯ニ甲腈。中國(guó)專利申請(qǐng)CN1508125A公開“4_硝基鄰苯ニ甲腈的生產(chǎn)エ藝”中，將苯酐與尿素進(jìn)行?；磻?yīng)生成鄰苯ニ甲酰亞胺；將鄰苯ニ甲酰亞胺與硝酸進(jìn)行硝化反應(yīng)在硫酸的作用下，生成4-鄰苯ニ甲酰亞胺；然后將4-鄰苯ニ甲酰亞胺與氨氣進(jìn)行氨氧化反應(yīng)，生成 4-鄰苯ニ甲酰胺；將生成4-鄰苯ニ甲酰胺與氯化亞砜進(jìn)行縮合反應(yīng)，最后得到4-硝基鄰
苯ニ甲腈。以上兩種方法反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)，操作步驟多，氯化亞砜冰析產(chǎn)生的酸霧，對(duì)環(huán)境污染嚴(yán)重。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明需要解決的技術(shù)問題是提供一種エ藝流程短、反應(yīng)條件溫和、成本低、收率高的4-硝基鄰苯ニ甲腈的制備方法。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是
以鄰苯ニ甲腈為原料，發(fā)煙硫酸為介質(zhì)，在催化劑的作用下使鄰苯ニ甲腈與發(fā)煙硝酸進(jìn)行硝化反應(yīng)，得到含4-硝基鄰苯ニ甲腈的混合物，將所述混合物冰折，析出4-硝基鄰苯 ニ甲腈的粗品，把4-硝基鄰苯ニ甲腈的粗品再用甲醇重結(jié)晶得到精品4-硝基鄰苯ニ甲腈。本發(fā)明的優(yōu)選方式為所述的催化劑為全氟辛基磺酸鐿。4-硝基鄰苯ニ甲腈的制備方法具體有以下幾個(gè)步驟
a.在四ロ瓶中加入發(fā)煙硫酸冰浴降溫至5°C，向其中緩緩滴加發(fā)煙硝酸，在滴加過程中控制混合液的溫度在10°C以下，然后緩緩加入全氟辛基磺酸鐿，控制溫度為10°C，攪拌半個(gè)小時(shí)后，降溫至5°C，
b.將鄰苯ニ甲腈分批緩慢的加入到a步驟中制得的反應(yīng)液中，進(jìn)行硝化反應(yīng)得到含 4-硝基鄰苯ニ甲腈的混合物，在加入鄰苯ニ甲腈的過程中溫度控制在15°C以下，然后控制溫度在10-15°C，反應(yīng)時(shí)間為10-15小吋，
c.將步驟b中混合物緩緩倒入盛有碎冰的燒杯中并快速攪拌，然后過濾、水洗、烘干， 得到4-硝基鄰苯ニ甲腈粗品，d.將步驟c中制得的4-硝基鄰苯ニ甲腈粗品加入到N倍于粗品質(zhì)量的甲醇中，加熱溶解，然后趁熱過濾，再冷卻結(jié)晶，最后過濾、烘干。作為優(yōu)選方式，鄰苯ニ腈和發(fā)煙硝酸的摩爾比為廣2. 5，最佳比例為1. 05 2。另外的優(yōu)選方式，發(fā)煙硫酸的質(zhì)量是發(fā)煙硝酸的2. 5飛倍。由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明所取得的技術(shù)進(jìn)步在于首先，減少了操作步驟，從而縮短了エ藝流程；其次，操作過程中反應(yīng)溫度溫和，降低了風(fēng)險(xiǎn)；再次，降低了生產(chǎn)成本，收率高，收率能夠達(dá)到65飛9%，還有就是整個(gè)制備過程沒有用氯化亞砜進(jìn)行脫水這ー 步驟，避免了產(chǎn)生的酸霧對(duì)環(huán)境的不利影響。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)ー步詳細(xì)說明 實(shí)施例1
第一歩制備硝化反應(yīng)液
在備有溫度計(jì)、起導(dǎo)氣作用的回流冷凝管、四氟電動(dòng)攪拌和恒壓滴液漏斗的四ロ瓶中滴加133ml的120%的發(fā)煙硫酸，然后冰浴，使得溫度冷卻到5°C，在四氟電動(dòng)攪拌下，用恒壓滴液漏斗向其中緩緩滴加84ml的196%的發(fā)煙硝酸，在滴加過程中要控制混合液的溫度在 10°C以下，然后再向反應(yīng)液中緩緩加入催化劑全氟辛基磺酸鐿，然后保持溫度為10°C，攪拌半個(gè)小吋，降溫至5で。第二步進(jìn)行硝化反應(yīng)
將134. 4g的鄰苯ニ甲腈，小心緩慢的加入到第一步制備的反應(yīng)液中，進(jìn)行硝化反應(yīng)得到含4-硝基鄰苯ニ甲腈的混合物，加入過程要控制在10°C以下，加完以后把溫度控制在 1(T15°C，進(jìn)行反應(yīng)1(Γ15小吋。第三步冰析
取2000ml的燒杯，加入冰塊至其2/3體積處，將第二步中的混合物小心的加入到燒杯中，同時(shí)快速攪拌，加完后待到接近室溫，進(jìn)行過濾、水洗，然后烘干，得到粗品4-硝基鄰苯 ニ甲腈 169. 5g。第四步精制
將第三步制的粗品4-硝基鄰苯ニ甲腈169. 5g加入到500ml的甲醇中，然后加熱攪拌使其完全溶解，趁熱過濾，靜置降溫，然后過濾烘干得到92g4-硝基鄰苯ニ甲腈，其純度為 99%,收率為 68. 5%ο實(shí)施例2
第一歩制備硝化反應(yīng)液
在備有溫度計(jì)、起導(dǎo)氣作用的回流冷凝管、四氟電動(dòng)攪拌和恒壓滴液漏斗的四ロ瓶中滴加145ml的120%的發(fā)煙硫酸，然后冰浴，使得溫度冷卻到5°C，在四氟電動(dòng)攪拌下，用恒壓滴液漏斗向其中緩緩滴加86ml的196%的發(fā)煙硝酸，在滴加過程中要控制混合液的溫度在 10°C以下，然后再向反應(yīng)液中緩緩加入催化劑全氟辛基磺酸鐿，然后保持溫度為10°C，攪拌半個(gè)小吋，降溫至5で。第二步進(jìn)行硝化反應(yīng)
將140. 8g鄰苯ニ甲腈，小心緩慢的加入到第一步制備的反應(yīng)液中，進(jìn)行硝化反應(yīng)得到含4-硝基鄰苯ニ甲腈的混合物，加入過程要控制在10°C以下，加完以后把溫度控制在 1(T15°C，進(jìn)行反應(yīng)1(Γ15小吋。第三步冰析
取2000ml的燒杯，加入冰塊至其2/3體積處，將第二步中的混合物小心的加入到燒杯中，同時(shí)快速攪拌，加完后待到接近室溫，進(jìn)行過濾、水洗，然后烘干，得到粗品4-硝基鄰苯 ニ甲腈171g。第四步精制
將第三步制的粗品4-硝基鄰苯ニ甲腈171g加入到500ml的甲醇中，然后加熱攪拌使其完全溶解，趁熱過濾，靜置降溫，然后過濾烘干得到93g4-硝基鄰苯ニ甲腈，其純度為 99%,收率為66%。
權(quán)利要求
1.ー種4-硝基鄰苯ニ甲腈的制備方法，其特征在干以鄰苯ニ甲腈為原料，發(fā)煙硫酸為介質(zhì)，在催化劑的作用下使鄰苯ニ甲腈與發(fā)煙硝酸進(jìn)行硝化反應(yīng)，得到含4-硝基鄰苯ニ 甲腈的混合物，將所述混合物冰折，析出4-硝基鄰苯ニ甲腈的粗品，然后把4-硝基鄰苯ニ 甲腈的粗品再用甲醇重結(jié)晶得到精品4-硝基鄰苯ニ甲腈。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的4-硝基鄰苯ニ甲腈的制備方法，其特征在于所述催化劑為全氟辛基磺酸鐿。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的4-硝基鄰苯ニ甲腈的制備方法，其特征在于包括以下步づ永，a.在四ロ瓶中加入發(fā)煙硫酸冰浴降溫至5°C，向其中緩緩滴加發(fā)煙硝酸，在滴加過程中控制混合液的溫度在10°C以下，然后緩緩加入全氟辛基磺酸鐿，控制溫度為10°C，攪拌半個(gè)小時(shí)后，降溫至5°C，b.將鄰苯ニ甲腈分批緩慢的加入到a步驟中制得的反應(yīng)液中，進(jìn)行硝化反應(yīng)得到含 4-硝基鄰苯ニ甲腈的混合物，在加入鄰苯ニ甲腈的過程中溫度控制在15°C以下，然后控制溫度在10 15で，反應(yīng)時(shí)間為10 15小吋，c.將步驟b中混合物緩緩倒入盛有碎冰的燒杯中并快速攪拌，然后過濾、水洗、烘干， 析出4-硝基鄰苯ニ甲腈粗品，d.將步驟c中的4-硝基鄰苯ニ甲腈粗品加入到N倍于粗品質(zhì)量的甲醇中，加熱溶解， 然后趁熱過濾，再冷卻結(jié)晶，最后再過濾、烘干。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的4-硝基鄰苯ニ甲腈的制備方法，其特征在于鄰苯ニ腈和發(fā)畑硝酸的摩爾比為廣2. 5，最佳比例為1. 05 2。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的4-硝基鄰苯ニ甲腈的制備方法，其特征在于發(fā)煙硫酸的質(zhì)量是發(fā)煙硝酸的2. 5飛倍。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種4-硝基鄰苯二甲腈的制備方法，以鄰苯二甲腈為原料，發(fā)煙硫酸為介質(zhì)，在催化劑的作用下使鄰苯二甲腈與發(fā)煙硝酸進(jìn)行硝化反應(yīng)，得到含4-硝基鄰苯二甲腈的混合物，將所述混合物冰析，析出4-硝基鄰苯二甲腈的粗品，然后把4-硝基鄰苯二甲腈的粗品再用甲醇重結(jié)晶得到精品4-硝基鄰苯二甲腈。本發(fā)明公開的方法具有工藝流程短、反應(yīng)條件溫和、成本低、收率高的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)C07C255/51GK102557988SQ201110446268
公開日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2011年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月28日
發(fā)明者龐秀, 張小華, 李璟, 石琛琛, 程桂花, 陳瑞珍, 高維娟 申請(qǐng)人:河北化工醫(yī)藥職業(yè)技術(shù)學(xué)校