CN101074198A - 一种合成硝基环己烷的方法 - Google Patents
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Abstract
一种合成硝基环己烷的方法,其特征在于:在氮气的保护下,由环己烷出发,通过与NOx硝化反应制得硝基环己烷,x=1.5~2.5。本发明的方法不仅可能大幅度简化工艺、降低成本,而且可大幅度提高资源利用率。是一种对环境友好的绿色的硝化路线。
Description
技术领域
本发明涉及硝基环己烷的合成方法。
背景技术
硝基烷烃以其特有的物化性质和反应活性成为药物、溶剂、表面活性剂、乳化剂和润滑剂等精细化学品领域的重要原料,已可以生产近两千种衍生物。如果将硝基烷烃部分催化还原成亚硝基化合物、肟类(可重排成酰胺类产品),或完全还原成胺类,将为新的功能产品或材料的创制提供原料基础。随着精细化工的发展,对含氮化合物的需求将不断增加,硝基烷烃的生产技术进步将是相关领域发展的保障。
向有机分子的碳原子上引入硝基的反应称作硝化。目前,脂肪族的硝化产物品种较少,主要用作炸药、火箭燃料和溶剂等。硝化产物的工业生产是利用硝酸或硝酸-硫酸组成的混酸处理芳烃。但该反应体系对设备腐蚀性很强,产生大量含有机化合物的废酸和废水,环境污染严重,治理费用高。此外,该方法的选择性差,存在氧化、水解、羟基化等多种副反应,尤其不适合对酸敏感底物的硝化。
发明内容
本发明提出了一种以环己烷为原料经NOx硝化制硝基环己烷的新方法。
本发明的目的是通过下述方式实现的:
在氮气保护下,由环己烷和NOx(x=1.5~2.5))发生气相硝化反应,合成硝基环己烷。
发明人发现反应温度可以在80和500℃之间变化,但是最好在220-330℃之间进行反应。另外,反应时间可以在0.01和100h之间变化,但最好在1~5h之间。反应物环己烷和NOx可以是任意配比。
所述的NOx为NO2、N2O3、N2O4或N2O5。
本发明的反应过程中可以不加入催化剂,其反应效果仍然十分显著。环己烷的转化可达到57%。显然可以进一步的节约成本,对工业化生产也十分有利。
本发明的反应过程也可以加入催化剂。
加入的催化剂可选自氧化铝、氧化硅、硅胶、分子筛。
在现有的技术文献中均没有本发明制备方法的相关报道。本发明由环己烷出发合成硝基环己烷,不仅可能大幅度简化工艺、降低成本,而且更重要的是可能大幅度提高资源利用率。
本发明由于是采用NOx作为硝化剂,环己烷气相硝化,是一条绿色的硝化路线。反应结果与现有文献比较:即使在低温下,硝化反应速度与硝化生产强度远远大于老式常规浓硫酸/硝酸混合酸硝化剂;该硝化剂是非常纯净且稳当的,不会介入一些氧化性副反应;硝化过程不产生任何废酸。且本发明反应条件不苛刻,适合于工业化生产。是一种有前途的新工艺。
具体实施方式
以下实施例旨在说明本发明而不是对本发明的限定。
实施例1:按环己烷∶NO2=2∶1的摩尔配比,先通入N2在一定温度下吹扫反应系统5min,再将温度调至300℃并用NO2再平衡10min。环己烷由柱塞式平流泵从反应管通NO2端连续通入,反应液经预热段汽化后进入440ml球型反应器中反应,时间1h,产物经水流冷凝进入收集瓶中。反应后的混合物分为二层,上层为有机相,下层是水相。上层用气相色谱内标分析后,再采用物料平衡计算得到环己烷的转化率为13.71%,硝基环己烷的选择性为70.04%。
实施例2:步骤同实施例1,不同之处在于,环己烷∶NO2=0.8∶1的摩尔配比,反应温度240℃。环己烷的转化率为53.21%,硝基环己烷的选择性为62.68%。
实施例3:步骤同实施例1,不同之处在于,按环己烷∶N2O3=1∶1的摩尔配比,环己烷的转化率为57.01%,硝基环己烷的选择性为50.04%。
实施例4:步骤同实施例1,不同之处在于,按环己烷∶NO2=1∶1的摩尔配比,催化剂为0.4g的β沸石,环己烷的转化率为15.66%,硝基环己烷的选择性为82.00%。
Claims (7)
1、一种合成硝基环己烷的方法,其特征在于:在氮气的保护下,由环己烷出发,通过与NOx硝化反应制得硝基环己烷,x=1.5~2.5。
2、根据权利要求1所述的一种合成硝基环己烷的方法,其特征在于:所述的NOx为N2O3、NO2、N2O4或N2O5。
3、根据权利要求1所述的一种合成硝基环己烷的方法,其特征在于反应温度在80和500℃之间。
4、根据权利要求1所述的一种合成硝基环己烷的方法,其特征在于反应温度在220和330℃之间。
5、根据权利要求1所述的一种合成硝基环己烷的方法,其特征在于反应时间在0.01和100h之间。
6、根据权利要求1所述的一种合成硝基环己烷的方法,其特征在于反应时间在1-5h之间。
7、根据权利要求1所述的一种合成硝基环己烷的方法,其特征在于:加入催化剂,催化剂为氧化铝、氧化硅、硅胶或分子筛。
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