CN102633685B - 对苯基苯腈的合成方法 - Google Patents

Abstract

对苯基苯腈的合成方法，先将联苯、溶剂、超强固体酸催化剂投入反应釜中；在0-50℃搅拌2-5小时后加入酰化剂，酰氯化反应2-10小时后滤除超强固体酸催化剂，然后向反应釜内通入液氨进行氨化，通氨温度0-50℃，通氨时间5-10小时，氨化结束后向反应釜内加入亚硫酰氯进行腈化反应，氰化温度50-150℃，反应时间6-10小时；将第上步反应得到的产品先减压蒸馏出溶剂，再减压蒸馏得到产品对苯基苯腈。本发明工艺操作简单，反应结束后产品提取容易，催化剂可以反复使用，节约了成本。同时生产周期短，无三废排放不污染环境，设备利用率高，产品收率高，产品质量好。

Description

对苯基苯腈的合成方法

技术领域

本发明属有机中间体合成方法领域，特别涉及到一种合成对苯基苯腈的方法。

背景技术

酸催化反应涉及到烃类裂解、重整、异构等石油炼制过程，还涉及到烯烃水合、烯烃聚合、芳烃烷基化、芳烃酰基化、醇酸酯化等石油化工和精细化工过程，可以说酸催化剂是这一固体超强酸系列重要工业的基础。目前，在这些化工生产过程当中应用的酸催化剂主要还是液体酸，虽然其工艺已很成熟，但在生产中却给环境带来了危害，同时也存在着均相催化本身不可避免且无法克服的缺点，如易腐蚀设备，难以连续生产，选择性差，产物与催化剂难分离等原因。

固体酸克服了液体酸的缺点，具有容易与液相反应体系分离、不腐蚀设备、后处理简单、很少污染环境、选择性高等特点，可在较高温度范围内使用，扩大了热力学上可能进行的酸催化反应的应用范围。

固体超强酸由于其特有的优点和广阔的工业应用前景，已受到国内外学者广泛关注，成为固体酸催化剂研究中的热点。由于该催化剂具有良好的再生能力和重复使用性，并且原料充足、易购、价格低廉，这就有效地降低了成本和价格，且使用厂家很容易接受。该催化剂可广泛应用于酯化、酯交换、醚化、烷烃裂解、烷烃异构化、烯烃的齐聚、芳烃岐化、烷基化、酰基化、氧化、水合、醚化、重排等有机催化合成领域。

发明内容

本发明的目的在于提供一种替代原有的液体酸催化剂，采用超强固体酸为催化剂制备出高纯度的联苯酰胺，进而合成出高收率高质量的对苯基苯腈的合成方法。本发明反应过程温和，且无腐蚀性，不污染环境。

为实现上述目的，本发明的技术方案为：

对苯基苯腈的合成方法，其特征在于：以联苯为原料，超强固体酸为催化剂，经过酰化、氨化以及分子内脱水合成对苯基苯腈，其产品的结构式为其化学反应历程为：

具体反应步骤如下：

(1)、先将联苯、溶剂、超强固体酸催化剂投入反应釜中，其中各组分投料的重量百分比为：联苯投料量占总投料量的10—30％,溶剂占总投料量的65-90％，催化剂占总投料量的1-10％；该三种组分投料之和为100％，

(2)、在0-50℃搅拌2-5小时后加入酰化剂，酰氯化反应2-10小时后滤除超强固体酸催化剂，然后向反应釜内通入液氨进行氨化，通氨温度0-50℃，通氨时间5-10小时，氨化结束后向反应釜内加入亚硫酰氯进行腈化反应，氰化温度50-150℃，反应时间6-10小时；

(3)、将第2步反应得到的产品先减压蒸馏出溶剂，再减压蒸馏得到产品对苯基苯腈。

所述的超强固体酸催化剂为SO₄ ^2-/ZrO₂；SO₄ ^2-/TiO₂，中的任意一种或其中不少于一种的混合物。

所述的溶剂为氯甲烷系列，氯苯或硝基苯系列。

本发明的积极效果为：本发明工艺操作简单，反应结束后产品提取容易，催化剂可以反复使用，节约了成本。同时生产周期短，无三废排放不污染环境，设备利用率高，产品收率高，产品质量好。

具体实施方式

下面结合具体实施例，对本发明做进一步的说明。

实施例1

带有搅拌装置、温度计，冷凝器，外部夹套冷热装置的2000升搪瓷反应釜，先检查设备是否完好，体系是否干燥，本反应在绝水条件下进行。向反应釜加入氯苯500升，联苯60公斤，SO₄ ^2-/ZrO₂9公斤，开动搅拌，溶解1小时，外冷水降温至20℃，于2小时之内加入氯乙酰氯90公斤，搅拌反应2小时，取样用甲醇稀释后进行液相色谱分析，当联苯酰氯含量≥96％，联苯含量＜2％时，停止搅拌，静置2小时分离除去底部固体催化剂，酰氯溶液重新回反应器，搅拌下通入液氨，外冷水浴，反应温度＜15℃，通氨时间5小时，体系pH≥9时反应终止,液相色谱分析联苯酰胺含量≥93％为氨化终点，停止通氨，缓慢升温至80℃，体系给少量负压去除游离氨气。然后于2小时加入亚硫酰氯72公斤，同时开启尾气吸收装置吸收放出的酸性气体。加完后，于2小时升温至120℃，反应时间6小时，取样检测，液相色谱分析对苯基苯腈含量≥90％为腈化终点。终点后先减压蒸出氯苯，再蒸出含量≥99％的对苯基苯腈成品，得到成品55公斤。

实施例2

带有搅拌装置、温度计，冷凝器，外部夹套冷热装置的2000升搪瓷反应釜，先检查设备是否完好，体系是否干燥，本反应在绝水条件下进行。向反应器加入三氯甲烷500升，联苯100公斤，SO₄ ^2-/ZrO₂35公斤，开动搅拌，溶解1小时，外冷水降温至20℃，于2小时之内加入氯乙酰氯90公斤，搅拌反应5小时，取样用甲醇稀释后进行液相色谱分析，当联苯酰氯含量≥96％，联苯含量＜2％时，停止搅拌，静止2小时分离除去底部固体催化剂，酰氯溶液重新回反应器，搅拌下通入液氨，外冷水浴，反应温度＜15℃，通氨时间7小时，体系pH≥9时反应终止,液相色谱分析联苯酰胺含量≥93％为氨化终点，终点后，停止通氨，缓慢升温至80℃，体系给少量负压去除游离氨气。然后于2小时加入亚硫酰氯120公斤，同时开启尾气吸收装置吸收放出的酸性气体，加完后，于2小时升温至120℃，反应时间8小时，取样检测，液相色谱分析对苯基苯腈含量≥90％为腈化终点。终点后先减压蒸出氯苯，再蒸出含量≥99％的对苯基苯腈成品，得到成品99公斤。

实施例3

带有搅拌装置、温度计，冷凝器，外部夹套冷热装置的2000升搪瓷反应釜，先检查设备是否完好，体系是否干燥，本反应在绝水条件下进行。向反应器加入硝基苯500升，联苯150公斤，SO₄ ^2-/TiO₂70公斤，开动搅拌，溶解1小时，外冷水降温至20℃，于2小时之内加入氯乙酰氯90公斤，搅拌反应10小时，取样用甲醇稀释后进行液相色谱分析，当联苯酰氯含量≥96％，联苯含量＜2％时，停止搅拌，静止2小时分离除去底部固体催化剂，酰氯溶液重新回反应器，搅拌下通入液氨，外冷水浴，反应温度＜15℃，通氨时间10小时，体系pH≥9时反应终止,液相色谱分析联苯酰胺含量≥93％为氨化终点，终点后，停止通氨，缓慢升温至80℃，体系给少量负压去除游离氨气。然后于2小时加入亚硫酰氯120公斤，同时开启尾气吸收装置吸收放出的酸性气体。，加完后，于2小时升温至120℃，取样检测，液相色谱分析对苯基苯腈含量≥90％为腈化终点。终点后先减压蒸出氯苯，再蒸出含量≥99％的对苯基苯腈成品，得到成品145公斤。

Claims (3)

1.对苯基苯腈的合成方法，其特征在于：以联苯为原料，超强固体酸为催化剂，经过酰化、氨化以及分子内脱水合成对苯基苯腈，其产品的结构式为其化学反应历程为：

具体反应步骤如下：

(1)、先将联苯、溶剂、超强固体酸催化剂投入反应釜中，其中各组分投料的重量百分比为：联苯投料量占总投料量的10—30％,溶剂占总投料量的65-90％，催化剂占总投料量的1-10％；该三种组分投料之和为100％，

(2)、在0-50℃搅拌2-5小时后加入酰化剂，酰氯化反应2-10小时后滤除超强固体酸催化剂，然后向反应釜内通入液氨进行氨化，通氨温度0-50℃，通氨时间5-10小时，氨化结束后向反应釜内加入亚硫酰氯进行腈化反应，氰化温度50-150℃，反应时间6-10小时；

(3)、将第2步反应得到的产品先减压蒸馏出溶剂，再减压蒸馏得到产品对苯基苯腈。

2.根据权利要求1所述的对苯基苯腈的合成方法，其特征在于：超强固体酸催化剂为SO₄ ^2-/ZrO₂；SO₄ ^2-/TiO₂，中的任意一种或其中不少于一种的混合物。

3.根据权利要求1所述的对苯基苯腈的合成方法，其特征在于：所述的溶剂为氯甲烷，氯苯或硝基苯。