CN108911991B - 一种无溶剂催化氢化法生产2,3,4-三氟苯胺的方法 - Google Patents

一种无溶剂催化氢化法生产2,3,4-三氟苯胺的方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种无溶剂催化氢化法生产2,3,4‑三氟苯胺的方法，以2,3,4‑三氟硝基苯为原料，无溶剂条件下，在添加催化剂和磷酸盐条件下在高压釜中催化加氢制备2,3,4‑三氟苯胺，本发明采用无溶剂加氢的方法，相比于从前的溶剂加氢，使反应的效率大大增加，设备利用率明显提高，同时可以有效的避免回收溶剂带来的能耗和设备费用，属于绿色无污染的环境友好型工艺，有效避免产生大量的废水、废渣。本发明采用Pt/C这种贵金属催化剂，具有制备简单，催化剂本身在反应中可以循环使用，且金属可以回收利用，从而进一步降低生产成本，采用磷酸盐不仅可以作为脱氢抑制剂，而且可以提高反应转化率。

Description

一种无溶剂催化氢化法生产2,3,4-三氟苯胺的方法
技术领域
本发明属于催化加氢技术领域，具体涉及一种无溶剂催化氢化法生产2,3,4-三氟苯胺的方法。
背景技术
2，3，4-三氟苯胺属于芳香族含氟化合物，是一种重要的化工、医药中间体。在化工、材料领域，以2，3，4-三氟苯胺为原料，可以合成多种2，3，4-三氟二苯乙炔类液晶化合物，2，3，4-三氟苯胺因此成为开发新型液晶材料的基础原料；在农药领域，2，3，4-三氟苯胺的中间体2，3，4-三氟硝基苯已经得到很好的应用，由其衍生合成的N-酰基-N-(2，3，4-三氟苯胺基)丙酸酯类化合物，对小麦纹枯病和瓜类灰霉病达到了70％以上的防治效果，有个别化合物的药效与多菌灵相当；在医药工业上，2，3，4-三氟苯胺可用于合成喹诺酮类抗菌药如洛美沙星、诺氟沙星、左氧氟沙星、氧氟沙星等。由于这类药物具有低毒性、药效持续时间长、副作用小，使得其应用非常广泛。
2，3，4-三氟苯胺是芳香族含氟精细化学品的一种，其运用市场前景广阔。产品的主要物化性质和质量标准：分子式：C6H4F3N；分子量：147.10；质量标准：性状：本品为淡黄色透明液体；沸点92℃(6.4KPa)；含量：≥99.5％。
现有技术中对于生产2，3，4-三氟苯胺的方法有很多，但是产率低，污染严重，或者使用溶剂会产生大量的废水和固废，因此，为提高反应收率，减少三废产生，亟待提出一种新的合成方法。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供一种无溶剂催化氢化法生产2,3,4-三氟苯胺的方法，该方法工艺简单、收率高、成本低、绿色环保。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种无溶剂催化氢化法生产2,3,4-三氟苯胺的方法，以2,3,4-三氟硝基苯为原料，无溶剂条件下，在添加催化剂和磷酸盐条件下在高压釜中催化加氢制备2,3,4-三氟苯胺。
优选地，所述的催化剂为Pt/C催化剂，催化剂的Pt负载量为1%或3%，用量为2,3,4-三氟硝基苯质量的0.5%-1%。
优选地，所述的磷酸盐选自次亚磷酸钠、亚磷酸氢钠、磷酸氢二钠、磷酸钠中的一种，用量为2,3,4-三氟硝基苯质量的1%-3%。
优选地，催化加氢的条件为：压力为0.5-2.0Mpa，反应温度为60-150℃。
上述所述的催化加氢反应的步骤为：
（1）将所述的2,3,4-三氟硝基苯，催化剂，磷酸盐，加入高压釜中，氮气、氢气各置换三次；
（2）开启搅拌，升温到60-90℃，通入氢气0.5-2.0Mpa，开始反应，控制反应温度为60-150℃；
（3）反应过程中，测定反应的瞬时反应速度，以每分钟内反应的氢气压力降来表示，反应速度为：0.10-0.3Mpa/min；
（4）反应用时为1-4小时，反应结束时，反应压力升高，反应温度降低，反应速度为零；
（5）通过抽滤的方式，将催化剂与反应液分离开，反应液简单分水，减压蒸馏后得到最终产品2,3,4-三氟苯胺。
上述方法得到的产物的反应的转化率为100%，产品纯度>99.5%，脱氟<0.2%，产品收率>98%。
有益效果
（1）本发明采用无溶剂加氢的方法，相比于从前的溶剂加氢，使反应的效率大大增加，设备利用率明显提高，同时可以有效的避免回收溶剂带来的能耗和设备费用。
（2）本发明采用催化加氢的方法，属于绿色无污染的环境友好型工艺，有效避免产生大量的废水、废渣。
（3）本发明采用Pt/C这种贵金属催化剂，具有制备简单，催化剂本身在反应中可以循环使用，且金属可以回收利用，从而进一步降低生产成本。
（4）本发明采用较低的反应温度和反应压力，制备得到2,3,4-三氟苯胺，具有工艺简单、收率高的优点。
（5）本发明采用磷酸盐不仅可以作为脱氢抑制剂，而且可以提高反应转化率，反应时间较短，1-4个小时即可反应完全，而且产率较高，脱氟率较低。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例1
（1）将200g2,3,4-三氟硝基苯，1g1%Pt/C催化剂，1g次亚磷酸钠，加入高压釜中，氮气、氢气各置换三次。
（2）开启搅拌，升温到65℃，通入氢气0.9Mpa，开始反应，控制反应温度为80℃。
（3）反应过程中，测定反应的瞬时反应速度，以每分钟内反应的氢气压力降来表示，反应速度为：0.12Mpa/min。
（4）反应用时为3小时，反应结束时，反应压力升高，反应温度降低，反应速度为零。
（5）通过抽滤的方式，将催化剂与反应液分离开，反应液简单分水，减压蒸馏后得到最终产品2,3,4-三氟苯胺，反应的转化率为100%，产品纯度99.68%，脱氟0.148%，产品收率98.3%。
实施例2
在实施例1的前提下，进行催化剂的套用实验（即催化剂循环使用）：
（1）将200g2,3,4-三氟硝基苯，补加0.2g1%Pt/C催化剂，1g次亚磷酸钠，加入高压釜中，氮气、氢气各置换三次。
（2）开启搅拌，升温到65℃，通入氢气0.9Mpa，开始反应，控制反应温度为80℃。
（3）反应过程中，测定反应的瞬时反应速度，以每分钟内反应的氢气压力降来表示，反应速度为：0.13Mpa/min。
（4）反应用时为2小时45分钟，反应结束时，反应压力升高，反应温度降低，反应速度为零。
（5）通过抽滤的方式，将催化剂与反应液分离开，反应液简单分水，减压蒸馏后得到最终产品2,3,4-三氟苯胺，反应的转化率为100%，产品纯度99.78%，脱氟0.101%，产品收率98.52%。
实施例3：
在实施例1、实施例2的前提下继续套用10批次得结果如下：
其中序号8为将实施例1中的次亚磷酸钠换为磷酸钠，其他条件不变；
序号9为将实施例1中的次亚磷酸钠换为磷酸氢二钠，其他条件不变；
序号10为将实施例1中的次亚磷酸钠换为亚磷酸氢钠，其他条件不变；
序号11为将实施例1中的控制反应温度为30℃，其他条件不变；
序号12为将实施例1中的控制反应温度为150℃，其他条件不变。
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实施例4：
（1）将200g2,3,4-三氟硝基苯，1g3%Pt/C催化剂，2g次亚磷酸钠，加入高压釜中，氮气、氢气各置换三次。
（2）开启搅拌，升温到65℃，通入氢气1.0Mpa，开始反应，控制反应温度为95℃。
（3）反应过程中，测定反应的瞬时反应速度，以每分钟内反应的氢气压力降来表示，反应速度为：0.22Mpa/min。
（4）反应用时为1小时50min，反应结束时，反应压力升高，反应温度降低，反应速度为零。
（5）通过抽滤的方式，将催化剂与反应液分离开，反应液简单分水，减压蒸馏后得到最终产品2,3,4-三氟苯胺，反应的转化率为100%，产品纯度99.52%，脱氟0.18%，产品收率98.18%。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (3)

1.一种无溶剂催化氢化法生产2,3,4-三氟苯胺的方法，其特征在于：以2,3,4-三氟硝基苯为原料，无溶剂条件下，在添加催化剂和磷酸盐条件下在高压釜中催化加氢制备2,3,4-三氟苯胺；
所述的催化剂为Pt/C催化剂，催化剂的Pt负载量为1%或3%，用量为2,3,4-三氟硝基苯质量的0.5%-1%；所述的磷酸盐选自次亚磷酸钠、亚磷酸氢钠、磷酸氢二钠、磷酸钠中的一种，用量为2,3,4-三氟硝基苯质量的1%-3%。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的催化加氢的条件为：压力为0.5-2.0Mpa，反应温度为60-150℃。
3.根据权利要求1-2之一所述的方法，其特征在于，催化加氢反应的步骤为：
（1）将所述的2,3,4-三氟硝基苯，催化剂，磷酸盐，加入高压釜中，氮气、氢气各置换三次；
（2）开启搅拌，升温到60-90℃，通入氢气0.5-2.0Mpa，开始反应，控制反应温度为60-150℃；
（3）反应过程中，测定反应的瞬时反应速度，以每分钟内反应的氢气压力降来表示，反应速度为：0.10-0.3Mpa/min；
（4）反应用时为1-4小时，反应结束时，反应压力升高，反应温度降低，反应速度为零；
（5）通过抽滤的方式，将催化剂与反应液分离开，反应液简单分水，减压蒸馏后得到最终产品2,3,4-三氟苯胺。
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