CN109867604B - 一种对氨基苯甲酰胺的生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种对氨基苯甲酰胺的生产工艺，该工艺利用对硝基苯甲酸和醇经催化酯化反应生成对硝基苯甲酸酯，然后于加氢催化剂、氢气存在下，于氨醇溶液酰胺化反应制备对氨基苯甲酰胺。本发明所用原料价廉易得，操作简便，废水量少，操作安全性高，反应选择性高，产品收率和纯度高，成本低。
Description
技术领域
本发明涉及一种对氨基苯甲酰胺的生产工艺，属于化学化工技术领域。
背景技术
对氨基苯甲酰胺是一种重要的中间体，用于医药、染料、颜料170的制备，用于棉、人造棉、麻纤维的染色，配制油墨等，具有广泛的用途。
目前，对氨基苯甲酰胺的制备是以对硝基苯甲酸经酰氯化反应(酰氯化试剂为氯化亚砜或三光气)制备对硝基苯甲酰氯，再和氨水反应生成对硝基苯甲酰胺，再经铁粉还原或催化加氢还原(催化剂-水合肼方法)制备对氨基苯甲酰胺，总收率为82.8％，如CN104193646和CN106946726，反应描述为合成路线1如下：
以上方法所用酰氯化试剂价格较高，酰氯化反应放出大量的酸性气体，设备腐蚀严重，氨水酰胺化反应产生大量废水，铁粉还原产生大量铁泥，污染大，不利于环保，不利于对氨基苯甲酰胺的绿色工业化生产。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种对氨基苯甲酰胺的环保生产工艺。
本发明技术方案如下：
一种对氨基苯甲酰胺的环保生产工艺，包括步骤：
(1)于溶剂中，在酸性催化剂存在下，使对硝基苯甲酸与醇酯化反应，溶剂与醇共沸回流带水，制得对硝基苯甲酸酯；
所述溶剂甲苯、苯、二甲苯、正己烷、正庚烷、石油醚、1,2-二氯乙烷、三氯乙烷、氯苯中之一或组合；
(2)步骤(1)所得对硝基苯甲酸酯与氨醇溶液酰胺化反应，并在加氢催化剂存在下通入氢气进行氢气还原硝基反应，“一锅法”制备对氨基苯甲酰胺。
根据本发明优选的，步骤(1)中所述醇为甲醇、乙醇、异丙醇、正丙醇、正丁醇、叔丁醇、仲丁醇、异丁醇中的一种或其任意比例的混合物。所述醇与对硝基苯甲酸的质量比为(1～10):1。进一步优选的，所述醇与对硝基苯甲酸的质量比为(2～5):1。
根据本发明优选的，步骤(1)中所述酸性催化剂为浓硫酸、对甲基苯磺酸、固体超强酸中之一或组合，所述酸性催化剂为对硝基苯甲酸的0.8～10％质量比。进一步优选的，所述酸性催化剂为对硝基苯甲酸的1.5～5％。催化剂对于酯化反应的完全是重要因素。
优选的，所述固体超强酸为三氯化铁-高氯酸-二氧化硅。
优选的，步骤(1)中，所述溶剂与对硝基苯甲酸的质量比为(1～8):1。进一步优选的，所述溶剂与对硝基苯甲酸的质量比为(1～4):1。
优选的，步骤(1)中，酯化反应温度为溶剂与醇的共沸温度；优选该酯化反应温度为60～120℃。特别优选74.4℃(甲苯-乙醇-水共沸)、56℃(正己烷-乙醇-水共沸)、64.9℃(苯-乙醇-水)，62.1℃(环己烷-乙醇-水)。
优选的，步骤(1)中，酯化反应时间为3～12小时。
根据本发明优选的，步骤(2)所述的氨醇溶液是10～25％质量浓度的氨甲醇溶液、氨乙醇溶液、氨丙醇溶液或氨丁醇溶液；
优选的，所述氨醇溶液的氨与对硝基苯甲酸酯的摩尔比为(3～15):1。进一步优选，该质量比为(5～8):1。氨用量对于酰胺化的彻底反应是重要因素。
优选的，步骤(2)中所述加氢催化剂为钯炭或兰尼镍，优选的钯炭催化剂用量为对硝基苯甲酸酯质量的0.5％～5％，进一步优选的催化剂用量为1％～3％质量比；优选的兰尼镍催化剂用量为对硝基苯甲酸酯质量的1％～20％，进一步优选的催化剂用量为5％～10％质量比。
优选的，步骤(2)中，所述氢气压力为0.1～1.0MPa。进一步优选，氢气压力为0.2-0.5MPa，最优选0.2-0.3MPa。
根据本发明优选的，步骤(2)的反应温度为20～85℃。反应3～10小时。进一步优选，步骤(2)的反应温度为35-60℃；最优选该反应温度为40-45℃或50-55℃。
根据本发明，步骤(1)的反应结束后，可按现有技术进行后处理。本发明优选的后处理方法如下：反应结束后冷却至50-60℃，低真空减压回收醇和溶剂(可用于下批反应)，然后5-10mmHg高真空减压蒸馏，得对硝基苯甲酸乙酯。
根据本发明，步骤(2)的反应结束后，可按现有技术进行后处理。本发明优选的后处理方法如下：步骤(2)反应结束后，氮气置换2～3次后，过滤除去催化剂，滤液浓缩回收氨醇溶液，加入异丙醇，加热溶解，趁热过滤，滤液冷却至0-5℃结晶，过滤，干燥，得对氨基苯甲酰胺；白色结晶固体。
本发明的方法描述为以下合成路线2：
本发明的技术特点和优益效果：
本发明是一种对氨基苯甲酰胺的绿色环保生产工艺，该工艺利用对硝基苯甲酸、醇、酸性催化剂、带水溶剂制备对硝基苯甲酸酯，所得对硝基苯甲酸酯、加氢催化剂、氢气、氨醇溶液“一锅法”经酰胺化、氢气还原硝基就地制备对氨基苯甲酰胺。本发明所用原料价廉易得，不使用强腐蚀性的酰氯化试剂，绿色环保。
本发明的反应路线及技术方案下，反应单一，依次进行酯化、酯的酰胺化反应和硝基还原，无竞争副反应和结焦现象，反应选择性好，总收率高达95％以上，产品纯度(液相)高达99.9％。
本发明的工艺操作简便，无需过滤、洗涤，无废水产生；体系可以直接进行下批反应。成本低，操作安全性高，有利于对氨基苯甲酰胺的绿色工业化生产。
具体实施方式
以下所述的实施例对本发明的技术方案进行了详细完整的说明，但是本发明不仅限于以下实施例。基于本发明的实施例，任何本领域技术人员结合本技术方案衍生出的任何不具备创造性的方案和实施例，均属于本发明的保护范围。
实施例所用原料和试剂均为市售产品。实施例中所述“％”均为质量百分比，特别说明的除外。实施例中所述“5％钯碳催化剂”是指催化剂中钯含量为5％质量比；所述“50％兰尼镍催化剂”是指催化剂中镍含量为50％质量比。
实施例中所述的固体超强酸催化剂是三氯化铁-高氯酸-二氧化硅(江阴市南大合成化学有限公司有售)。
实施例1：
(1)对硝基苯甲酸乙酯的制备
向接有搅拌、温度计、分水器、回流冷凝管的1000毫升四口烧瓶中，83.5克(0.5摩尔)对硝基苯甲酸，250克乙醇，1.5克对甲基苯磺酸，120克甲苯，74.4℃(甲苯-乙醇-水共沸)回流带水反应7小时，然后冷却至50-60℃，低真空减压回收乙醇和甲苯(用于下批反应)，然后高真空减压蒸馏(5-10mmHg)蒸出94.2克对硝基苯甲酸乙酯，收率96.5％，GC纯度99.9％。
(2)对氨基苯甲酰胺的制备
向500毫升不锈钢压力釜中，加入步骤(1)制备的39.0克(0.2摩尔)对硝基苯甲酸乙酯，200克10％氨甲醇溶液，0.3克5％钯碳催化剂，氮气置换三次后，通入氢气，保持氢气压力为0.2-0.3MPa，40-45℃反应5小时。冷却至20-25℃，氮气置换三次后，过滤除去钯碳，滤液浓缩回收氨醇溶液(检测氨浓度合格，可用于下批反应)，加入异丙醇，加热溶解重结晶，滤液冷却至0-5℃，过滤，干燥，得26.8克对氨基苯甲酰胺，白色结晶固体，熔点182-183℃液相纯度99.8％，产品收率98.5％。
产品表征数据：1H NMR(DMSO-d6)δ：4.01(s,2H),6.02(s,2H),6.64(d,2H),7.72(d,2H).
实施例2：
(1)对硝基苯甲酸乙酯的制备
向接有搅拌、温度计、分水器、回流冷凝管的1000毫升四口烧瓶中，83.5克(0.5摩尔)对硝基苯甲酸，230克乙醇，1.5克固体超强酸，120克正己烷，56℃(正己烷-乙醇-水共沸)回流带水反应9小时，然后冷却至40-50℃，低真空减压回收正己烷和乙醇(用于下批反应)，然后高真空减压蒸馏(5-10mmHg)蒸出95.7克对硝基苯甲酸乙酯，收率98.2％，GC纯度99.8％。
(2)对氨基苯甲酰胺的制备
取步骤(1)制备的39.0克(0.2摩尔)对硝基苯甲酸乙酯加入到500毫升不锈钢压力釜中，并加入200克10％氨乙醇溶液，3.5克50％兰尼镍催化剂，氮气置换三次后，通入氢气，保持氢气压力为0.2-0.3MPa，50-55℃反应5小时。冷却至20-25℃，氮气置换三次后，过滤除去兰尼镍催化剂，滤液浓缩回收氨醇溶液(检测氨浓度合格，可用于下批反应)，加入异丙醇，加热溶解重结晶，滤液冷却至0-5℃，过滤，干燥，得26.5克对氨基苯甲酰胺，白色结晶固体，液相纯度99.9％，产品收率97.4％。
实施例3：
(1)对硝基苯甲酸乙酯的制备
向接有搅拌、温度计、分水器、回流冷凝管的1000毫升四口烧瓶中，75.0克(0.45摩尔)对硝基苯甲酸，250克乙醇，1.5克对甲基苯磺酸，150克石油醚，65.5℃(石油醚-乙醇-水共沸)回流带水反应8小时，然后冷却至50-60℃，低真空减压回收石油醚和乙醇(用于下批反应)，然后高真空减压蒸馏(5-10mmHg)蒸出86.5克对硝基苯甲酸乙酯，收率98.5％，GC纯度99.9％。
(2)对氨基苯甲酰胺的制备
向500毫升不锈钢压力釜中，加入步骤(1)制备的39.0克(0.2摩尔)对硝基苯甲酸乙酯，200克10％氨甲醇溶液，0.3克5％钯碳催化剂，氮气置换三次后，通入氢气，保持氢气压力为0.2-0.3MPa，30-35℃反应7小时。冷却至20-25℃，氮气置换三次后，过滤除去钯碳，滤液浓缩回收氨醇溶液(检测氨浓度合格，可用于下批反应)，加入异丙醇，加热溶解重结晶，滤液冷却至0-5℃，过滤，干燥，得26.9克对氨基苯甲酰胺，白色结晶固体，液相纯度99.9％，产品收率98.8％。
实施例4：
(1)对硝基苯甲酸乙酯的制备
向接有搅拌、温度计、分水器、回流冷凝管的1000毫升四口烧瓶中，83.5克(0.5摩尔)对硝基苯甲酸，230克乙醇，1.5克固体超强酸，150克环己烷，62-64℃(环己烷-乙醇-水共沸)回流带水反应8小时，然后冷却至40-50℃，低真空减压回收环己烷和乙醇(用于下批反应)，然后高真空减压蒸馏(5-10mmHg)蒸出96.0克对硝基苯甲酸乙酯，收率98.5％，GC纯度99.8％。
(2)对氨基苯甲酰胺的制备
取步骤(1)制备的39.0克(0.2摩尔)对硝基苯甲酸乙酯加入到500毫升不锈钢压力釜中，并加入200克10％氨乙醇溶液，4.0克50％兰尼镍催化剂，氮气置换三次后，通入氢气，保持氢气压力为0.2-0.3MPa，40-45℃反应6小时。冷却至20-25℃，氮气置换三次后，过滤除去兰尼镍催化剂，滤液浓缩回收氨醇溶液(检测氨浓度合格，可用于下批反应)，加入异丙醇，加热溶解重结晶，滤液冷却至0-5℃，过滤，干燥，得26.7克对氨基苯甲酰胺，白色结晶固体，液相纯度99.9％，产品收率98.2％。
对比例：
(1)对硝基苯甲酸乙酯的制备
向接有搅拌、温度计、分水器、回流冷凝管的1000毫升四口烧瓶中，83.5克(0.5摩尔)对硝基苯甲酸，250克乙醇，0.5克对甲基苯磺酸，150克甲苯，74.4℃(甲苯-乙醇-水共沸)回流带水反应12小时，然后冷却至50-60℃，低真空减压回收乙醇和甲苯(用于下批反应)，然后高真空减压蒸馏(5-10mmHg)蒸出73.7克对硝基苯甲酸乙酯，收率75.5％，GC纯度99.9％。
(2)对氨基苯甲酰胺的制备
向500毫升不锈钢压力釜中，加入步骤(1)制备的39.0克(0.2摩尔)对硝基苯甲酸乙酯，200克5％氨甲醇溶液，0.3克5％钯碳催化剂，氮气置换三次后，通入氢气，保持氢气压力为0.2-0.3MPa，40-45℃反应7小时。冷却至20-25℃，氮气置换三次后，过滤除去钯碳，滤液浓缩回收氨醇溶液(检测氨浓度合格，可用于下批反应)，加入异丙醇，加热溶解重结晶，滤液冷却至0-5℃，过滤，干燥，得22.5克对氨基苯甲酰胺，白色结晶固体，液相纯度99.6％，产品收率82.5％。
Claims (19)
1.一种对氨基苯甲酰胺的生产工艺，包括步骤：
(1) 于溶剂中，在酸性催化剂存在下，使对硝基苯甲酸与醇酯化反应，溶剂与醇共沸回流带水，制得对硝基苯甲酸酯；
所述溶剂是甲苯、苯、二甲苯、正己烷、正庚烷、石油醚、1,2-二氯乙烷、三氯乙烷、氯苯中之一或组合；
(2) 步骤（1）所得对硝基苯甲酸酯与氨醇溶液酰胺化反应，并在加氢催化剂存在下通入氢气进行氢气还原硝基反应，“一锅法”制备对氨基苯甲酰胺。
2.如权利要求1所述的对氨基苯甲酰胺的生产工艺，其特征在于，步骤 (1) 中所述醇为甲醇、乙醇、异丙醇、正丙醇、正丁醇、叔丁醇、仲丁醇、异丁醇中的一种或其任意比例的混合物；所述醇与对硝基苯甲酸的质量比为(1~10):1。
3.如权利要求2所述的对氨基苯甲酰胺的生产工艺，其特征在于，所述醇与对硝基苯甲酸的质量比为(2~5):1。
4.如权利要求1所述的对氨基苯甲酰胺的生产工艺，其特征在于，步骤 (1) 中所述酸性催化剂为浓硫酸、对甲基苯磺酸、固体超强酸中之一或组合。
5.如权利要求1或4所述的对氨基苯甲酰胺的生产工艺，其特征在于，步骤 (1) 中所述酸性催化剂用量为对硝基苯甲酸质量的0.8~10%。
6.如权利要求1或4所述的对氨基苯甲酰胺的生产工艺，其特征在于，步骤 (1) 中所述酸性催化剂用量为对硝基苯甲酸质量的1.5~5%。
7.如权利要求1所述的对氨基苯甲酰胺的生产工艺，其特征在于，步骤 (1) 中，所述溶剂与对硝基苯甲酸的质量比为(1~8):1。
8.如权利要求1所述的对氨基苯甲酰胺的生产工艺，其特征在于，步骤 (1) 中，所述溶剂与对硝基苯甲酸的质量比为(1~4):1。
9.如权利要求1所述的对氨基苯甲酰胺的生产工艺，其特征在于，步骤（1）中，酯化反应温度为溶剂与醇的共沸温度。
10.如权利要求1所述的对氨基苯甲酰胺的生产工艺，其特征在于，步骤（1）中，酯化反应温度为60~120 ℃。
11.如权利要求1所述的对氨基苯甲酰胺的生产工艺，其特征在于，步骤（2）所述的氨醇溶液是10~25%质量浓度的氨甲醇溶液、氨乙醇溶液、氨丙醇溶液或氨丁醇溶液。
12.如权利要求1所述的对氨基苯甲酰胺的生产工艺，其特征在于，步骤（2）所述氨醇溶液的氨与对硝基苯甲酸酯的摩尔比为(3~15):1。
13.如权利要求1所述的对氨基苯甲酰胺的生产工艺，其特征在于，步骤 (2)中所述加氢催化剂为钯炭或兰尼镍；钯炭催化剂用量为对硝基苯甲酸酯质量的0.5%~5%，兰尼镍催化剂用量为对硝基苯甲酸酯质量的1%~20%。
14.如权利要求1所述的对氨基苯甲酰胺的生产工艺，其特征在于，步骤 (2)中，氢气压力为0.1~1.0MPa。
15.如权利要求1所述的对氨基苯甲酰胺的生产工艺，其特征在于，步骤 (2)中，氢气压力为0.2~0.5 MPa。
16.如权利要求1所述的对氨基苯甲酰胺的生产工艺，其特征在于，步骤 (2)的反应温度为20~85℃。
17.如权利要求1所述的对氨基苯甲酰胺的生产工艺，其特征在于，步骤 (2)的反应温度为35-60℃。
18.如权利要求1所述的对氨基苯甲酰胺的生产工艺，其特征在于，步骤 (2)的反应温度为40-45℃或50-55℃。
19.如权利要求1所述的对氨基苯甲酰胺的生产工艺，其特征在于，还包括：
步骤 (1)的反应结束后，后处理方法如下：反应结束后冷却至50-60 ℃，低真空减压回收醇和溶剂，然后5-10mmHg高真空减压蒸馏，得对硝基苯甲酸酯；
步骤 (2)的反应结束后，后处理方法如下：氮气置换2~3次后，过滤除去催化剂，滤液浓缩回收氨醇溶液，加入异丙醇，加热溶解，趁热过滤，滤液冷却至0-5℃结晶，过滤，干燥，得对氨基苯甲酰胺，白色结晶固体。
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Denomination of invention: A production process of para aminobenzamide Effective date of registration: 20231205 Granted publication date: 20210928 Pledgee: Hengfeng bank Limited by Share Ltd. Dongying branch Pledgor: Xinfa pharmaceutical Co.,Ltd. Registration number: Y2023980069314 |