CN113214088B - 一种2,4-二硝基苯胺的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及医药化工领域，公开了一种2,4‑二硝基苯胺的制备方法，其包括四个步骤：（1）向反应釜中加入2,4‑二硝基氯苯及尿素，2,4‑二硝基氯苯与尿素的摩尔比为1:1.5～2.5；（2）向反应釜中加入乙醇水溶剂，乙醇水溶剂的乙醇浓度为30%～100%，乙醇水溶剂的加入量为2,4‑二硝基氯苯质量的1.5～3倍；（3）将反应釜升温至110～135℃，压力控制在0.2～0.3MPa，保温反应3～5小时；（4）反应结束后，反应产物经离心过滤洗涤，得2,4‑二硝基苯胺。本发明利用尿素替代氨水及氨气，并采用相对较低的反应温度和压力，避免了氨气挥发的爆炸危险性，减少了生产成本，提高了产品纯度及收率，具有显著的安全效益、经济效益及质量效益。

Description

一种2,4-二硝基苯胺的制备方法
技术领域
本发明涉及医药化工领域，具体涉及一种2,4-二硝基苯胺的制备方法。
背景技术
2,4-二硝基苯胺是一种化学物质，分子式是C6H5N3O4，黄色针状结晶；不溶于水，微溶于乙醇，溶于热盐酸；性质稳定；用于生产硫化深蓝3R、分散红B、分散紫2R等染料；也用于生产农药二硝散等，以及用作印刷油墨的调色剂和制取防腐剂。
目前通常以2,4-二硝基氯苯和氨水为原料制备2,4-二硝基苯胺，其反应原理为：2,4-二硝基氯苯和氨水经过胺化反应生成2,4-二硝基苯胺，此胺化反应属于双分子亲核取代反应；首先是带有未共用电子对的氨分子向芳环上与氯原子相连的碳原子发生亲核进攻，得到带有极性的中间加成物，此中间加成物迅速转化成反应产物2,4-二硝基苯胺和副产物氯化铵。实际生产2,4-二硝基苯胺的方法是向2,4-二硝基氯化苯中加入氨水或者氨气进行氨解取代反应，压力为0.5MPa，氨解温度为140～150℃，此工艺的缺点是生产安全风险大，成本高，而且存在反应锅内积料严重，产品结晶粗，影响下一步反应质量。氨水对设备具有较强的腐蚀性；氨气具有强挥发性，挥发后的氨气堆积在反应装置顶部，反应装置内的氨气浓度爆炸极限是16%～25%,一旦氨气浓度过高容易引发爆炸，同时挥发后的氨气得不到有效利用，导致生产成本增加；且氨气具有毒性，若反应结束后将其排放至空气中会污染空气，影响操作人员的身体，甚至危及其生命。如公开号为CN104130138A的中国专利文献公开了一种2,4-二硝基苯胺连续氨化生产工艺，以2,4-二硝基氯苯、氨水为原料，在温度160℃～170℃，压力在0.5MPa～1.0MPa条件下进行反应，将原料连续加入氨化反应器；氨化反应器反应时间为42分钟。该工艺生产效率高、充分利用氨化反应过程的余热，但反应温度仍然较高，反应压力较大，生产安全风险及成本较高。
发明内容
为克服现有技术的缺陷，本发明提供一种安全、经济的2,4-二 硝基苯胺的制备方法，其技术方案包括以下步骤：
（1）向反应釜中加入2,4-二硝基氯苯及尿素，2,4-二硝基氯苯与尿素的摩尔比为1:1.5～2.5；
（2）向反应釜中加入乙醇水溶剂，乙醇水溶剂的乙醇浓度为30%～100%，乙醇水溶剂的加入量为2,4-二硝基氯苯质量的1.5～3倍；
（3）将反应釜升温至110～135℃，压力控制在0.2～0.3MPa，保温反应3～5小时；
（4）反应结束后，反应产物经离心过滤洗涤，得2,4-二硝基苯胺。
上述技术方案可以进一步优化为：
所述步骤（1）中的2,4-二硝基氯苯与尿素的摩尔比为1:1.7～2.2。
所述步骤（1）中的2,4-二硝基氯苯与尿素的摩尔比为1: 2。
所述步骤（2）乙醇水溶剂的乙醇浓度为50%～80%，乙醇水溶剂的加入量为2,4-二硝基氯苯质量的1.7～2.5倍。
所述步骤（2）乙醇水溶剂的乙醇浓度为65%，乙醇水溶剂的加入量为2,4-二硝基氯苯质量的2.2倍。
所述步骤（3）反应釜升温至120～130℃。
所述步骤（3）反应釜升温至125℃。
所述步骤（3）反应釜压力控制在0.25MPa。
所述步骤（3）保温反应为4小时。
所述步骤（4）离心过滤得到的母液套用至下一批作为溶剂循环使用。
与现有技术相比，本发明主要具有以下有益技术效果：
1.利用尿素替代氨水及氨气，避免了氨水对设备的腐蚀性，也避免了氨气挥发的爆炸危险性，还避免了氨气排放对空气的污染及对人员的伤害，具有显著的安全效益；同时用尿素比用氨水、氨气成本低，能大量减少生产成本，具有显著的经济效益。
2.采用相对较低的反应温度和压力，采用适宜的物料配比及反应时间，物料反应稳健而充分，产品纯度≥99%；产品收率≥98%，具有显著的质量效益。
3.将过滤母液作为溶剂循环使用，有利于增产降耗。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行详细描述。
实施例1
向反应釜中加入2,4-二硝基氯苯101g、尿素45g及30%乙醇水溶液150g，将反应釜升温至110℃、压力控制在0.2MPa，保温反应3小时，用液相色谱检测反应终点，反应结束后，反应产物经离心过滤洗涤即得黄色粉末状2,4-二硝基苯胺产品。为充分利用过滤得到的母液，达到增产降耗目的，本批母液套用至下一批作为溶剂循环使用。经测试，本实施例制备的产品纯度为99.03％、收率为98.1％。
实施例2
向反应釜中加入2,4-二硝基氯苯101g、尿素50g及50%乙醇水溶液170g，将反应釜升温至120℃、压力控制在0.25MPa，保温反应3小时，用液相色谱检测反应终点，反应结束后，反应产物经离心过滤洗涤即得黄色粉末状2,4-二硝基苯胺产品。为充分利用过滤得到的母液，达到增产降耗目的，本批母液套用至下一批作为溶剂循环使用。经测试，本实施例制备的产品纯度为99.20％、收率为98.3％。
实施例3
向反应釜中加入2,4-二硝基氯苯101g、尿素60g及65%乙醇水溶液220g，将反应釜升温至125℃、压力控制在0.3MPa，保温反应4小时，用液相色谱检测反应终点，反应结束后，反应产物经离心过滤洗涤即得黄色粉末状2,4-二硝基苯胺产品。为充分利用过滤得到的母液，达到增产降耗目的，本批母液套用至下一批作为溶剂循环使用。经测试，本实施例制备的产品纯度为99.35％、收率为98.5％。
实施例4
向反应釜中加入2,4-二硝基氯苯101g、尿素65g及80%乙醇水溶液250g，将反应釜升温至130℃、压力控制在0.3MPa，保温反应4小时，用液相色谱检测反应终点，反应结束后，反应产物经离心过滤洗涤即得黄色粉末状2,4-二硝基苯胺产品。为充分利用过滤得到的母液，达到增产降耗目的，本批母液套用至下一批作为溶剂循环使用。经测试，本实施例制备的产品纯度为99.48％、收率为98.8％。
实施例5
向反应釜中加入2,4-二硝基氯苯101g、尿素75g及100%乙醇水溶液300g，将反应釜升温至135℃、压力控制在0.3MPa，保温反应5小时，用液相色谱检测反应终点，反应结束后，反应产物经离心过滤洗涤即得黄色粉末状2,4-二硝基苯胺产品。为充分利用过滤得到的母液，达到增产降耗目的，本批母液套用至下一批作为溶剂循环使用。经测试，本实施例制备的产品纯度为99.28％、收率为99.2％。

Claims (10)

1.一种2,4-二硝基苯胺的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）向反应釜中加入2,4-二硝基氯苯及尿素，2,4-二硝基氯苯与尿素的摩尔比为1:1.5～2.5；
（2）向反应釜中加入乙醇水溶剂，乙醇水溶剂的乙醇浓度为30%～100%，乙醇水溶剂的加入量为2,4-二硝基氯苯质量的1.5～3倍；
（3）将反应釜升温至110～135℃，压力控制在0.2～0.3MPa，保温反应3～5小时；
（4）反应结束后，反应产物经离心过滤洗涤，得2,4-二硝基苯胺。
2.根据权利要求1所述的一种2,4-二硝基苯胺的制备方法，其特征在于,所述步骤（1）中的2,4-二硝基氯苯与尿素的摩尔比为1:1.7～2.2。
3.根据权利要求1所述的一种2,4-二硝基苯胺的制备方法，其特征在于,所述步骤（1）中的2,4-二硝基氯苯与尿素的摩尔比为1: 2。
4.根据权利要求1所述的一种2,4-二硝基苯胺的制备方法，其特征在于,所述步骤（2）乙醇水溶剂的乙醇浓度为50%～80%，乙醇水溶剂的加入量为2,4-二硝基氯苯质量的1.7～2.5倍。
5.根据权利要求1所述的一种2,4-二硝基苯胺的制备方法，其特征在于,所述步骤（2）乙醇水溶剂的乙醇浓度为65%，乙醇水溶剂的加入量为2,4-二硝基氯苯质量的2.2倍。
6.根据权利要求1所述的一种2,4-二硝基苯胺的制备方法，其特征在于,所述步骤（3）反应釜升温至120～130℃。
7.根据权利要求1所述的一种2,4-二硝基苯胺的制备方法，其特征在于,所述步骤（3）反应釜升温至125℃。
8.根据权利要求1所述的一种2,4-二硝基苯胺的制备方法，其特征在于,所述步骤（3）反应釜压力控制在0.25MPa。
9.根据权利要求1所述的一种2,4-二硝基苯胺的制备方法，其特征在于,所述步骤（3）保温反应为4小时。
10.根据权利要求1所述的一种2,4-二硝基苯胺的制备方法，其特征在于,所述步骤（4）离心过滤得到的母液套用至下一批作为溶剂循环使用。
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