王化邦 (國家知識產權局專利局專利審查協作江蘇中心,江蘇 蘇州 215163)
苯胺類化合物是有機化工領域重要的中間體,其在農藥和醫藥以及染料領域中合成產品的重要原料,農藥領域中常用來合成高效內吸收的殺菌劑和低毒高選擇性的除草劑;醫藥領域中常用來合成局部副作用小的麻醉藥和抗心律失常的藥物等。因此,國內外科研工作者對苯胺類化合物的合成方法進行了大量的研究。現對較有價值的合成方法綜述如下。
由于貴重金屬Pd或Pt作為活性組分的催化劑具有很高的活性和選擇性,反應條件較溫和等優點,所以近年來逐漸被人們重視。
國內研究苯酚催化胺化的有湖南化工研究院(CN1207329A)制備的催化劑是以Pd為活性組分,Al2O3-MgO、Al2O3-ZnO和Al2O3-Li2O等作為載體,催化劑制備以γ-Al2O3為載體骨架,浸取Mg(NO3)2·6H2O和Al(NO3)3溶液制取尖晶石Al2O3-MgO載體,再浸漬PdCl2、鹽酸溶液,制得催化劑Pd/Al2O3-MgO/Al2O制備尖晶石氧化鋁-氧化鎂的鈀催化劑。西北大學的孫秀成等制備的Pd為活性組分,鋁鎂尖晶石為載體的催化劑在固定床反應器用于2,6-二甲基苯酚的催化胺化反應。
中國石油化工股份有限公司和中國石油化工股份有限公司上海石油化工研究院(CN1381439A,CN1381440A)通過采用以苯酚或烷基苯酚和氨為原料,臨氫條件下,以氧化鋁為載體,負載鈀和錫或鈰的金屬或其化合物以及其它助催化組份,制成催化劑的技術方案,由于在鈀/氧化鋁催化劑體系中添加錫或/和鈰的金屬或其化合物,使苯酚或烷基苯酚的胺化能力大大提高,同時減少了副反應。通過以γ-氧化鋁和其上生長的尖晶石為復合載體,負載鈀或鈀和鑭及其氧化物活性組份制成催化劑。華東理工大學的姜瑞霞等(CN1467026A,CN1467027A)也對苯酚催化胺化進行了研究,并且對Na、La和Mg等助劑改性過的催化劑進行了研究,Pd-La/Al2O3-MgO催化劑效果最好,并通過以γ-氧化鋁為基體,在其表層生長氧化鋁-氧化鎂-氧化鉀尖晶石的復合載體,負載鈀或鈀和鑭及其氧化物活性組分制成催化劑的技術方案較好地解決了該問題。
BASF(EP 0053817A1,EP 0053819A1)的采用尖晶石Al2O3-MgO為載體,負載0.5%金屬鈀為催化劑,添加鎂、鋅、銀、鈷、鋰以及稀土金屬作為助劑和γ-氧化鋁制備為載體或γ-氧化鋁和氧化鎂或氧化鈣堿金屬氧化物混合制備載體,再負載活性組分鈀。三井石油化學工業株式會社(EP0053189A1)氧化鎂和氧化鋁制備成載體,浸漬硝酸鈀,反應前使用水合肼還原。華東理工大學和遼寧鴻港化工有限公司(CN102731318A)的由3,5-二甲基苯酚經氨化反應制備3,5-二甲基苯胺,催化劑是負載型催化劑,其負載組分包含:金屬鈀或/和其氧化物、和金屬鎳或/和其氧化物,載體為氧化鋁;此外,催化劑的使用壽命為兩年以上。催化劑的改性體現在催化反應的轉化率和選擇性上,由于使用的活性組分為貴重金屬,價格昂貴,催化劑的轉化率和選擇性尤為重要,是衡量一種催化劑的重要指標。
催化劑的改性上有以下兩個方面,一是催化劑的載體改性,載體確定為氧化鋁或活性炭的基礎上進行改性;二是催化劑的活性組分改性,在主催化劑為貴重金屬鈀或鉑的基礎上進行添加助催化劑元素改性;目前對活性組分改性為主。
[1]張秀成,陳立宇,孫榮華,潘海衛.3,5-二甲基苯酚氣相胺化合成3,5-二甲基苯胺的工藝研究.化學反應工程與工藝.2003,19(2):640-644.
[2]陳立宇,張秀成,2,4與2,6-二甲基苯胺的研究開發與利用,化工進展,2000,3:46-48.
[3]姜瑞霞,謝在庫,張成芳,等.2,6-二甲基苯胺的合成研究進展,精細石油化工,2001,4:60-64.
[4]Jiang Ruixia,Xie Zaiku,Zhang Chengfang,Chen Qingling.Characterization and performance of Pd-La/spinel catalyst for prep?aration of 2,6-diisopropylaniline,Applied Catalysis A:General,2003,250:209–220.
[5]陳立宇,張秀成,余歷軍等.鄰甲苯胺烷基化合成2,6-二甲基苯胺的研究,染料工業,1999,36(1):35-37.