精制間二硝基苯中甲氧基化反應的優化

丁軍委,劉孟瀟,李 鑫,趙文婷,李曉珂

(青島科技大學 化工學院,山東 青島266042)

間二硝基苯是染料和有機合成的中間體,常用作分析試劑、抑制劑、催化劑,并用于制造炸藥[1]。工業上間二硝基苯的生產是以硝基苯為原料,采用混酸硝化制得[2],硝化時會生成鄰二硝基苯、對二硝基苯異構體,因此,為達到分離、提純間二硝基苯的目的,傳統方法是加入亞硫酸磺化[3-4],把鄰二硝基苯、對二硝基苯轉化為對應的易溶于水的鄰硝基苯磺酸鹽、對硝基苯磺酸鹽,但是,這種方法得到的間二硝基苯純度很難達到99%以上,并且磺酸鹽以廢水的形式直接排放到大自然中,嚴重污染環境。

為了解決環境污染及副產物浪費問題,許多學者采用相轉移催化劑及甲氧基化反應取得了一定的進展。例如,董強等[5-11]采用季銨鹽作為相轉移催化劑,用氫氧化鈉和甲醇處理鄰、對二硝基苯,將其轉化為對應的硝基苯甲醚,通過醚類和間二硝基苯在醇溶劑中溶解度的差異,得到純度較高的間二硝基苯,該方法減少了廢水排放實現了廢水再利用。但是,該方法需要使用相轉移催化劑,反應完成后需要對其進行回收,增加了工業化中成本和能源的損耗。

為此,本研究對上述方法進行了改進,采用直接加入甲醇鈉的方法精制間二硝基苯,在無水且不使用相轉移催化劑條件下,得到了更適合工業化生產的反應方法和反應條件。

1 實驗部分

1.1 試劑與儀器

粗間二硝基苯(經氣相分析其純度為間二硝基苯86%,鄰二硝基苯12%,對二硝基苯2%)、氫氧化鈉,天津市北辰方正試劑廠;甲醇,天津市富宇精細化工有限公司。……