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2,5-二氨基甲苯是一种重要的有机中间体及化工产品,在染发剂、医药、高分子材料及国防工业等领域均有着重要用途。随着国内外企业对2,5-二氨基甲苯及2,5-二氨基甲苯硫酸盐的需求量日益增大,合成工艺路线也在不断更新,但都存在工艺流程长、成本高、催化剂耗量大等缺点。传统工业生产路线是以对硝基邻甲苯胺为原料,经加氢合成而得,因成本过高,已难满足市场需求。本文采用邻甲苯胺为原料,通过重氮化-偶合反应,及催化加氢反应制备2,5-二氨基甲苯,产物经过后处理最终得到2,5-二氨基甲苯硫酸盐,达到简化工艺流程、降低环境污染、增加企业经济效益的目的。
论文首先以邻甲苯胺、亚硝酸钠、硫酸溶液为原料,溴化钾为促进剂,通过自身重氮化-偶合反应进行了2-氨基偶氮甲苯合成新工艺的研究。考察了硫酸浓度、亚硝酸钠浓度、亚硝酸钠溶液的滴加速度以及亚硝酸钠与邻甲苯胺的摩尔比等因素对2-氨基偶氮甲苯收率的影响;同时考察了采用回收的邻甲苯胺为原料对2-氨基偶氮甲苯收率的影响。结果表明,采用浓度为36%硫酸溶液、36%亚硝酸钠溶液、亚硝酸钠溶液的滴加速度为1.0ml/min、在亚硝酸钠与邻甲苯胺的摩尔比为1.1∶1条件下,2-氨基偶氮甲苯的收率达到87.5%,纯度大于95%;在偶合反应中添加30~50%的回收邻甲苯胺,产物收率在77%左右。
以2-氨基偶氮甲苯为原料,活性镍为催化剂,甲醇水溶液为溶剂,通过催化加氢反应合成2,5-二氨基甲苯,考察了甲醇添加量、反应时间、温度、氢气压力、催化剂用量、溶液pH值等因素对反应的影响。结果表明,采用30%的甲醇水溶液作为溶剂,在反应时间6h、温度80℃、压力1.4Mpa、催化剂用量7%、溶液的初始pH值8的条件下,2,5-二氨基甲苯的收率达95%以上。
加氢反应后的溶液通过水蒸气蒸馏得到2,5-二氨基甲苯溶液,经活性炭脱色,而后加入50%硫酸酸析成盐。结果显示,在蒸馏时间2小时、氯化钠添加量2%条件下,溶液中残留邻甲苯胺量在1%左右;活性炭用量10%、脱色时间2min、溶液pH值为8时,脱色效果最好,且2,5-二氨基甲苯损耗率较低;成盐溶液温度降至0~10℃之间时,得到的2,5-二氨基甲苯硫酸盐收率较高,单程收率达到60%以上。