Способ получения м-нитроанилина Советский патент 1991 года по МПК C07C211/52 

Изобретение относится к усовершенствованному способу получения м-нитро- анилина (м-НА), который используется в качестве промежуточного продукта в производстве красителей, лекарственных препаратов, кино- и фотоматериалов.

Целью изобретения является увеличение выхода целевого продукта и повышение производительности процесса.

Пример 1 (сравнительный). В реакционный сосуд вносят 0,02 г 4% Pd/Al203 (0,026% Pd от массы м-ди- нитробензола (м-ДНБ)), 40 мл 96%-ного этанола и насыщают водородом в течение 1 ч при перемешивании при 1,0 МЛа и 20°С. После насыщения в реакционный сосуд вносят 3,0 г м-ДНБ н 10 мл этанола и проводят восстановление. Процесс ведут до поглощения 3 моль Н4, продолжительность процесса 28 мин.

После прекращения процесса катализат з двух параллельных опытов отфильтровы- вают от катализатора, затем упаривают растворитель, осадок промывают водой, ререкристаллизовывают из воды и сушат при 80°Со После сушки получают 3,96 г целевого продукта (выход 82%) в виде оранжевых блестящих кристаллов, т.пл. 113-1 It С (по литературным данным т.пл. 114°С).

Производительность процесса 551-,0 кг м-НА в 1 ч на 1 г-атом Pd.

II р и м е р 2 (сравнительный). В реакционный сосуд вносят 0,02 г 42 Pd/Al203 (0,026% Pd от массы м-ДНБ), 40 мл 96%-ного изопропилового спирта и насыщают в течение 1 ч водородом при перемешииании при 1,0 МПа и 20°С. После насыщения в реактор вносят 3,0 г м-ДНБ и 10 мл изопропилового спирта и проводят восстановление. После пог31625868

лощения 3 моль Hg процесс останавлипримеру 1 методами, выход которого составляет 80%. Продолжительность с процесса 31 мин, производительность 485,7 кг м-НА в 1 ч на 1 г-атом Pd. П р и м е р 3 (сравнительный). В реактор вносят 0,02 г 4% Pd/Al203 (0,026% Pd от массы м-ДНБ), 40 мл во- ю ды и насыщают в течение 1 ч при 1,0 МПа и 20°С. После насыщения в реактор загружают 3,0 г м-ДНБ и 10 мл воды и проводят восстановление. После поглощения 3 моль Н2 процесс оста- 5 навливают и выделяют продукт. Выход его составляет 40%. Продолжительность процесса 12 мин, производительность 64,4 кг м-НА в 1 ч на 1 г-атом Pd.

II р и м е р 4 (сравнительный). В 20 реактор загружают 0,02 г 4% Pd/Al203 (0,026% Pd от массы м-ДНБ), 40 мл этанольно-водного раствора (соотношение этанол : 3:1 об.ч.) и проводят насыщение катализатора при25 1,0 МПа и 20°С. После насыщения катализатора осуществляют восстановление 3,0 г м-ДНБ (+10 мл растворителя). Продолжительность процесса до поглощения 3 моль На 25 мин. Выход м-НА 30 составляет 85%. Производительность процесса 637,9 кг м-НА в 1 ч на 1 г-атом Pd.

П р и м е р 5 (сравнительный). Процесс проводят в присутствии 0,02 г 35 4% Pd/Al403 при 1,0 МПа и 20° в среде этанол-вода (2:1 об.ч.), насыщая катализатор, восстанавливают 3,0 г м-ДНБ. Продолжительность процесса синтеза м-НА составляет 20 мин. Вы- 40 ход м-НА 87%, производительность процесса 831,3 кг м-НА в 1 ч на 1 г-атом Pd0

И р и м е р 6. Процесс проводят в условиях, аналогичных примеру 5, в 45 среде этанол-вода (1:1 об.ч.). Выход м-НА составляет 90%, продолжительность процесса 16 мин, производительность 1049,3 кг м-НА в 1 ч на 1 г-атом Pd.

Пример 7 (сравнительный) .Про- зд цесс ведут в условиях, аналогичных примеру 5, среда этанол-вода (0,5: :1 об,ч.). Выход м-НА 86%, продолжительность процесса 19 мин, производительность 849,3 кг м-НА в 1 ч на 1 г-атом Pd.

Пример 8. Процесс видут в условиях, аналогичных примеру 5, растворитель изопропанол-вода (1:1 об,ч.).

Выход м-НА 89%, продолжительность реакции 17 мин, производительность 1002,7 кг м-НА в 1 ч на 1 г-атом Pd.

Примеры 1 - 8 пеказывают влияние состава растворителя на выход м-НА и продолжительность процесса: применение смешанных растворителей этанол-вода и изопропанол-вода в объемном соотношении, равном 1:1, приводит к увеличению выхода целевого продукта и повышению производительности процесса по сравнению с применением чистой HgO, 96%-ного этанола и 96%-ного изопропанола.

П р и м е р 9 (сравнительный). Процесс проводят в присутствии 0,02 г 4% Pd/AljO, при 0,5 МПа и 20°С в среде этанол-вода (1:1 об.ч.). Восстановлению подвергается 3,0 г м-ДНБ. Продолжительность процесса 28 мин, выход м-НА 90%, производительность 602,8 кг м-НА в 1 ч на 1 г-атом Pd.

Пример 10. Процесс проводят в условиях, аналогичных примеру 9, при давлении водорода 2,0 МПа. Продолжительность процесса 11 мин, выход м-НА 82%, производительность 1438,7 кг м-НА в 1 ч на 1 г-атом Pd.

Пример 11 (сравнительный). Процесс проводят в условиях, аналогичных примеру 9, давление водорода 3,0 Mia. Продолжительность процесса 8 мин, выход м-НА 78%, производительность 1893,3 кг м-НА в 1 ч на 1 г-атом Pd.

Пример 12 (сравнительный). Процесс проводят при атмосферном давлении 0,1 МПа. Количество катализатора О, 1 г 4% Pd/ALjOj, м-ДНБ 0,75 г, температура процесса 20°С, растворитель этанол - вода (1:1 об„ч.). Продолжительность процесса 38 мин, выход м-НА 89%, производительность процесса 22,4 кг м-НА в 1 ч на 1 г-атом Pd.

Примеры 6 и 9 - 12 показывают влияние давления водорода на выход целевого продукта и производительность процесса: с повышением давления производительность процесса увеличивается, а выход целевого продукта уменьшается до 78% при 3,ОМПа. Проводить процесс при давлении 1 МПа нецелесообразно, так как продолжительность процес- са возрастает, а производительность уменьшается. Таким образом, оптимальным интервалом давления водорода, при котором наблюдаются хорошие выходы

5162386

М-НА и высокая производительность, является 1-2,0 МПа.

Пример 13. Процесс восстановления 3,0 г м-ДНБ в присутствии 0,02 г, ч% Рё/А1г.0з проводят при 1,0 МПа и в растворителе этанол-вода (1:1 об.ч.). Продолжительность опыта 12 мин, выход м-НА 83%, производительность 1307,6 кг м-НА в 1 ч наJQ 1 г-атом Pd.

Пример 14 (сравнительный). Процесс проводят в условиях примера 13 при температуре 40°С. Продолжительность процесса 9 мин, выход м-НА 81%, is производительность 1700,8 кг м-НА в 1 ч на 1 г-атом Pd.

Пример 15 (сравнительный).

Пример 19. 4,5 г м-ДНБ восстанавливают на 0,02 г 4% Pd/Al203 (0,017%) в среде изопропанол-вода (1:1) при 1,0 МПа и 20°С. Продолжительность процесса 17 мин, выход

Процесс проводят в условиях примера

13 при температуре процесса 60°С. Про-20 м-НА 89%, производительность 1004,2 кг

должительность процесса 6 мин, выходм-НА в 1 ч на 1 г-атом Pd.

м-НА 76%, производительность 2397,4 кгПример 20. 4,5 г м-ДНБ восстам-НА в 1 ч на 1 г-атом Pd.навливают на 0,02 г 4% Pd/Al Oj

Примеры 6 и 13-15 показывают влия- (0,017%) в среде этанол-вода (1:1) ние температуры на выход целевого25 при 1,0 МЛа и 20°С. Продолжительность

продукта: уменьшение температуры (ни- процесса 15 мин, выход м-НА 90%, проОже 20°С) приводит к снижению производительности процесса, а также к дополнительным энергозатратам на охлаждеизводительность 1707,6 кг м-НА в 1 ч на 1 г-атом Pd.

При использовании предлагаемого

ход м-НА 88%, производительность процесса 923,1 кг м-НА в 1 ч на 1 г-атом Pd.

Примеры 6 и 16-18 показывают влияние процентного содержания Pd в катализаторах, нанесенных на J , на выход м-НА. С изменением содержания Pd от 2 до 5% (при одинаковом коли- честве Pd на массу м-ДНЬ) выход м-НА увеличивается с 82 до 90%, что обусловлено наличием растворенного водорода в катализаторах с повышенным (4%) содержанием Pd.

Пример 19. 4,5 г м-ДНБ восстанавливают на 0,02 г 4% Pd/Al203 (0,017%) в среде изопропанол-вода (1:1) при 1,0 МПа и 20°С. Продолжительность процесса 17 мин, выход

изводительность 1707,6 кг м-НА в 1 ч на 1 г-атом Pd.

При использовании предлагаемого

Изобретение относится к ароматическим аминам, в частности к получению м-нитроанилина, может быть использовано в производстве красителей и фармпрепаратов. Цель - увеличение выхода целевого продукта и повышение производительности процесса. Последний ведут гидрированием м-динитробензола в присутствии 4-5%-ного палладия на оксиде алюминия в среде этанола (изо- пропанола) и воды (1:1 по объему) при 1,0-2,0 . Эти условия повышают выход продукта с 81 до 82-90% и производительность процесса с 880 до 923,1 - 1707,6 кг/ч г-атом PcL

ние реактора. Использование температу-jo

35

ры Ь tO С приводит к уменьшению выхо- °да м-НА.

Пример 16 (сравнительный). 3,0 г м-ДНБ восстанавливают в присутствии 0,04 г 2% Pd/Ali03 (0,026% Pd от массы вещества) в среде этанол- вода (1:1) при 1,0 МИа и 20°С. Продолжительность процесса 21 мин, выход м-НА 83%, производительность 747,2 кг м-НА в 1 ч на 1 г-атом Pd.40 в присутствии палладиевого катализаПример 17 (сравнительный). Ка- тора в присутствии низшего алканола, тализатор 0,027 г Pd/Al Oj (0,026% Pd отличающийся тем от массы м-ДНБ). Условия проведения процесса аналогичны примеру 16. Пропродукта (с 81 до 82-90%) и повышается производительность процесса (с 880 до 923,1-1707,6 кг м-НА в 1 ч на 1 г-атом Pd).

Формула изобретения

Способ получения м-нитроанилина путем гидрирования м-динитробензола

I, ЧТО, С

целью повышения производительности процесса и увеличения выхода целевого дол нтельность процесса 20 мин, вы-. д продукта, в качестве катализатора исход м-НА 84%, производительность пользуют палладий, нанесенный на ок- 804,2 кг м-НА в 1 ч на 1 г-атом Pd. сид алюминия, и процесс проводят в

П р и м е р 18. Катализатор 0,016 г спиртово-водных растворах при обьем- , aX-Pd/Al Oj (0,026% Pd от массы м-ДНБ). ном соотношении этанол (изопропанол): Условия опыта аналогичны примеру 16. 50 вод-а равном 1:1, и давлении Продолжительность опыта 18 мин, вы- 1,0-2,0 МПа. |Составитель Л. Иоффе

Редактор И. Дербак Техред А.Кравчук Корректор и. Эрдейи

Заказ 260Тираж 253 I Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

способа увеличивается выход целевого

в присутствии палладиевого катализапродукта (с 81 до 82-90%) и повышается производительность процесса (с 880 до 923,1-1707,6 кг м-НА в 1 ч на 1 г-атом Pd).

Формула изобретения

Способ получения м-нитроанилина путем гидрирования м-динитробензола