專利名稱：改性凹土催化合成一硝基甲苯的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于一種有機(jī)中間體的催化合成技術(shù)，特別是一種改性凹土催化合成一硝基甲苯的方法。
背景技術(shù)：
催化反應(yīng)是指通過催化劑改變反應(yīng)物的活化能，改變反應(yīng)物的化學(xué)反應(yīng)速率，而反應(yīng)前后催化劑自身的量和質(zhì)均不發(fā)生改變的反應(yīng)。催化劑在化學(xué)合成領(lǐng)域應(yīng)用十分廣泛，尤其對(duì)于有機(jī)化合物的合成具有十分重要的意義。一硝基甲苯作為一種重要的有機(jī)中間體原料，在染料、醫(yī)藥、農(nóng)藥等諸多行業(yè)有廣泛用途。傳統(tǒng)的一硝基甲苯生產(chǎn)以混酸(濃硫酸和濃硝酸)硝化工藝為主，存在設(shè)備工藝復(fù)雜、能耗高、污染嚴(yán)重、成本高等缺點(diǎn)。近年來，催化合成技術(shù)在一硝基甲苯合成領(lǐng)域發(fā)揮了重要作用，例如過渡金屬?gòu)?fù)合物、Ti02/S042_，Ti02-Zr02/S042_固體酸、ZSM分子篩、離子液體等催化劑引起了很多關(guān)注，但是這些催化劑同樣存在一些問題，如成本高、壽命短、穩(wěn)定性差、效率低等。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種改性凹土催化合成一硝基甲苯的方法，工藝簡(jiǎn)單，生產(chǎn)成本低。本發(fā)明的技術(shù)解決方案為首先，采用質(zhì)量濃度65%_98%的濃硝酸在常溫磁力攪拌的情況下對(duì)凹土進(jìn)行12h-48h的浸泡，經(jīng)過濾洗滌、室溫干燥，得改性凹土催化劑；其次， 在容器中加入甲苯和改性凹土催化劑，常溫機(jī)械攪拌，逐滴加入質(zhì)量濃度90%-95%的濃硝酸，通過循環(huán)水冷卻控制反應(yīng)溫度為50°C-55°C，lh-2h反應(yīng)完成；最后，將反應(yīng)產(chǎn)物依次進(jìn)行堿洗、分離、水洗，得黃色一硝基甲苯，改性凹土催化劑干燥后循環(huán)使用；其中，甲苯與濃硝酸的質(zhì)量體積比是1 :1_2，改性凹土催化劑加入量為甲苯質(zhì)量的6-18%。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點(diǎn)其一、改性凹土催化劑價(jià)格低廉，制備過程簡(jiǎn)易，生產(chǎn)成本很低；其二、該反應(yīng)合成一硝基甲苯的產(chǎn)率高，甲苯和硝酸的轉(zhuǎn)化率高；其三、改性凹土催化劑代替了常規(guī)的硫酸，一硝基甲苯的生產(chǎn)工藝大為簡(jiǎn)化，無需進(jìn)行硫酸回收濃縮；其四、改性凹土催化劑可以推廣應(yīng)用于其它芳香類化合物的催化合成。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施例進(jìn)一步說明本發(fā)明的技術(shù)解決方案，這些實(shí)施例不能理解為是對(duì)技術(shù)方案的限制。實(shí)施例1 依以下步驟催化合成一硝基甲苯
步驟1 將20g凹土加入到燒杯中，隨后加入40ml的質(zhì)量濃度65%濃硝酸，常溫磁力攪拌48h，經(jīng)過濾洗滌、常溫干燥，得改性凹土催化劑；
步驟2 稱取30g甲苯倒入三口燒瓶中，加入1. 8g改性凹土催化劑，常溫機(jī)械攪拌，1滴/秒逐滴加入質(zhì)量濃度90%的濃硝酸45ml，通過循環(huán)水冷卻控制反應(yīng)溫度為50°C，Ih反應(yīng)完成；
步驟3 將反應(yīng)產(chǎn)物依次進(jìn)行堿洗、分離、水洗，得黃色一硝基甲苯，改性凹土催化劑干燥后循環(huán)使用。實(shí)施例2 依以下步驟催化合成一硝基甲苯
步驟1 將20g凹土加入到燒杯中，隨后加入40ml的質(zhì)量濃度81. 5%濃硝酸，常溫磁力攪拌30h，經(jīng)過濾洗滌、常溫干燥，得改性凹土催化劑；
步驟2 稱取30g甲苯倒入三口燒瓶中，加入3. 6g改性凹土催化劑，常溫機(jī)械攪拌，1. 5 滴/秒逐滴加入質(zhì)量濃度92. 5%的濃硝酸45ml，通過循環(huán)水冷卻控制反應(yīng)溫度為52. 5°C, 1. 5h反應(yīng)完成；
步驟3 將反應(yīng)產(chǎn)物依次進(jìn)行堿洗、分離、水洗，得黃色一硝基甲苯，改性凹土催化劑干燥后循環(huán)使用。實(shí)施例3 依以下步驟催化合成一硝基甲苯
步驟1 將20g凹土加入到燒杯中，隨后加入40ml的質(zhì)量濃度98%濃硝酸，常溫磁力攪拌12h，經(jīng)過濾洗滌、常溫干燥，得改性凹土催化劑；
步驟2 稱取30g甲苯倒入三口燒瓶中，加入5. 4g改性凹土催化劑，常溫機(jī)械攪拌，2滴 /秒逐滴加入質(zhì)量濃度95%的濃硝酸60ml，通過循環(huán)水冷卻控制反應(yīng)溫度為55°C，2h反應(yīng)完成；
步驟3 將反應(yīng)產(chǎn)物依次進(jìn)行堿洗、分離、水洗，得黃色一硝基甲苯，改性凹土催化劑干燥后循環(huán)使用。
權(quán)利要求
1.改性凹土催化合成一硝基甲苯的方法，其特征在于該合成方法包括以下步驟首先，采用質(zhì)量濃度65%-98%的濃硝酸在常溫磁力攪拌的情況下對(duì)凹土進(jìn)行12h-48h的浸泡，經(jīng)過濾洗滌、室溫干燥，得改性凹土催化劑；其次，在容器中加入甲苯和改性凹土催化劑，常溫機(jī)械攪拌，逐滴加入質(zhì)量濃度90%-95%的濃硝酸，通過循環(huán)水冷卻控制反應(yīng)溫度為 50°C-55°C, lh-2h反應(yīng)完成；最后，將反應(yīng)產(chǎn)物依次進(jìn)行堿洗、分離、水洗，得黃色一硝基甲苯，改性凹土催化劑干燥后循環(huán)使用；其中，甲苯與濃硝酸的質(zhì)量體積比是1 :1_2，改性凹土催化劑加入量為甲苯質(zhì)量的6-18%。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種改性凹土催化合成一硝基甲苯的方法，該合成方法包括以下步驟首先，采用質(zhì)量濃度65%-98%的濃硝酸對(duì)凹土進(jìn)行12h-48h的浸泡，過濾洗滌，室溫干燥，得改性凹土催化劑；其次，在容器中加入甲苯和改性凹土催化劑，常溫機(jī)械攪拌，1-2滴/秒逐滴加入質(zhì)量濃度90%-95%的濃硝酸，通過循環(huán)水冷卻控制反應(yīng)溫度為50oC-55oC，1h-2h反應(yīng)完成；最后，將反應(yīng)產(chǎn)物依次進(jìn)行堿洗、分離、水洗，得黃色一硝基甲苯，改性凹土催化劑干燥后循環(huán)使用。本發(fā)明的改性凹土催化劑價(jià)格低廉，制備過程簡(jiǎn)易，生產(chǎn)成本低，一硝基甲苯的產(chǎn)率高，一硝基甲苯的生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)化，無需進(jìn)行硫酸回收濃縮。
文檔編號(hào)C07C201/08GK102391127SQ201110279209
公開日2012年3月28日 申請(qǐng)日期2011年9月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月20日
發(fā)明者萬金方, 付偉忠, 季紅軍, 王廷峰, 董云 申請(qǐng)人:江蘇淮河化工有限公司