Способ получения м-нитроанилина

 

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 (изопропанола) 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

СОЮЗ COBETCHHX

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУЬЛИН

®) С 07 С 211/52

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ASTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИМ)БРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4644080/04 (22) 30.01.89 (46) 07. 02. 91. Бюп . М 5 (71) Институт органического катализа и электрохимии АН КазССР и Московское научно-производственное объединение

"Научно-исследовательский институт органических полупроводников и красителей" (72) Ф.Б. Бижанов, Ю.Т. Николаев, А.Т. Масенова, В.А. Клипиницер и Д.Ш. Касеиова (53) 547.233.07(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

II! 578303, кп. С 07 С 87/60, 1977.

Изобретение относится к усовершенствованному способу получения м-нитроанилина (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/A1 0 (0,026X Pd от ассы м- нитрооензола (м-ДНБ)), 40 мл 96%-ного этанола и насыщают водородом в течение 1 ч при перемешивании при 1,0 МПа о и 20 С. После насыщения в реакционный еосУА вносЯт 3,0 г M-ДНБ н 10 этанола и проводят восстановление.

Процесс ведут до поглощения 3 моль Н, продолжительность процесса 28 мин. ! !

„.SU„„1625868 А 1

2 (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ M-hHTPOAHHJIHHA (57) Изобретение относится к ароматическим аминам, в частности к получе" нию м-нитроанилина, может быть использовано в производстве красителей и фармпрепаратов, Цель — увеличение выхода целевого продукта и повышение производительности процесса. Последний ведут гидрированием и-динитробензола в присутствии 4-5%-ного палладия на оксиде алюминия в среде этанола (изопропанола) и воды (1:1 по объему) при

1,0-2,0 MIa. Эти условия повышают выход продукта с 81 до 82-90Х и производительность процесса с 880 до 923,1

1707,6 кг/ч г-атом Pd.

1Iосле прекращения процесса катализат двух параллельных опытов отфильтровывают от катализатора, затем упаривают растворитель, осадок промывают водой, перекристаллизовывают из воды и сушат при 80 С. После сушки получают 3,96 г целевого продукта (выход 82X) в виде оранжевых блестящих кристаллов, т.пп, 113-114 С (по литературным данным т, пл. 1140C) .

Производительность процесса

551;0 кг м-НА в ч на 1 г-атом Pd.

Пример 2 (сравнительный). В реакционный сосуд вносят 0,02 r 4X

Pd/À1e0> (0,026% Pd от массы м-ДНБ), 40 мп 96%-ного изопропилового спирта и насыщают в течение 1 ч водородом при перемешинании при 1,0 МПа и 20 С. После насыщения в реактор вносят 3,0 г м-ДНБ и 10 мп изопропилового спирта и проводят восстановление. После пог1625868 лощения 3 моль Н процесс останавлий вают, выделяют продукт аналогичными примеру 1 методами, выход которого составляет 80Х. Продолжительность процесса 31 мин, производительность

485,7 кг м-НА в 1 ч на 1 г-атом Pd.

Пример 3 (сравнительный) ° В реактор вносят 0,02 г 4Х Pd/À1 0 (0,026X Pd от массы м-ДНБ), 40 ил во- lp 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 Н процесс останавливают и выделяют продукт. Выход его составляет 40Х. Продолжительность процесса 12 мин, производительность

64,4 кг м-НА в 1 ч на 1 r-атом Pd.

lI р и м е р 4 (сравнительный). В 2р

, реактор загружают 0,0? r 4X Pd/А1 0 з (0,026X Pd ог массы м-ДНЬ), 40 мл этанольно-водного раствора (соотношение этанол : Н О = 3:1 об.ч.) и проводят насыщение катализатора при 25

1,0 МПа и 20 С. После насьпцения катао лизатора осуществляют восстановление

3,0 r м-ДНБ (+10 мл растворителя) °

Продолжительность процесса до поглощения 3 моль Н 25 мин. Выход м-НА 30 составляет 85Х. Производительность процесса 637,9 кг м-НА в 1 ч на 1 г-атом

Pd.

Пример 5 (сравнительный), Процесс проводят в присутствии 0,02 r

4Х Pd/À1 03 при 1,0 МПа и 20 в среде этанол-вода (2:1 об.ч,), насыщая катализатор, восстанавливают 3,0 г м-ДНИ. Продолжительность процесса синтеза м-НА составляет 20 мин. Вы- 40 ход м-НА 87Х, производительность процесса 831,3 кг м-НА в ч на 1 г-атом

Pd.

1I 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 90Х, продолжительность процесса 16 мин, производительность 1049, 3 кг м-НА в 1 ч на 1 г-атом Pd.

П р и и е р 7 (сравнительный) .Процесс 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

t г-атом Pd.

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

Выход м-НА 89Х, продолжительность реакции 17 мин, производительность

1002, 7 кг м-HA в 1 ч на 1 г-атом Pd.

Примеры 1 — 8 пекаэывают 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 Н О, 96Х-ного этанола и

96Х-ного изопропанола.

Пример 9 (сравнительный). Процесс проводят в присутствии 0,02 г

4Х Pd/Àl О 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 90Х производительность 602,8 кг и-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

82Х, производительность t438,7 кг м-НА в 1 ч на 1 г атом Pd.

lI р и м е р 11 (сравнительный).

Процесс проводят в условиях, аналогичных примеру 9, давление водорода

3,0 МПа, Продолжительность процесса

8 мин, выход м-НА 78Х, производительность 1893,3 кг м-НА в 1 ч на 1 r-атом

Pd.

II p и м е р 12 (сравнительный).

Процесс проводят при атмосферном давлении 0,1 ИПа. Количество катализатора О, 1 r 4Х Pd/Al О, м-ДНБ 0,75 г, температура процесса 20 С, растворитель этанол — вода (1: 1 об.ч.). .Продолжительность процесса 38 мин, выход м-НА 89Х, 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 78Х при З,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

162)86

8 6 ход м-HA 88Х, проиэчодительность 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 f -А1 0, на выход м-НА. С изменением содержания Pd от 2до 5Х (при одинаковомколичестве Pd на массу м-ДНБ) выход м-НА увеличивается с 82 до 90Х, что обусловлено наличием растворенного водорода в катализаторах с повышенным (>4X) содержанием Pd.

Пример 19. 4,5 г м-ДНБ восста.навливают на 0,02 г 4Х Pd/À1 0 (0,017Х) в среде изопропанол-вода (1:1) при 1,0 МПа и 20 С. Продолжительность процесса 17 мин, выход м-НА 89Х, производительность 1004,2 кг м-НА в 1 ч на 1 г-атом Pd, lI p и м е р 20, 4,5 г м-ДНБ восстанавливают на 0,02 г 4Х Pd/А1 0 у (0,017Х) в среде этанол-вода (1:1) при 1,0 МПа и 20 С. Продолжительность процесса 15 мин, выход м-HA 90X, производительность 1707,6 Kr м-НА в 1 ч на t r-атом Pd.

При использовании предлагаемого способа увеличивается выход целевого продукта (с 81 до 82-90X) и повышается производительность процесса (с

880 до 923,1-1707,6 кг м-НА в 1 ч на

1 r-атом Pd). м-НА и высокая производительность, является 1-2,0 МПа.

Пример 13. Процесс восстановления 3,0 r м-ДНБ в присутствии 0,02 г

4Х Pd/А1 0 проводят при 1,0 МПа и

30 С в растворителе этанол-вода

Ф (1:1 об.ч.) . 11родолжительность опыта 1 2 мин, выход м-НА 8 3 /, произ в одительность 1307,6 кг м-НА в 1 ч на

1 г-атом Pd.

Пример 14 (сравнительный).

Процесс проводят в условиях примера

13 при температуре 40 С. Продолжительность процесса 9 мин, выход м-НА 81Х, !5 производительность 1700,8 кг м-НА в

1 ч на 1 г-атом Pd.

Пример 15 (сравнительный).

Процесс проводят в условиях примера

13 при температуре процесса 60 С. Про-20 должительность процесса 6 мин, выход м-HA 76X производительность 2397,4 кг м-НА в 1 ч на 1 г-атом Pd.

Примеры 6 и 13-15 показывают влияние температуры на выход целевого 25 продукта: уменьшение температуры (нио, оже 20 .) приводит к снижению производительности процесса, а также к дополнительным энергозатратам на охлаждение реактора. Использование температу-10

0 ры >. 40 С приводит к уменьшению выхоо да м-HA.

Пример 16 (сравнительный) .

3,0 г м-ДНБ восстанавливают в присутствии 0,04 г 2Х Pd/А1 0 (0,026Х Pd от массы вещества) в среде этанолвода (1:1) при 1,0 Mila и 20 С. Продолжительность процесса 21 мин, выход м-НА 83Х, производительность 747,2 кг м-НА в 1 ч íà 1 г-атом Pd. 40

Пример 17 (сравнительный). Катализатор 0,027 г Pd/À1 0 (0,026X Pd от массы м-ДНБ). Условия проведения процесса аналогичны примеру 16. Продоп !ительность процесса 20 мин, вы-. 45 ход м-НА 84Х, производительность

804,2 кг м-НА в 1 ч на 1 г-атом Pd.

Пример 18. Катализатор 0,016 г, 5Х..Р6/А1 0 (0,026Х Pd от массы м-ДНБ).

Условия опыта аналогичны примеру 16.

11родолмительность опыта 18 мин, вы1

Составитель

Редактор И. Дербак Техред А.Кр

Формула изобретения

Способ получения м-нитроанилина путем гидрирования и-динитробензола в присутствии палладиевого катализатора в присутствии низшего алканола, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности процесса и увеличения выхода целевого продукта, в качестве катализатора используют палладий, нанесенный на оксид алюминия, и процесс проводят в спиртово-водных растворах при объемном соотношении этанол (иэопропанол): вода, равном 1:1, и давлении

1,0-2,0 MIIa.

Л. Иоффе авчУк КоРРектоР И. Зрдейи

Заказ 260 Тираж 253 I Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,!01