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3,3’-二硝基二苯砜催化加氢制备3,3’-二氨基二苯砜的方法

摘要

本发明公开了一种3,3’-二硝基二苯砜催化加氢制备3,3’-二氨基二苯砜的方法,该方法催化剂便宜、生产成本低、工艺简单、操作方便、转化率和收率高。本发明的方法,包括以下步骤:以3,3’-二硝基二苯砜为原料,在反应温度为10~120℃、以表压计氢反应压力为0.5~10MPa、以含有低级醇或其混合物为溶剂、在催化剂和助催化剂存在的反应条件下加氢反应生成3,3’-二氨基二苯砜,其中3,3’-二硝基二苯砜与溶剂重量比为1∶1~8,所述的催化剂为Pd/C催化剂或雷尼镍其中的一种,所述的助催化剂为Mg

著录项

  • 公开/公告号CN101429143A

    专利类型发明专利

  • 公开/公告日2009-05-13

    原文格式PDF

  • 申请/专利权人 南京工业大学;

    申请/专利号CN200810243173.0

  • 发明设计人 李方实;姚伟;

    申请日2008-12-02

  • 分类号C07C317/36;C07C315/04;

  • 代理机构南京苏科专利代理有限责任公司;

  • 代理人郭百涛

  • 地址 210009 江苏省南京市中山北路200号

  • 入库时间 2023-12-17 21:57:44

法律信息

  • 法律状态公告日

    法律状态信息

    法律状态

  • 2014-01-29

    未缴年费专利权终止 IPC(主分类):C07C317/36 授权公告日:20111123 终止日期:20121202 申请日:20081202

    专利权的终止

  • 2011-11-23

    授权

    授权

  • 2009-07-08

    实质审查的生效

    实质审查的生效

  • 2009-05-13

    公开

    公开

说明书

技术领域

本发明涉及一种催化加氢制备3,3’-二氨基二苯砜的方法,更具体的说涉及一种3,3’-二硝基二苯砜催化加氢制备3,3’-二氨基二苯砜的方法。

背景技术

3,3’-二氨基二苯砜(3,3′-DADS)是一种重要的环氧树脂固化剂,可使制品的机械性能、电性能、耐药品性能得到提高,同时也可以用于耐热要求高的电绝缘材料的合成。近年来,该产品在农药、医药、染料等方面的开发应用非常活跃。3,3’-二氨基二苯砜是合成聚砜酰胺纤维(polysulfonamide fiber,简称芳砜纶纤维)的重要单体。芳砜纶纤维主要用在防护服制品,如宇航服特种军服消防服等耐高温的制品;绝缘方面主要用在电机绝缘变压器绝缘等,其中绝缘纸(H、F)级是芳砜论材料的一个主要应用方面,还可以制成蜂窝结构材料,用于飞机夹层隔音隔热和自熄材料。

目前合成3,3’-二氨基二苯砜方法主要是在乙醇或是甲醇等低级醇溶剂中,利用铁粉还原3,3’-二硝基二苯砜制备3,3’-二氨基二苯砜,还原产率85%。虽然铁粉还原法具有工艺简单、对设备要求低、产品收率高等优点。但产品纯度较低,残留有处理过程中的铁、硫等离子,且生产过程中产生大量含胺的废水和铁泥,除渣困难,废水排放量大,环境污染严重和腐蚀设备,且体力劳动强度大。如2008年中国专利(公开号CN101250143A)报道了以环丁砜为溶剂,用铁粉还原法制备3,3’-二氨基二苯砜,缩短了反应时间,而其溶剂可以回收利用,提高了溶剂的利用率,降低了工业成本,但其产率也只有77%。日本专利(JP 56025150)报道了催化加氢还原制备3,3’-二氨基二苯砜。采用贵金属Pt/C为催化剂还原3,3’-二硝基二苯砜,转化率高达98%,产品纯度99%,但是Pt/C催化剂价格较贵,限制了其在工业生产中的应用。

另外催化加氢还原工艺作为一种工艺先进、目标产品收率高、质量稳定、副反应少、环境友好的制取芳胺的工艺路线,日益受到国内外化工企业的青睐,如开发一种反应条件简单,催化剂便宜易得的反应路线则能解决上述存在的问题。

发明内容

本发明解决了上述现有技术中存在的问题和不足,提供了一种3,3’-二硝基二苯砜催化加氢制备3,3’-二氨基二苯砜的方法,该方法催化剂便宜、生产成本低、工艺简单、操作方便、转化率和收率高。

本发明是通过以下技术方案实现的:

本发明的3,3’-二硝基二苯砜催化加氢制备3,3’-二氨基二苯砜的方法,包括以下步骤:以3,3’-二硝基二苯砜为原料,在反应温度为10~120℃、以表压计氢反应压力为0.5~10MPa、以含有低级醇或其混合物为溶剂、在催化剂和助催化剂存在的反应条件下加氢反应生成3,3’-二氨基二苯砜,其中3,3’-二硝基二苯砜与溶剂重量比为1:1~8,所述的催化剂为Pd/C催化剂或雷尼镍其中的一种,所述的助催化剂为Mg2CO3、CaO、KOH和Na2CO3中的一种。

本发明的3,3’-二硝基二苯砜催化加氢制备3,3’-二氨基二苯砜的方法,其进一步的技术方案是所述的催化剂用量为3,3’-二硝基二苯砜重量的0.05%~10%;再进一步的技术方案是所述的催化剂用量为3,3’-二硝基二苯砜重量的0.15%~7.5%,所述的催化剂优选为Pd/C催化剂。

本发明的3,3’-二硝基二苯砜催化加氢制备3,3’-二氨基二苯砜的方法,其进一步的技术方案还可以是所述的助催化剂用量为3,3’-二硝基二苯砜重量的0.1%~8%;再进一步的技术方案是所述的助催化剂用量为3,3’-二硝基二苯砜重量的0.1%~6.5%,所述的助催化剂优选为Na2CO3

本发明的3,3’-二硝基二苯砜催化加氢制备3,3’-二氨基二苯砜的方法,其进一步的技术方案还可以是所述的反应温度为25~100℃、以表压计氢反应压力为1.8~8.5MPa。

本发明的3,3’-二硝基二苯砜催化加氢制备3,3’-二氨基二苯砜的方法,其进一步的技术方案还可以是所述的溶剂为甲醇、乙醇、异丙醇和二甲基甲酰胺中的一种或几种的混合物,其中所述的溶剂优选为异丙醇。

本发明的3,3’-二硝基二苯砜催化加氢制备3,3’-二氨基二苯砜的方法,其进一步的技术方案还可以是所述的反应以不再吸氢为反应终点。

本发明的有益效果如下:

本发明的生产方法其工艺简单,操作方便,催化剂便宜,生产成本低;同时反应的转化率和收率高,产品纯度高,反应的产率可达95%,结晶收率可达99%,HPLC分析纯度可达99%。

具体实施方式

实施例1

1000mL的反应釜中,加入原料3,3’-二硝基二苯砜100g,溶剂乙醇100g,质量分数5%Pd/C催化剂10g,KOH助催化剂8g,密闭。先用氮气置换反应釜内空气三次,再用氢气置换三次,在搅拌下加热,氢气在反应温度10℃下,以表压计氢反应压力为8MPa,反应时间180分钟,以不再吸氢为反应终点。冷却至55℃,卸压,出料,温度保持在55℃下热过滤。滤液为红褐色,蒸发溶剂,红褐色的晶体析出,干燥称重76.52g,产率95%。

粗品3,3’-DADS在乙醇溶液中重结晶,得到淡褐色的晶体,结晶收率99%,熔点测定170-172℃,HPLC分析纯度为98%。

实施例2

1000mL的反应釜中,加入原料3,3’-二硝基二苯砜50g,将溶剂换成异丙醇400g,催化剂质量分数5%Pd/C 0.025g,助催化剂改为Na2CO3加入量4g。步骤同实例1,用氮气置换反应釜内空气三次,反应温度40℃,以表压计氢反应压力为10MPa,反应时间120分钟,以不再吸氢为反应终点。以下步骤同实例1,得到粗品38.6g,产率96%。

样品38.6g,溶于260g 5% HCl稀盐酸中,加1.3g活性炭,加热回流1h,过滤活性炭分离后,母液用29%氨水22.3g中和,析出晶体过滤,水洗,干燥,得到白色晶体35.9g,熔点172-173℃,结晶收率95%,HPLC分析纯度为99%。

实施例3

按照实例2的反应步骤,溶剂换为甲醇,助催化剂改为Mg2CO3加入量2g,反应温度60℃以不再吸氢视为反应终点。最后得到粗品37.1g,产率为96%,结晶收率99%,HPLC分析纯度为99%。

实施例4

1000mL的反应釜中,加入原料3,3’-二硝基二苯砜100g,溶剂二甲基甲酰胺250g,雷尼镍催化剂2g,助催化剂Cao 6.5g,密闭。反应温度120℃,以表压计氢反应压力为8.5MPa,反应时间90分钟,以不再吸氢为反应终点。以下步骤同实例1,干燥称重75.71g,产率94%,结晶收率95%,熔点测定171-173℃,HPLC分析纯度为99%。

实施例5

1000mL的反应釜中,加入原料3,3’-二硝基二苯砜100g,溶剂异丙醇250g,雷尼镍催化剂5g,助催化剂Cao 1g,密闭。反应温度80℃,以表压计氢反应压力为5MPa,反应时间110分钟,以不再吸氢为反应终点。其它步骤条件同实例1,产率为90%,结晶收率97%,HPLC分析纯度为99%。

实施例6

1000mL的反应釜中,加入原料3,3’-二硝基二苯砜50g,溶剂乙醇200g,催化剂雷尼镍4g,助催化剂Na2CO3加入量0.5g。步骤同实例1,反应温度50℃,以表压计氢反应压力为5MPa,反应时间120分钟,以不再吸氢为反应终点。以下步骤同实例1,得到粗品38.3g,产率95%。

样品38.3g,溶于200g 5% HCl稀盐酸中,加1.0g活性炭,加热回流1h,过滤活性炭分离后,母液用29%氨水20g中和,析出晶体过滤,水洗,干燥,得到白色晶体36g,熔点171-173℃,结晶收率94%,HPLC分析纯度为99%。

实施例7

1000mL的反应釜中,加入原料3,3’-二硝基二苯砜100g,溶剂乙醇500g,Pd/C5%催化剂1g,助催化剂Na2CO3加入量0.5g。步骤同实例1,反应温度60℃,以表压计氢反应压力为5MPa,反应时间90分钟,以不再吸氢为反应终点。以下步骤同实例1,得到粗品70g,产率87%。

其它步骤条件同实例2,结晶收率97%,HPLC分析纯度为99%。

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