專利名稱：一種4,6－烷氧基－1,3－苯二胺的制備方法
技術領域：
本發明涉及一種4，6-烷氧基-1，3-苯二胺的制備方法，該方法由4，6-二硝基-2-氯-1，3-二羥基苯經過催化氫化脫氯取代制得4，6-烷氧基-1，3-苯二胺鹽酸鹽。
背景技術：
4，6-烷氧基-1，3-苯二胺是芳香烴低聚胺類化合物的單體，根據分子結構的二次設計，可合成多種重要的肽類分子(Nowick J S，Cary J M，Tsai J H，J.Am.Chem.Soc.2001，123，5176；Nowick J S，Lam K S，Khasanova T V，Kemnitzer W E，Maitra S，Mee H T，Lui R，J.Am.Chem.Soc.2002，124，4972；Zen H，Yang X，Flowers R A，Gong B，J.Am.Chem.Soc.2002，124，2903.)；也可用于聚酰胺的制備(Yuan L，Feng W，Yamato K，et al，J.AM.CHEM.SOC.2004，126，11120)。合成4，6-烷氧基-1，3-苯二胺目前采用的工藝路線之一 aR＝-CH3bR＝-n-C3H17cR＝(CH2)3NHBoc此合成路線的缺點是4，6-二硝基-1，3-二氟苯價格昂貴。
合成4，6-烷氧基-1，3-苯二胺工藝路線之二 此合成路線的缺點是操作條件苛刻。
發明內容
本發明需要解決的技術問題是公開一種新的4，6-烷氧基-1，3-苯二胺鹽酸鹽的制備方法，以克服現有技術存在的試劑昂貴、操作條件苛刻等缺點。
本發明的方法包括如下步驟
將4，6-二硝基-2-氯-1，3-二羥基苯在含羰基的有機化合物與水的混合物溶液中和稀有金屬與過渡金屬氧化物催化劑的存在下，加入脫氯促進劑，用氫在常壓或中壓以及常溫或加熱下進行催化氫化，即可獲得所說的4，6-烷氧基-1，3-苯二胺，反應式如下 式(1)中的R為H或C1～C7脂肪族烷基基團；式(2)中的R1和R2為C1～C6脂肪族烷基基團。按4，6-二硝基-2-氯-1，3-二羥基苯為基準，4，6-烷氧基-1，3-苯二胺摩爾得率可達到80％以上。
所述及的催化劑由對所述在含羰基的有機化合物與水的混合溶液穩定的載體和承載在該載體上的稀有金屬和過渡金屬氧化物構成；所述及的稀有金屬包括鈀、鉑、釕中的一種或一種以上，優選鈀或鉑，其量為催化劑總重量的0.1-20wt.％；所述及的過渡金屬氧化物為鎳、鈷或銅中的一種或一種以上，優選鎳或鈷，其量為催化劑總重量的1-20wt.％；所述及的載體為本領域公知的載體，包括活性炭、二氧化硅、氧化鋁或分子篩。
優選的氫化催化劑為含鈀1～20wt.％、鎳1-10wt.％、鈷1-10wt.％、銅1-10wt.％其余為活性炭。
所說的催化劑的制備可分成兩步，第一步是在活性炭上浸漬過渡金屬硝酸鹽溶液，干燥，焙燒；第二步負載稀有金屬，其方法可以采用本領域公知的浸漬方法進行制備。
催化劑的用量，須足以使原料在氫化試劑存在下轉化成4，6-烷氧基-1，3-苯二胺。一般情況下，每摩爾二硝基氯化二羥基苯中用約0.02至約1摩爾的催化劑。在整個反應過程中，每摩爾二硝基氯化二羥基苯催化劑的用量以0.02摩爾至約0.5摩爾為最佳，最好是0.02至0.2摩爾。
所述及的含羰基的有機化合物與水的混合溶液中的含羰基的有機化合物為各類酮、醛，其通式可寫成
R1-CO-R2其中R1和R2為H或C1～C7脂肪族烷基基團。酮或醛在水溶液中的含量為5～80wt.％。水為去離子水，其金屬離子濃度低于100ppm。
所述及的脫氯促進劑為乙酸銨、甲酸銨和甲酸鈉；或者為兩者或三者的混合物。
后續4，6-烷氧基-1，3-苯二胺鹽酸鹽的濃縮結晶可通過在氬氣的保護下減壓脫水來實現。
羰基化合物4，6-二硝基-2-氯-1，3-二羥基苯＝1～20∶1(mol)比，優選4～10∶1(mol)比。
含羰基的有機化合物與水的混合溶液中4，6-二硝基-2-氯-1，3-二羥基苯的適宜濃度須滿足能夠有效地回收產物這一要求。例如，適宜的濃度范圍是約0.3～2mol/L，以0.65mol/L～1mol/L約為佳，最為可取的濃度是0.75摩爾/L。
4，6-二硝基-2-氯-1，3-二羥基苯∶脫氯促進劑＝1∶1～2.5(mol)比，優選1∶1～1.5(mol)比。
反應壓力為1～7.5Mpa，優選1.5～4.0Mpa，尤其是1.2～2Mpa，溫度為20～100℃，優選為20～80℃，尤其是30～70℃。
由上述公開的技術方案可見，采用本發明的方法，含羰基的有機化合物與水的混合溶液中不僅可以一次接一次地進行多次氫化而催化劑活性不降低，以特別經濟的方式得到高的產率及高的質量的4，6-烷氧基-1，3-苯二胺鹽酸鹽，按4，6-二硝基-2-氯-1，3-二羥基苯為基準，4，6-烷氧基-1，3-苯二胺鹽酸鹽摩爾得率可達到80％以上，而且由于反應廢液的處理比較容易，使環保費用大大降低。因此本發明所提出的4，6-烷氧基-1，3-苯二胺鹽酸鹽方法是一種十分有效的4，6-烷氧基-1，3-苯二胺鹽酸鹽的制備方法，具有較大的工業化生產前景。
具體實施例方式
實施例1將椰殼活性炭研碎，過篩得300-400目的活性炭粉末，將一定量的活性碳加入到10wt.％硝酸中，在80℃水浴中攪拌2h，然后過濾、用蒸餾水洗滌成中性；再用水蒸氣進行處理，烘干，備用。將硝酸鎳溶于去離子水中，配成2.1×10-1mol/L的硝酸鎳溶液，將上述處理的10g活性炭加入到37ml硝酸鎳水溶液中，浸漬2h，在空氣中老化24h，在空氣中100-110℃干燥24h，在馬弗爐中250℃焙燒5h，即得到5wt.％Ni/C備用。將氯鉑酸溶于去離子水中，配成1.7×10-2mol/L氯鉑酸溶液。將載有Ni元素的活性炭加入到278ml氯鉑酸水溶液中，浸漬2h，再加入8ml甲醛還原，同時滴加飽和的碳酸氫鈉溶液，控制pH值為9左右，反應至pH值不變，過濾烘干即得到5wt.％Pt-5wt.％Ni/C催化劑。
在1000ml反應器中加入70g 4，6-二硝基-2-氯-1，3-二羥基苯、600ml 80vol.％丙酮水溶液、7g上述5wt.％Pt-5wt.％Ni/C、14g乙酸銨。將N2導入此密封反應器中置換空氣三次，再用H2置換三次。反應溫度25℃，壓力為20Mpa，打開攪拌，攪拌的速度為1000rpm。反應結束后，停止攪拌，反應料液冷卻至室溫。通過一個裝有過濾片的提升管，用N2把反應液壓入500ml含有6g SnCl2·2H2O的3N稀鹽酸溶液中，5wt.％Pt-5wt.％Ni/C催化劑留在反應器。氬氣保護下的減壓蒸餾除去水份和丙酮，在蒸餾液中加入250ml工業級的濃鹽酸，4，6-異丙氧基-1，3-苯二胺從淡黃色的溶液中沉淀出來。過濾得到白色濾餅，即4，6-異丙氧基-1，3-苯二胺鹽酸鹽白色晶體，其干重為68g。
實施例25wt.％Ni/C制備同實施例1。將氯化鈀溶于去離子水中，配成1.7×102mol/L的氯化鈀溶液。將載有Ni元素的活性炭加入到278ml氯化鈀水溶液中，浸漬2h，再加入8ml甲醛還原，同時滴加飽和的碳酸氫鈉溶液，控制pH值為9左右，反應至pH值不變，過濾烘干即得到Pd含量為5wt.％Pd-5wt.％Ni/C催化劑。
在1000ml反應器中加入70g 4，6-二硝基-2-氯-1，3-二羥基苯、350ml 80vol.％乙醛水溶液、7g上述5wt.％Pd-5wt.％Ni/C、10g乙酸銨。將N2導入此密封反應器中置換空氣三次，再用H2置換三次。H2壓達到3Mpa，溫度達80℃，打開攪拌，攪拌的速度為1000rpm。反應結束后，停止攪拌，反應料液冷卻至室溫。通過一個裝有過濾片的提升管，用N2把反應液壓入500ml含有25g SnCl2·2H2O的3N稀鹽酸溶液中，5wt.％Pd-5wt.％Ni/C催化劑留在反應器。氬氣保護下的減壓蒸餾除去水份和乙醛，在蒸餾液中加入25ml工業級濃鹽酸，4，6-乙氧基-1，3-苯二胺鹽酸鹽從淡黃色的溶液中沉淀出來。過濾得到白色濾餅，即4，6-乙氧基-1，3-苯二胺鹽酸鹽白色晶體，其于重為65g。
實施例3活性炭的處理同實施例1中所述。將硝酸鈷溶于去離子水中，配成2.1×10-1mol/L的硝酸鈷溶液，將處理過的10g活性炭加入到39ml硝酸鈷水溶液中，浸漬2h，在空氣中老化24h，在空氣中100-110℃干燥24h，在馬弗爐中250℃焙燒5h，即得到5wt.％Co/C備用。按實施例1中Pt的負載方法，制備成5wt.％Pt-5wt.％Co/C催化劑。
在1000ml反應器中加入70g 4，6-二硝基-2-氯-1，3-二羥基苯、350ml 37.7wt.％甲醛水溶液、7g 5wt.％Pt-5wt.％Co/C，5g甲酸銨。將N2導入此密封反應器中置換空氣三次，再用H2置換三次。H2壓達到0.9Mpa，溫度達30℃，打開攪拌，攪拌的速度為1000rpm。反應結束后，停止攪拌，反應料液冷卻至室溫。通過一個裝有過濾片的提升管，用N2把反應液壓入500ml含有20g SnCl2·2H2O的3N稀鹽酸溶液中，5wt.％Pt-5wt.％Co/C催化劑留在反應器。氬氣保護下的減壓蒸餾除去水份和甲醛，在蒸餾液中加入250ml工業級濃鹽酸，4，6-甲氧基-1，3-苯二胺鹽酸鹽從淡黃色的溶液中沉淀出來。過濾得到白色濾餅，即4，6-甲氧基-1，3-苯二胺鹽酸鹽白色晶體，其干重為53g。
實施例4按實施例1的方法制得5wt.％Ru-5wt.％Ni/C催化劑。在1000ml反應器中加入70g 4，6-二硝基-2-氯-1，3-二羥基苯、400ml 80vol.％丁酮水溶液、7g 5wt.％Ru-5wt.％Ni/C、5g乙酸銨和3g甲酸銨。將N2導入此密封反應器中置換空氣三次，再用H2置換三次。H2壓達到2Mpa，溫度為室溫，打開攪拌，攪拌的速度為1000rpm。反應結束后，停止攪拌，反應料液冷卻至室溫。通過一個裝有過濾片的提升管，用N2把反應液壓入500ml含有20SnCl2·2H2O的3N稀鹽酸溶液中，5wt.％Ru-5wt.％Ni/C催化劑留在反應器。氬氣保護下的減壓蒸餾除去水份與丁酮，在蒸餾液中加入250ml工業級濃鹽酸，4，6-異丁氧基-1，3-苯二胺鹽酸鹽從淡黃色的溶液中沉淀出來。過濾得到白色濾餅，即4，6-異丁氧基-1，3-苯二胺鹽酸鹽白色晶體，其干重為66g。
實施例5在1000ml反應器中加入70g 4，6-二硝基-2-氯-1，3-二羥基苯、410ml 70vol.％丙酮水溶液、7g實施例2制得的5wt.％Pd-5wt.％Ni/C催化劑、2g甲酸鈉和6g甲酸銨。H2壓達到2Mpa，溫度為20℃，打開攪拌，攪拌的速度為1000rpm。反應結束后，停止攪拌，反應料液冷卻至室溫。通過一個裝有過濾片的提升管，用N2把反應液壓入500ml含有20gSnCl2·2H2O的3N稀鹽酸溶液中，5wt.％Pd-5wt.％Ni/C催化劑留在反應器。氬氣保護下的減壓蒸餾除去水份與丙酮，在蒸餾液中加入250ml工業級鹽酸，4，6-異丙氧基-1，3-苯二胺鹽酸鹽從淡黃色的溶液中沉淀出來。過濾得到白色濾餅，即4，6-異丙氧基-1，3-苯二胺鹽酸鹽白色晶體，其干重為55g。
實施例6在1000ml反應器中加入70g 4，6-二硝基-2-氯-1，3-二羥基苯、250ml 80vol.％異丁酮水溶液、7g實施例2制得的5wt.％Pd-5wt.％Ni/C催化劑，6g乙酸銨和2g甲酸鈉。將N2導入此密封反應器中置換空氣三次，再用H2置換三次。H2壓達到1.5Mpa，溫度30℃，打開攪拌，攪拌的速度為1000rpm。反應結束后，停止攪拌，反應料液冷卻至室溫。通過一個裝有過濾片的提升管，用N2把反應液壓入500ml含有20g SnCl2·2H2O的3N稀鹽酸溶液中，5wt.％Pd-5wt.％Ni/C催化劑留在反應器。氬氣保護下的減壓蒸餾除去水份與異丁酮，在蒸餾液中加入250ml工業級濃鹽酸，4，6-異丁氧基-1，3-苯二胺鹽酸鹽從淡黃色的溶液中沉淀出來。過濾得到白色濾餅，即4，6-異丁氧基-1，3-苯二胺鹽酸鹽白色晶體，其干重為80.6g。
實施例7與實施例5同樣的方式，采用使用了20次的催化劑，加入70g 4，6-二硝基-2-氯-1，3-二羥基苯、410ml 70vol.％丙酮水溶液。將N2導入此密封反應器中置換空氣三次，再用H2置換三次。H2壓達到1.5Mpa，溫度20℃，打開攪拌，攪拌的速度為1000rpm。反應結束后，停止攪拌，反應料液冷卻至室溫。通過一個裝有過濾片的提升管，用N2把反應液壓入500ml含有20SnCl2·2H2O的3N稀鹽酸溶液中，5wt.％Pd-5wt.％Ni/C催化劑留在反應器。氬氣保護下的減壓蒸餾除去水份與丙酮，在蒸餾液中加入250ml工業級濃鹽酸，4，6-異丙氧基-1，3-苯二胺鹽酸鹽從淡黃色的溶液中沉淀出來。過濾得到白色濾餅，即4，6-異丙氧基-1，3-苯二胺鹽酸鹽白色晶體，其干重為65g。
權利要求
1.一種4，6-烷氧基-1，3-苯二胺鹽酸鹽的制備方法，其特征在于，包括如下步驟將4，6-二硝基-2-氯-1，3-二羥基苯在含羰基的有機化合物與水的混合物溶液中，在稀有金屬和過渡金屬氧化物催化劑的存在下，加入脫氯促進劑，與氫進行反應0.5～3h，即可獲得4，6-烷氧基-1，3-苯二胺鹽酸鹽；所述及的催化劑由對所述在在含羰基的有機化合物與水的混合物溶液中穩定的載體和承載在該載體上的稀有金屬和過渡金屬氧化物構成；所述及的脫氯促進劑為乙酸銨、甲酸銨或甲酸鈉中的一種或其混合物。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述及的稀有金屬包括鈀、鉑、釕中的一種或一種以上，其量為催化劑總重量的0.1-20wt％，所述及的過渡金屬氧化物為鎳、鈷或銅中的一種或一種以上，其量為催化劑總重量的1-20％。
3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，催化劑含鈀1～20wt％、鎳1-10wt.％、鈷1-10wt.％，其余為活性炭。
4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，每摩爾二硝基氯化二羥基苯中用0.02至1摩爾的催化劑。
5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述及的羰基的有機化合物為酮和醛，其通式可寫成R1-CO-R2其中R1和R2為H或C1～C7脂肪族烷基基團。酮或醛在水溶液中的含量為5～80wt.％。水為去離子水，其金屬離子濃度低于100ppm。
6.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，羰基化合物4，6-二硝基-2-氯-1，3-二羥基苯＝1～20∶1(mol)比。
7.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，反應壓力為1-7.5Mpa，溫度為20～100℃。
全文摘要
本發明公開了一種4，6－烷氧基－1，3－苯二胺鹽酸鹽的制備方法。包括如下步驟將4，6－二硝基－2－氯－1，3－二羥基苯在含羰基的有機化合物與水的混合物溶液中，在稀有金屬和過渡金屬氧化物催化劑的存在下，加入脫氯促進劑，與氫進行反應。本發明的方法，以特別經濟的方式得到高的產率及高的質量的4，6－烷氧基－1，3－苯二胺鹽酸鹽，按4，6－二硝基－2－氯－1，3－二羥基苯為基準，4，6－烷氧基－1，3－苯二胺鹽酸鹽摩爾得率可達到80％以上，而且由于反應廢水的處理比較容易，使環保費用大大降低。因此本發明所提出的4，6－烷氧基－1，3－苯二胺鹽酸鹽方法是一種十分有效的4，6－烷氧基－1，3－苯二胺鹽酸鹽的制備方法，具有較大的工業化生產前景。
文檔編號C07C213/02GK101066931SQ20071004040
公開日2007年11月7日 申請日期2007年5月8日 優先權日2007年5月8日
發明者李到, 王幸宜, 金中豪, 彭旭濤 申請人:華東理工大學