周博涵 張曄 于純純 張海俠 蔣旭
摘 要 以硝基苯為原料,經(jīng)催化加氫重排生成對氨基苯酚的新工藝路線是合成PAP研究的熱點。文章對催化劑制(載體的預處理和Pt/C催化劑制備);反應裝置及合成路線、合成步驟;產(chǎn)物精制(精制方法及過程分析,精制步驟);產(chǎn)物定性和定量分析方法進行詳細研究。為進一步確定最佳生產(chǎn)工藝條件和研究反應動力學提供了堅實基礎(chǔ)。
關(guān)鍵詞 對氨基苯酚;催化加氫;產(chǎn)物分析
中圖分類號:TQ243.1 文獻標識碼:A 文章編號:1671-7597(2014)16-0056-02
對氨基苯酚(p-aminophenol,簡稱PAP) 的分子式:C6H7NO,分子量109.12, 室溫下,對氨基苯酚為白色、淺茶色固體。超過182℃開始熔解,曝于空氣中顏色變?yōu)榛液稚?℃時,100g水中溶解度為1.1g。不溶于氯仿和苯中,溶于堿溶液迅速變?yōu)楹稚玔1-2]。對氨基苯酚是重要的有機中間體及化工原料,在醫(yī)藥、橡膠、染料等行業(yè)中用途廣泛。制藥工業(yè)中,PAP主要用于撲熱息痛等藥品的生產(chǎn)。橡膠工業(yè)中,主要用于橡膠防老化劑。在染料工業(yè)中,可用于分散染料、硫化染料等產(chǎn)品的制備[3-4]。因市場對氨基苯酚需求量的急劇升溫及社會對產(chǎn)品質(zhì)量及環(huán)境保護方面的不斷提升,以硝基苯為原料,經(jīng)Pt/C催化加氫重排成對氨基苯酚的工藝路線是各國學者和企業(yè)研究重點。國內(nèi)企業(yè)生產(chǎn)PAP主要方法為鐵粉還原法,這種生產(chǎn)工藝環(huán)境污染嚴重、生產(chǎn)效率低。近年來PAP需求量猛增,因此進一步研究和開發(fā)新的工藝路線己是當務(wù)之急。
1 實驗部分
1.1 儀器
VECTOR33紅外光譜儀、GC-MS氣質(zhì)聯(lián)用儀QP-5050A、722分光光度計。
1.2 催化劑制備
1)載體的預處理。商品活性炭通常為片狀或由粒狀顆粒組成。第一步將活性炭研碎,用篩子篩分所需要一定粒度的顆粒。如需進行酸洗的商品活性炭,采用下列步驟進行酸洗:①稱量足夠的活性炭,置于三口瓶中保存;②配制15wt%的硝酸,移取過量的硝酸溶液浸泡活性炭(浸沒);③在90℃條件下回流攪拌三小時;④用去離子水洗滌已經(jīng)酸洗過的活性炭,pH值為7-8;⑤將處理完畢的活性炭放入恒溫干燥箱中,設(shè)置105℃烘干保存。
2)Pt/C催化劑制備。將稱量過的鉑片,在王水中加熱反應,直至鉑全部溶解成棕紅色氯鉑酸溶液,再將溶液中殘留的硝酸根離子加熱除去。然后加去離子水,配成一定濃度的氯鉑酸溶液。將處理過的活性炭與氯鉑酸溶液混合后,用NaOH(1mol/L)中和到中性,加熱到80℃,在攪拌下緩慢加入甲醛溶液,并不斷加入NaOH(1mol/L)溶液,使反應液始終保持弱堿性,三小時后,冷卻混合物,過濾,充分洗滌催化劑,在空氣中干燥備用。
1.3 催化加氫合成對氨基苯酚
1)反應裝置說明及合成路線。恒溫水浴鍋應具有控制反應溫度能力,選擇溫度范圍,在氣體出口安裝洗瓶,利用流量控制器調(diào)節(jié)氣體(氫氣)流量確保反應體系內(nèi)為正壓,通過轉(zhuǎn)子流量計測量氣體(氫氣)流量。在入口氣體流量計前需要加裝穩(wěn)壓閥,并且加一干燥管在出口轉(zhuǎn)子流量計前,防止轉(zhuǎn)子流量計被未凝結(jié)的水蒸氣堵塞。為增強系統(tǒng)操作可靠性、穩(wěn)定性,在氣體入口和出口應各加一緩沖瓶。反應開始前先通氮氣20分鐘,將體系內(nèi)空氣充分置換后通氫氣進行反應。反應完畢,先通氮氣吹掃20分鐘左右,然后小心拆解反應裝置,方可進行后續(xù)步驟。
2)合成步驟。稱取定量的硝基苯、表面活性劑(十二烷基三甲基溴化銨)、鉑炭催化劑和自制一定濃度的稀硫酸,依次加入250 mL四口燒瓶內(nèi)。用氮氣吹掃反應體系20分鐘,試漏(特別注意接口處)。若無漏氣現(xiàn)象,則緩慢加熱升溫。待溫度升至反應溫度后,向250 mL四口燒瓶內(nèi)通入氫氣,通過流量控制器控制一定流量的氫氣持續(xù)穩(wěn)定地進入反應體系。反應5小時后停止加熱,通氮氣吹掃,冷卻至室溫后拆卸反應裝置,將反應液和鉑炭催化劑取出,過濾分離出鉑炭催化劑,用去離子水反復沖洗分離出的鉑炭催化劑。
1.4 產(chǎn)物精制
精制方法及過程分析:由于反應中使用硝基苯、表面活性劑、鉑炭催化劑和稀硫酸等,體系十分復雜,分為水相和有機相。一次取樣分析不現(xiàn)實,需首先進行產(chǎn)物分離然后再進行分析。向已經(jīng)濾出鉑炭催化劑的反應液中加入氨水,中和反應液pH到4.7-4.9,緩慢升溫至80℃用甲苯萃取多次,每次萃取油(硝基苯)相后,須測定水(硫酸溶液)相的pH值,如果小于4.7需要加入氨水中和到pH值4.7-4.9。水相中加入亞硫酸氫鈉和活性炭進行煮沸脫色,然后濾出活性炭,此時濾液為乳白色或淡黃色,冷卻至10℃,加入氨水,調(diào)節(jié)pH值到7.1-7.3,繼續(xù)冷卻到5℃,有白色結(jié)晶析出,可進行減壓過濾(注意操作需緩慢),用事先配制好的保險粉水溶液洗滌,將濾餅在50℃溫度下真空干燥箱內(nèi)干燥,一小時后對氨基苯酚精制完成。
1.5 產(chǎn)物分析及計算方法
1)產(chǎn)物定性分析。
①紅外光譜分析。首先對產(chǎn)品進行定性分析,對產(chǎn)物進行紅外光譜分析,如圖1。由于本次所測產(chǎn)物譜圖與對氨基苯酚標準譜圖在出峰位置、出峰形狀和出峰強度等方面基本一致。因此本次制備的產(chǎn)品中符合目標產(chǎn)物對氨基苯酚所具有的各種基團,可初步斷定制備的產(chǎn)品為對氨基苯酚。
②氣質(zhì)聯(lián)用分析。為進一步佐證制備的產(chǎn)品即為對氨基苯酚,選取了氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)對其進行分析。如圖2,氣相色譜圖分析:相同條件下通過對照PAP標準樣品,保留時間相同即確定該峰為PAP峰。質(zhì)譜圖分析清晰顯示,測定產(chǎn)品的質(zhì)譜圖中存在一個最高質(zhì)核比(m/Z)的離子峰,它就是對氨基苯
酚的分子離子峰,此處m/Z值為109。目標產(chǎn)物對氨基苯酚的分子量為109,與譜圖中分子離子峰對應的最高質(zhì)核比m/Z值完全吻合。結(jié)合紅外光譜分析結(jié)果,可以確定制備的產(chǎn)品為對氨基苯酚。
2)產(chǎn)物定量分析。采用亞硝酸鈉標準溶液滴定水溶液中總氨基值, 以計算硝基苯的轉(zhuǎn)化率,利用對氨基苯酚與氫氧化鈉及苯酚的顯色反應,用分光光度法測定反應液中對氨基苯酚的含量。然后計算對氨基苯酚與反應了的硝基苯的摩爾比,即可得出反應選擇性。進而可以計算對氨基苯酚的收率。
2 結(jié)論
以硝基苯為原料,經(jīng)催化加氫重排生成對氨基苯酚的新工藝路線是合成PAP研究的熱點。本文對催化劑制(載體的預處理和Pt/C催化劑制備);反應裝置及合成路線、合成步驟;產(chǎn)物精制(精制方法及過程分析,精制步驟);產(chǎn)物定性和定量分析方法進行詳細研究。為進一步確定最佳生產(chǎn)工藝條件和研究反應動力學提供了堅實基礎(chǔ)。
參考文獻
[1]魏文德.有機化工原料大全(第二版)下卷[M].北京:化學工業(yè)出版社,1989.
[2]徐克勤.精細有機化工原料及中間體手冊[M].北京:化學工業(yè)出版社,1998.
[3]林彬,王艷華,董中寧.對氨基苯酚的合成及其應用[J].沈陽化工,1997,26(4):35-38.
[4]陳學梅.對氨基苯酚的合成工藝[J].化學工業(yè)與工程技術(shù),1997,18(1):35-37.
作者簡介
周博涵(1978-),男,漢族,安徽淮南人,碩士研究生,研究方向:產(chǎn)品質(zhì)量檢測技術(shù)。endprint
摘 要 以硝基苯為原料,經(jīng)催化加氫重排生成對氨基苯酚的新工藝路線是合成PAP研究的熱點。文章對催化劑制(載體的預處理和Pt/C催化劑制備);反應裝置及合成路線、合成步驟;產(chǎn)物精制(精制方法及過程分析,精制步驟);產(chǎn)物定性和定量分析方法進行詳細研究。為進一步確定最佳生產(chǎn)工藝條件和研究反應動力學提供了堅實基礎(chǔ)。
關(guān)鍵詞 對氨基苯酚;催化加氫;產(chǎn)物分析
中圖分類號:TQ243.1 文獻標識碼:A 文章編號:1671-7597(2014)16-0056-02
對氨基苯酚(p-aminophenol,簡稱PAP) 的分子式:C6H7NO,分子量109.12, 室溫下,對氨基苯酚為白色、淺茶色固體。超過182℃開始熔解,曝于空氣中顏色變?yōu)榛液稚?℃時,100g水中溶解度為1.1g。不溶于氯仿和苯中,溶于堿溶液迅速變?yōu)楹稚玔1-2]。對氨基苯酚是重要的有機中間體及化工原料,在醫(yī)藥、橡膠、染料等行業(yè)中用途廣泛。制藥工業(yè)中,PAP主要用于撲熱息痛等藥品的生產(chǎn)。橡膠工業(yè)中,主要用于橡膠防老化劑。在染料工業(yè)中,可用于分散染料、硫化染料等產(chǎn)品的制備[3-4]。因市場對氨基苯酚需求量的急劇升溫及社會對產(chǎn)品質(zhì)量及環(huán)境保護方面的不斷提升,以硝基苯為原料,經(jīng)Pt/C催化加氫重排成對氨基苯酚的工藝路線是各國學者和企業(yè)研究重點。國內(nèi)企業(yè)生產(chǎn)PAP主要方法為鐵粉還原法,這種生產(chǎn)工藝環(huán)境污染嚴重、生產(chǎn)效率低。近年來PAP需求量猛增,因此進一步研究和開發(fā)新的工藝路線己是當務(wù)之急。
1 實驗部分
1.1 儀器
VECTOR33紅外光譜儀、GC-MS氣質(zhì)聯(lián)用儀QP-5050A、722分光光度計。
1.2 催化劑制備
1)載體的預處理。商品活性炭通常為片狀或由粒狀顆粒組成。第一步將活性炭研碎,用篩子篩分所需要一定粒度的顆粒。如需進行酸洗的商品活性炭,采用下列步驟進行酸洗:①稱量足夠的活性炭,置于三口瓶中保存;②配制15wt%的硝酸,移取過量的硝酸溶液浸泡活性炭(浸沒);③在90℃條件下回流攪拌三小時;④用去離子水洗滌已經(jīng)酸洗過的活性炭,pH值為7-8;⑤將處理完畢的活性炭放入恒溫干燥箱中,設(shè)置105℃烘干保存。
2)Pt/C催化劑制備。將稱量過的鉑片,在王水中加熱反應,直至鉑全部溶解成棕紅色氯鉑酸溶液,再將溶液中殘留的硝酸根離子加熱除去。然后加去離子水,配成一定濃度的氯鉑酸溶液。將處理過的活性炭與氯鉑酸溶液混合后,用NaOH(1mol/L)中和到中性,加熱到80℃,在攪拌下緩慢加入甲醛溶液,并不斷加入NaOH(1mol/L)溶液,使反應液始終保持弱堿性,三小時后,冷卻混合物,過濾,充分洗滌催化劑,在空氣中干燥備用。
1.3 催化加氫合成對氨基苯酚
1)反應裝置說明及合成路線。恒溫水浴鍋應具有控制反應溫度能力,選擇溫度范圍,在氣體出口安裝洗瓶,利用流量控制器調(diào)節(jié)氣體(氫氣)流量確保反應體系內(nèi)為正壓,通過轉(zhuǎn)子流量計測量氣體(氫氣)流量。在入口氣體流量計前需要加裝穩(wěn)壓閥,并且加一干燥管在出口轉(zhuǎn)子流量計前,防止轉(zhuǎn)子流量計被未凝結(jié)的水蒸氣堵塞。為增強系統(tǒng)操作可靠性、穩(wěn)定性,在氣體入口和出口應各加一緩沖瓶。反應開始前先通氮氣20分鐘,將體系內(nèi)空氣充分置換后通氫氣進行反應。反應完畢,先通氮氣吹掃20分鐘左右,然后小心拆解反應裝置,方可進行后續(xù)步驟。
2)合成步驟。稱取定量的硝基苯、表面活性劑(十二烷基三甲基溴化銨)、鉑炭催化劑和自制一定濃度的稀硫酸,依次加入250 mL四口燒瓶內(nèi)。用氮氣吹掃反應體系20分鐘,試漏(特別注意接口處)。若無漏氣現(xiàn)象,則緩慢加熱升溫。待溫度升至反應溫度后,向250 mL四口燒瓶內(nèi)通入氫氣,通過流量控制器控制一定流量的氫氣持續(xù)穩(wěn)定地進入反應體系。反應5小時后停止加熱,通氮氣吹掃,冷卻至室溫后拆卸反應裝置,將反應液和鉑炭催化劑取出,過濾分離出鉑炭催化劑,用去離子水反復沖洗分離出的鉑炭催化劑。
1.4 產(chǎn)物精制
精制方法及過程分析:由于反應中使用硝基苯、表面活性劑、鉑炭催化劑和稀硫酸等,體系十分復雜,分為水相和有機相。一次取樣分析不現(xiàn)實,需首先進行產(chǎn)物分離然后再進行分析。向已經(jīng)濾出鉑炭催化劑的反應液中加入氨水,中和反應液pH到4.7-4.9,緩慢升溫至80℃用甲苯萃取多次,每次萃取油(硝基苯)相后,須測定水(硫酸溶液)相的pH值,如果小于4.7需要加入氨水中和到pH值4.7-4.9。水相中加入亞硫酸氫鈉和活性炭進行煮沸脫色,然后濾出活性炭,此時濾液為乳白色或淡黃色,冷卻至10℃,加入氨水,調(diào)節(jié)pH值到7.1-7.3,繼續(xù)冷卻到5℃,有白色結(jié)晶析出,可進行減壓過濾(注意操作需緩慢),用事先配制好的保險粉水溶液洗滌,將濾餅在50℃溫度下真空干燥箱內(nèi)干燥,一小時后對氨基苯酚精制完成。
1.5 產(chǎn)物分析及計算方法
1)產(chǎn)物定性分析。
①紅外光譜分析。首先對產(chǎn)品進行定性分析,對產(chǎn)物進行紅外光譜分析,如圖1。由于本次所測產(chǎn)物譜圖與對氨基苯酚標準譜圖在出峰位置、出峰形狀和出峰強度等方面基本一致。因此本次制備的產(chǎn)品中符合目標產(chǎn)物對氨基苯酚所具有的各種基團,可初步斷定制備的產(chǎn)品為對氨基苯酚。
②氣質(zhì)聯(lián)用分析。為進一步佐證制備的產(chǎn)品即為對氨基苯酚,選取了氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)對其進行分析。如圖2,氣相色譜圖分析:相同條件下通過對照PAP標準樣品,保留時間相同即確定該峰為PAP峰。質(zhì)譜圖分析清晰顯示,測定產(chǎn)品的質(zhì)譜圖中存在一個最高質(zhì)核比(m/Z)的離子峰,它就是對氨基苯
酚的分子離子峰,此處m/Z值為109。目標產(chǎn)物對氨基苯酚的分子量為109,與譜圖中分子離子峰對應的最高質(zhì)核比m/Z值完全吻合。結(jié)合紅外光譜分析結(jié)果,可以確定制備的產(chǎn)品為對氨基苯酚。
2)產(chǎn)物定量分析。采用亞硝酸鈉標準溶液滴定水溶液中總氨基值, 以計算硝基苯的轉(zhuǎn)化率,利用對氨基苯酚與氫氧化鈉及苯酚的顯色反應,用分光光度法測定反應液中對氨基苯酚的含量。然后計算對氨基苯酚與反應了的硝基苯的摩爾比,即可得出反應選擇性。進而可以計算對氨基苯酚的收率。
2 結(jié)論
以硝基苯為原料,經(jīng)催化加氫重排生成對氨基苯酚的新工藝路線是合成PAP研究的熱點。本文對催化劑制(載體的預處理和Pt/C催化劑制備);反應裝置及合成路線、合成步驟;產(chǎn)物精制(精制方法及過程分析,精制步驟);產(chǎn)物定性和定量分析方法進行詳細研究。為進一步確定最佳生產(chǎn)工藝條件和研究反應動力學提供了堅實基礎(chǔ)。
參考文獻
[1]魏文德.有機化工原料大全(第二版)下卷[M].北京:化學工業(yè)出版社,1989.
[2]徐克勤.精細有機化工原料及中間體手冊[M].北京:化學工業(yè)出版社,1998.
[3]林彬,王艷華,董中寧.對氨基苯酚的合成及其應用[J].沈陽化工,1997,26(4):35-38.
[4]陳學梅.對氨基苯酚的合成工藝[J].化學工業(yè)與工程技術(shù),1997,18(1):35-37.
作者簡介
周博涵(1978-),男,漢族,安徽淮南人,碩士研究生,研究方向:產(chǎn)品質(zhì)量檢測技術(shù)。endprint
摘 要 以硝基苯為原料,經(jīng)催化加氫重排生成對氨基苯酚的新工藝路線是合成PAP研究的熱點。文章對催化劑制(載體的預處理和Pt/C催化劑制備);反應裝置及合成路線、合成步驟;產(chǎn)物精制(精制方法及過程分析,精制步驟);產(chǎn)物定性和定量分析方法進行詳細研究。為進一步確定最佳生產(chǎn)工藝條件和研究反應動力學提供了堅實基礎(chǔ)。
關(guān)鍵詞 對氨基苯酚;催化加氫;產(chǎn)物分析
中圖分類號:TQ243.1 文獻標識碼:A 文章編號:1671-7597(2014)16-0056-02
對氨基苯酚(p-aminophenol,簡稱PAP) 的分子式:C6H7NO,分子量109.12, 室溫下,對氨基苯酚為白色、淺茶色固體。超過182℃開始熔解,曝于空氣中顏色變?yōu)榛液稚?℃時,100g水中溶解度為1.1g。不溶于氯仿和苯中,溶于堿溶液迅速變?yōu)楹稚玔1-2]。對氨基苯酚是重要的有機中間體及化工原料,在醫(yī)藥、橡膠、染料等行業(yè)中用途廣泛。制藥工業(yè)中,PAP主要用于撲熱息痛等藥品的生產(chǎn)。橡膠工業(yè)中,主要用于橡膠防老化劑。在染料工業(yè)中,可用于分散染料、硫化染料等產(chǎn)品的制備[3-4]。因市場對氨基苯酚需求量的急劇升溫及社會對產(chǎn)品質(zhì)量及環(huán)境保護方面的不斷提升,以硝基苯為原料,經(jīng)Pt/C催化加氫重排成對氨基苯酚的工藝路線是各國學者和企業(yè)研究重點。國內(nèi)企業(yè)生產(chǎn)PAP主要方法為鐵粉還原法,這種生產(chǎn)工藝環(huán)境污染嚴重、生產(chǎn)效率低。近年來PAP需求量猛增,因此進一步研究和開發(fā)新的工藝路線己是當務(wù)之急。
1 實驗部分
1.1 儀器
VECTOR33紅外光譜儀、GC-MS氣質(zhì)聯(lián)用儀QP-5050A、722分光光度計。
1.2 催化劑制備
1)載體的預處理。商品活性炭通常為片狀或由粒狀顆粒組成。第一步將活性炭研碎,用篩子篩分所需要一定粒度的顆粒。如需進行酸洗的商品活性炭,采用下列步驟進行酸洗:①稱量足夠的活性炭,置于三口瓶中保存;②配制15wt%的硝酸,移取過量的硝酸溶液浸泡活性炭(浸沒);③在90℃條件下回流攪拌三小時;④用去離子水洗滌已經(jīng)酸洗過的活性炭,pH值為7-8;⑤將處理完畢的活性炭放入恒溫干燥箱中,設(shè)置105℃烘干保存。
2)Pt/C催化劑制備。將稱量過的鉑片,在王水中加熱反應,直至鉑全部溶解成棕紅色氯鉑酸溶液,再將溶液中殘留的硝酸根離子加熱除去。然后加去離子水,配成一定濃度的氯鉑酸溶液。將處理過的活性炭與氯鉑酸溶液混合后,用NaOH(1mol/L)中和到中性,加熱到80℃,在攪拌下緩慢加入甲醛溶液,并不斷加入NaOH(1mol/L)溶液,使反應液始終保持弱堿性,三小時后,冷卻混合物,過濾,充分洗滌催化劑,在空氣中干燥備用。
1.3 催化加氫合成對氨基苯酚
1)反應裝置說明及合成路線。恒溫水浴鍋應具有控制反應溫度能力,選擇溫度范圍,在氣體出口安裝洗瓶,利用流量控制器調(diào)節(jié)氣體(氫氣)流量確保反應體系內(nèi)為正壓,通過轉(zhuǎn)子流量計測量氣體(氫氣)流量。在入口氣體流量計前需要加裝穩(wěn)壓閥,并且加一干燥管在出口轉(zhuǎn)子流量計前,防止轉(zhuǎn)子流量計被未凝結(jié)的水蒸氣堵塞。為增強系統(tǒng)操作可靠性、穩(wěn)定性,在氣體入口和出口應各加一緩沖瓶。反應開始前先通氮氣20分鐘,將體系內(nèi)空氣充分置換后通氫氣進行反應。反應完畢,先通氮氣吹掃20分鐘左右,然后小心拆解反應裝置,方可進行后續(xù)步驟。
2)合成步驟。稱取定量的硝基苯、表面活性劑(十二烷基三甲基溴化銨)、鉑炭催化劑和自制一定濃度的稀硫酸,依次加入250 mL四口燒瓶內(nèi)。用氮氣吹掃反應體系20分鐘,試漏(特別注意接口處)。若無漏氣現(xiàn)象,則緩慢加熱升溫。待溫度升至反應溫度后,向250 mL四口燒瓶內(nèi)通入氫氣,通過流量控制器控制一定流量的氫氣持續(xù)穩(wěn)定地進入反應體系。反應5小時后停止加熱,通氮氣吹掃,冷卻至室溫后拆卸反應裝置,將反應液和鉑炭催化劑取出,過濾分離出鉑炭催化劑,用去離子水反復沖洗分離出的鉑炭催化劑。
1.4 產(chǎn)物精制
精制方法及過程分析:由于反應中使用硝基苯、表面活性劑、鉑炭催化劑和稀硫酸等,體系十分復雜,分為水相和有機相。一次取樣分析不現(xiàn)實,需首先進行產(chǎn)物分離然后再進行分析。向已經(jīng)濾出鉑炭催化劑的反應液中加入氨水,中和反應液pH到4.7-4.9,緩慢升溫至80℃用甲苯萃取多次,每次萃取油(硝基苯)相后,須測定水(硫酸溶液)相的pH值,如果小于4.7需要加入氨水中和到pH值4.7-4.9。水相中加入亞硫酸氫鈉和活性炭進行煮沸脫色,然后濾出活性炭,此時濾液為乳白色或淡黃色,冷卻至10℃,加入氨水,調(diào)節(jié)pH值到7.1-7.3,繼續(xù)冷卻到5℃,有白色結(jié)晶析出,可進行減壓過濾(注意操作需緩慢),用事先配制好的保險粉水溶液洗滌,將濾餅在50℃溫度下真空干燥箱內(nèi)干燥,一小時后對氨基苯酚精制完成。
1.5 產(chǎn)物分析及計算方法
1)產(chǎn)物定性分析。
①紅外光譜分析。首先對產(chǎn)品進行定性分析,對產(chǎn)物進行紅外光譜分析,如圖1。由于本次所測產(chǎn)物譜圖與對氨基苯酚標準譜圖在出峰位置、出峰形狀和出峰強度等方面基本一致。因此本次制備的產(chǎn)品中符合目標產(chǎn)物對氨基苯酚所具有的各種基團,可初步斷定制備的產(chǎn)品為對氨基苯酚。
②氣質(zhì)聯(lián)用分析。為進一步佐證制備的產(chǎn)品即為對氨基苯酚,選取了氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)對其進行分析。如圖2,氣相色譜圖分析:相同條件下通過對照PAP標準樣品,保留時間相同即確定該峰為PAP峰。質(zhì)譜圖分析清晰顯示,測定產(chǎn)品的質(zhì)譜圖中存在一個最高質(zhì)核比(m/Z)的離子峰,它就是對氨基苯
酚的分子離子峰,此處m/Z值為109。目標產(chǎn)物對氨基苯酚的分子量為109,與譜圖中分子離子峰對應的最高質(zhì)核比m/Z值完全吻合。結(jié)合紅外光譜分析結(jié)果,可以確定制備的產(chǎn)品為對氨基苯酚。
2)產(chǎn)物定量分析。采用亞硝酸鈉標準溶液滴定水溶液中總氨基值, 以計算硝基苯的轉(zhuǎn)化率,利用對氨基苯酚與氫氧化鈉及苯酚的顯色反應,用分光光度法測定反應液中對氨基苯酚的含量。然后計算對氨基苯酚與反應了的硝基苯的摩爾比,即可得出反應選擇性。進而可以計算對氨基苯酚的收率。
2 結(jié)論
以硝基苯為原料,經(jīng)催化加氫重排生成對氨基苯酚的新工藝路線是合成PAP研究的熱點。本文對催化劑制(載體的預處理和Pt/C催化劑制備);反應裝置及合成路線、合成步驟;產(chǎn)物精制(精制方法及過程分析,精制步驟);產(chǎn)物定性和定量分析方法進行詳細研究。為進一步確定最佳生產(chǎn)工藝條件和研究反應動力學提供了堅實基礎(chǔ)。
參考文獻
[1]魏文德.有機化工原料大全(第二版)下卷[M].北京:化學工業(yè)出版社,1989.
[2]徐克勤.精細有機化工原料及中間體手冊[M].北京:化學工業(yè)出版社,1998.
[3]林彬,王艷華,董中寧.對氨基苯酚的合成及其應用[J].沈陽化工,1997,26(4):35-38.
[4]陳學梅.對氨基苯酚的合成工藝[J].化學工業(yè)與工程技術(shù),1997,18(1):35-37.
作者簡介
周博涵(1978-),男,漢族,安徽淮南人,碩士研究生,研究方向:產(chǎn)品質(zhì)量檢測技術(shù)。endprint