4,4’-二硝基二苯醚的合成工艺研究.pdf

第37卷,第4期
安徴化工
Vo1. 37. No4
2011年8月
ANHUI CHEMICAL INDUSTRY
Aug,2011
4,4'-二硝基二苯醚的合成工艺研究
白敏,陈天云
(合肥工业大学化工学院,安徽合肥230009)
摘要:以对硝基氯苯和对硝基苯酚为原料,在碱催化条件下合成了4,4'-二硝基二苯醚。研究了合成的各项工艺参数,获得了反应的最
佳工艺条件。研究结果表明,产品的收率达到853%。
关键词:4,4'-二硝基二苯醚;对硝基氯苯;对硝基苯酚;合成工艺
doi:10.3969/isn.1008-553X.2011.04.014
中图分类号:TQ46.3文献标识码:A文章编号:1008-553X(2011)04-0036-03
1前言
人氢氧化钠,升温至130~160℃继续进行反应。反应结
4,4'-二硝基二苯醚是合成环氧树脂交联剂及耐束,自然降温至常温后,加人水,有黄色物质析出。静置
热性塑料聚马来酸亚胺树脂、聚酰亚胺树脂、聚酰胺和一段时间后过滤,滤饼用热的氢氧化钠溶液洗涤并趁热
聚酰胺一聚亚酰胺树脂等重要的中间体。随着电气及电抽滤,烘干得黄色固体4,4'-二硝基二苯醚。
子设备需求量的不断增加,4,4'-二硝基二苯醚的需求2.3产物性能测试及结构表征
将同步增加。此外,4,4'-二硝基二苯瞇也是合成偶氮
(1)产物经熔点测定仪测得的熔点为141
染料和香料等精细化工产品重要的前体原料?。
143℃,与文献值(142~143℃)基本一致。
4,4'-二硝基二苯醚的主要合成方法有以下几种:
(2)分析产物的红外光谱图,得出产物一些重要的
①由二苯醚通过硝化制得叫;②由对硝基氯苯和对硝基特征峰:150cm1为苯环碳骨架的伸缩振动峰
酚盐缩合制备;③由对硝基氯苯自身缩合制备。但900-650cm1为苯环上C-H的面外弯曲振动吸收峰
这些方法均存在一定的缺点,主要体现在有的污染严1500~-1600cm为N-0对称和不对称伸缩振动峰
重,有的反应时间较长,有的收率较低。因此,进一步开100cm附近为C-0的对称伸缩振动峰,
展4,4'-二硝基二苯醚的合成技术研究具有重要意义。1200~1300cm为C-0的不对称伸缔振动峰。因此,可
本文以对硝基氯苯和对硝基苯酚为基础原料,在碱以确定所合成产品为4,4'-二硝基二苯醛。
催化条件下研究了合成4,4'-二硝基二苯醚的工艺参3结果与讨论
数,并获得了较佳的工艺条件。该技术具有产品收率高,3.1反应物的摩尔比对产物收率的影响
污染低,反应条件温和等优点。
在对硝基氯苯0.06mol、氢氧化钠0.066mol、反应
2实验部分
温度150℃、反应时间6h条件下,研究了对硝基氯苯与
2.1主要试剂和仪器
对硝基苯酚不同摩尔比对产物收率的影响,实验结果如
对硝基氯苯(化学纯);氢氧化钠(分析纯);二甲基图1所示。
亚砜(分析纯);对硝基苯酚(化学纯)。
通过图1可以看出,随着反应物摩尔比的增加,产
exus870型傅立叶变换红外光谱仪;WRS-2熔点品的收率増加,当摩尔比为6:1时收率最大,摩尔比大
测定仪。
于6:1时,收率降低明显。在反应过程中,部分对硝基
2.2实验方法
氯萃在碱中能生成对硝基苯酚,有利于反应进行。当对
在装有回流冷凝管、搅拌器和温度计的三口烧瓶内硝基氯苯的量增加过大时,反应体系中的对硝基苯酚浓
加人一定量的水,再分别加入对硝基氯苯、对硝基苯酚度相对较低,不利于产物的生成。因此,对硝基氯苯与对
和二甲基亚砜,搅拌并将温度升至100~120℃,缓慢加硝基苯酚的最佳摩尔比以6:1为宣。
收稿日期:2011-03-18
作者简介:白敏(1988-),女,硕士研究生,研究方向:精细有机合成技术,15805692685;通讯联系人:陈天云(1964-),男,博土,教授,研究方向:精细有机
合成与工程化应用研究,13909694746,t-y99@163.com
白敏,等:4,4'-二硝基二苯醚的合成工艺研究
从图3可以看出,反应温度低于150℃时,产物收
率随反应温度的增加而增加;反应温度大于150℃,产
物收率下降。这是因为反应温度升高有利于反应的进
行,但当反应温度过高,副反应产物将会增加。因此,反
应温度以150℃为宜。
3.4氢氧化钠量对产物收率的影响
在对硝基氯苯0.06mol、对硝基苯酚0.01mol、反应
时间6h、反应温度150℃条件下,研究了氢氧化钠量对
图1反应物摩尔比对产物收率的影响
产物收率的影响,实验结果如图4所示。
3.2反应时间对产物收率的影响
在对硝基氯萃0.06mol、对硝基苯酚0.01mol、氢氧
化钠0.066mol、反应温度150℃条件下,研究不同反应
时间对产物收率的影响,实验结果如图2所示。
NaOH量m
图4氢氧化钠量对产物收率的影
76
从图4可以看出,当氢氧化钠的用量低于0.066
mol时,产物的收率随氢氧化钠量的增加而增加;当氢
氧化钠的量超过0.066mol时,产物的收率下降。这是因
图2反应时间对产物收率的影响
为氢氧化钠在体系中起催化作用,增加氢氧化钠量,催
从图2可以看出,反应时间小于h时,产品的收率化效果增强,有利于反应的进行;当氢氧化钠量增加到
随反应时间増加而增加;反应时间大于6h时,产品的收一定以后,难以继续提高反应速率,因此,氢氧化钠量以
率变化不大且有下降趋势。这是因为随着反应时间的延
0.066mol为宜。
1反应时间过长后,副产3,5溶剂三甲基亚砜量对产物收率的影响
在对硝基氯苯0.06mol、对硝基苯酚0.01mol、氢氧
物增加,收率反而降低。因此,反应时间以6h为宜。
化钠0066ml、反应时间6h、反应温度150℃条件下,研
3.3反应温度对产物收率的影响
在对硝基氯苯006mol、对硝基苯酚0.01ml、氢氧究了溶剂二甲基亚砜的量对产物收率的影响,实验结果
化钠0.066mol、反应时间6h条件下,研究了反应温度如图5所示
对产物收率的影响,实验结果如图3所示。
Ta
二甲碁亚hl
图5溶剂二甲基亚砜量对产物收率的影响
反应温度℃
图3反应温度对产物收率的影响
从图5可以看出,当溶剂二甲基亚砜的量低于24mL
时,产物的收率随溶剂量的增加而增加;当溶剂二甲基亚