專利名稱：4,6－二氨基間苯二酚的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種4，6-二氨基間苯二酚的制備方法，具體地說涉及以4，6-二硝基-2-氯-1，3-二羥基苯為原料經(jīng)催化氫化制備4，6-二氨基間苯二酚的方法。
背景技術(shù)：
4，6-二氨基間苯二酚是多種高分子(特別是聚苯并噁唑)的重要結(jié)構(gòu)單元(參見Wolf等人的“Macromolecules”1981，14915)。
其結(jié)構(gòu)式如下 US5399768和US5371281及US925358敘述了由4，6-二硝基-2-氯-1，3-二羥基苯經(jīng)催化氫化制備4，6-二氨基間苯二酚的方法，所述方法的一個(gè)明顯的缺點(diǎn)是4，6-二硝基-2-氯-1，3-二羥基苯在Pd/C催化劑上以間歇式氫化進(jìn)行多相催化氫化，由于催化劑氯中毒而不能使昂貴的稀有金屬催化劑經(jīng)濟(jì)地再循環(huán)使用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明需要解決的技術(shù)問題是公開一種新的4，6-二氨基間苯二酚制備方法，以克服現(xiàn)有技術(shù)存在的稀有金屬催化劑不能經(jīng)濟(jì)地再循環(huán)使用的缺點(diǎn)。
本發(fā)明的方法包括如下步驟將4，6-二硝基-2-氯-1，3-二羥基苯在有機(jī)溶劑中和稀有金屬與過渡金屬氧化物催化劑的存在下，用氫在常壓或中壓以及常溫或加熱下進(jìn)行催化氫化，然后采用常規(guī)的方法從反應(yīng)產(chǎn)物中收集4，6-二氨基間苯二酚，按4，6-二硝基-2-氯-1，3-二羥基苯為基準(zhǔn)，4，6-二氨基間苯二酚摩爾得率可達(dá)到90％以上。
所述及的催化劑由對所述有機(jī)溶劑穩(wěn)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(gòu)成；所述及的稀有金屬包括鈀、鉑、金、釕或銠中的一種或一種以上，優(yōu)選鈀或鉑，其量為催化劑總重量的0.1-10wt％；所述及的過渡金屬氧化物為銅、鈷、鐵或錳中的一種或一種以上，優(yōu)選銅或鈷，其量為催化劑總重量的1-10％；所述及的載體為本領(lǐng)域公知的載體，包括活性炭、二氧化硅、氧化鋁或分子篩。
優(yōu)選的氫化催化劑為含鈀4～6wt％、氧化銅2-7％、氧化鈷3-7％，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銅與鈷的硝酸溶液，干燥，焙燒；第二步負(fù)載稀有金屬，其方法可以采用本領(lǐng)域公知的浸漬方法進(jìn)行制備。
催化劑的用量，須足以使原料在氫化試劑存在下轉(zhuǎn)化成4，6-二氨基間苯二酚。一般情況下，每摩爾二硝基氯化二羥基苯中用0.02～1摩爾的催化劑。在整個(gè)反應(yīng)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0.02～0.2摩爾。
所述及的有機(jī)溶劑為與4，6-二氨基間苯二酚互溶的有機(jī)溶劑，以確保催化劑分離方便和循環(huán)使用。優(yōu)選的有機(jī)溶劑包括醇、酯、芳烴、烷芳烴，優(yōu)選的包括C1～C5的單元醇、四氫呋喃、苯、甲苯、二甲苯、乙酸乙酯；最優(yōu)選的是丙醇或異丁醇，尤其是異丁醇。
有機(jī)溶劑與4，6-二硝基-2-氯-1，3-二羥基苯的重量比為有機(jī)溶劑∶4，6-二硝基-2-氯-1，3-二羥基苯＝1～50∶1(mol)；
優(yōu)選4～30∶1。
反應(yīng)介質(zhì)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(chǎn)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。
反應(yīng)壓力為1-7.5Mpa，優(yōu)選1.5-4.0Mpa，尤其是1.2-2Mpa，溫度為20-100℃，優(yōu)選為20-80℃，尤其是30-70℃。
采用本發(fā)明的方法，不僅可以一次接一次地進(jìn)行多次氫化而催化劑活性不降低，并且還以特別經(jīng)濟(jì)的方式得到高的產(chǎn)率及高的質(zhì)量的4，6-二氨基間苯二酚，按4，6-二硝基-2-氯-1，3-二羥基苯為基準(zhǔn)，4，6-二氨基間苯二酚摩爾得率可達(dá)到90％以上。因此本發(fā)明所提出的4，6-二氨基間苯二酚方法是一種十分有效的4，6-二氨基間苯二酚的制備方法，具有較大的工業(yè)化生產(chǎn)前景。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1將椰殼活性炭研碎，過篩得350目的活性炭粉末，將一定量的活性碳加入到10％硝酸中，在80℃水浴中攪拌2小時(shí)，然后過濾、用蒸餾水洗滌成中性；再用水蒸氣進(jìn)行處理，烘干，備用。
將硝酸銅溶于去離子水中，配成2.1×10-1mol/L的硝酸銅溶液，將上述處理的10g活性炭加入到37ml硝酸銅水溶液中，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5％(wt)CuO/C備用。將氯鉑酸溶于去離子水中，配成1.7×10-2mol/L的氯鉑酸溶液。將載有Cu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(shí)滴加飽和的碳酸氫鈉溶液，控制pH值為9左右，反應(yīng)至pH值不變，過濾烘干即得到Pt含量為5％的Pt-Cu/C催化劑。
在1000ml的反應(yīng)器中加入70g 4，6-二硝基-2-氯-1，3-二羥基苯、300ml異丁醇、7g上述5％Pt-5％Cu/C。將N2導(dǎo)入此密封反應(yīng)器中置換空氣三次，再用H2置換三次。反應(yīng)溫度25℃，壓力為20Mpa。反應(yīng)結(jié)束后，反應(yīng)料液冷卻至室溫，過濾，催化劑留在反應(yīng)器可重復(fù)使用，濾液為含有4，6-二氨基間苯二酚，根據(jù)液相色譜分析，計(jì)算得4，6-二氨基間苯二酚摩爾得率為92％。
進(jìn)一步，可將其制備成為鹽酸鹽，通過一個(gè)裝有過濾片的提升管，用N2把反應(yīng)液壓入500ml含有6g SnCl22H2O的3N稀鹽酸溶液中，5％Pt-5％Cu/C催化劑留在反應(yīng)器。減壓蒸餾除去異丁醇，在蒸餾液中加入250ml工業(yè)級的濃鹽酸，二氨基間苯二酚鹽酸鹽從淡黃色的溶液中沉淀出來。過濾得到白色濾餅，即4，6-二氨基間苯二酚鹽酸鹽白色晶體，其干重為49g。
實(shí)施例23％CuO/C制備同實(shí)施例1。將氯化鈀溶于去離子水中，配成1.7×10-2mol/L的氯化鈀溶液。將載有Cu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(shí)滴加飽和的碳酸氫鈉溶液，控制pH值為9左右，反應(yīng)至pH值不變，過濾烘干即得到Pd含量為5％的Pd-Cu/C催化劑。
在1000ml的反應(yīng)器中加入70g 4，6-二硝基-2-氯-1，3-二羥基苯、350ml丙醇、7g上述5％Pd-3％Cu/C。將N2導(dǎo)入此密封反應(yīng)器中置換空氣三次，再用H2置換三次。H2壓達(dá)到3Mpa，溫度達(dá)80℃。反應(yīng)結(jié)束后，反應(yīng)料液冷卻至室溫，過濾，催化劑留在反應(yīng)器可重復(fù)使用，濾液為含有4，6-二氨基間苯二酚，根據(jù)液相色譜分析，計(jì)算得4，6-二氨基間苯二酚摩爾得率為98％。
進(jìn)一步，可將其制備成為鹽酸鹽，通過一個(gè)裝有過濾片的提升管，用N2把反應(yīng)液壓入500ml含有25g SnCl22H2O的3N稀鹽酸溶液中，5％Pd-3％Cu/催化劑留在反應(yīng)器。減壓蒸餾除去丙醇，在蒸餾液中加入250ml工業(yè)級濃鹽酸，二氨基間苯二酚鹽酸鹽從淡黃色的溶液中沉淀出來。過濾得到白色濾餅，即二氨基間苯二酚鹽酸鹽白色晶體，其干重為53g。
實(shí)施例3活性炭的處理同實(shí)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5％(wt)CoO/C備用。按實(shí)施例1中Pt的負(fù)載方法，制備成5％Pt-5％Co/C催化劑。
在1000ml的反應(yīng)器中加入70g 4，6-二硝基-2-氯-1，3-二羥基苯、350ml苯、7g 5％Pt-5％Co/C。將N2導(dǎo)入此密封反應(yīng)器中置換空氣三次，再用H2置換三次。H2壓達(dá)到0.9Mpa，溫度達(dá)30℃。反應(yīng)結(jié)束后，反應(yīng)料液冷卻至室溫，過濾，催化劑留在反應(yīng)器可重復(fù)使用，濾液為含有4，6-二氨基間苯二酚，根據(jù)液相色譜分析，計(jì)算得4，6-二氨基間苯二酚摩爾得率為89.3％。
進(jìn)一步，可將其制備成為鹽酸鹽，通過一個(gè)裝有過濾片的提升管，用N2把反應(yīng)液壓入500ml含有20gSnCl22H2O的3N稀鹽酸溶液中，5％Pt-5％Co/C催化劑留在反應(yīng)器。減壓蒸餾除去苯，在蒸餾液中加入250ml工業(yè)級濃鹽酸，二氨基間苯二酚鹽酸鹽從淡黃色的溶液中沉淀出來。過濾得到白色濾餅，即二氨基間苯二酚鹽酸鹽白色晶體，其干重為48g。
實(shí)施例4按實(shí)施例1的方法制得5％Ru-5％Cu/C催化劑。在1000ml的反應(yīng)器中加入70g 4，6-二硝基-2-氯-1，3-二羥基苯、400ml甲苯、7g 5％Ru-5％Cu/C。將N2導(dǎo)入此密封反應(yīng)器中置換空氣三次，再用H2置換三次。H2壓達(dá)到2Mpa，溫度為室溫。反應(yīng)結(jié)束后，反應(yīng)料液冷卻至室溫，過濾，催化劑留在反應(yīng)器可重復(fù)使用，濾液為含有4，6-二氨基間苯二酚，根據(jù)液相色譜分析，計(jì)算得4，6-二氨基間苯二酚摩爾得率為80.1％。
進(jìn)一步，可將其制備成為鹽酸鹽，通過一個(gè)裝有過濾片的提升管，用N2把反應(yīng)液壓入500ml含有20 SnCl22H2O的3N稀鹽酸溶液中，5％Ru-5％Cu/C催化劑留在反應(yīng)器。減壓蒸餾除去甲苯，在蒸餾液中加入250ml工業(yè)級濃鹽酸，二氨基間苯二酚鹽酸鹽從淡黃色的溶液中沉淀出來。過濾得到白色濾餅，即二氨基間苯二酚鹽酸鹽白色晶體，其干重為43g。
實(shí)施例5在1000ml的反應(yīng)器中加入70g 4，6-二硝基-2-氯-1，3-二羥基苯、410ml異丁醇、7g實(shí)施例2制得的5％Pd-5％Cu/C催化劑。2Mpa，溫度為20℃，反應(yīng)結(jié)束后，反應(yīng)料液冷卻至室溫，過濾，催化劑留在反應(yīng)器可重復(fù)使用，濾液濃縮結(jié)晶，即獲得4，6-二氨基間苯二酚，4，6-二氨基間苯二酚摩爾得率為91.5％。
進(jìn)一步，可將其制備成為鹽酸鹽，通過一個(gè)裝有過濾片的提升管，用N2把反應(yīng)液壓入500ml含有20gSnCl22H2O的3N稀鹽酸溶液中，5％Pd-5％Cu/C催化劑留在反應(yīng)器。減壓蒸餾除去異丁醇，在蒸餾液中加入250ml工業(yè)級鹽酸，二氨基間苯二酚鹽酸鹽從淡黃色的溶液中沉淀出來。過濾得到白色濾餅，即二氨基間苯二酚鹽酸鹽白色晶體，其干重為49.9g。
實(shí)施例6在1000ml的反應(yīng)器中加入70g 4，6-二硝基-2-氯-1，3-二羥基苯、250ml乙酸乙酯、7g實(shí)施例2制得的5％Pd-5％Cu/C催化劑。將N2導(dǎo)入此密封反應(yīng)器中置換空氣三次，再用H2置換三次。H2壓達(dá)到1.5Mpa，溫度30℃。反應(yīng)結(jié)束后，反應(yīng)料液冷卻至室溫，過濾，催化劑留在反應(yīng)器可重復(fù)使用，濾液濃縮結(jié)晶，即獲得4，6-二氨基間苯二酚，4，6-二氨基間苯二酚摩爾得率為91％。
進(jìn)一步，可將其制備成為鹽酸鹽，通過一個(gè)裝有過濾片的提升管，用N2把反應(yīng)液壓入500ml含有20g SnCl22H2O的3N稀鹽酸溶液中，5％Pd-5％Cu/C催化劑留在反應(yīng)器。減壓蒸餾除去乙酸乙酯，在蒸餾液中加入250ml工業(yè)級濃鹽酸，二氨基間苯二酚鹽酸鹽從淡黃色的溶液中沉淀出來。過濾得到白色濾餅，即二氨基間苯二酚鹽酸鹽白色晶體，其干重為50g。
實(shí)施例7與實(shí)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異丁醇。將N2導(dǎo)入此密封反應(yīng)器中置換空氣三次，再用H2置換三次。H2壓達(dá)到1.5Mpa，溫度20℃。反應(yīng)結(jié)束后，反應(yīng)料液冷卻至室溫，過濾，催化劑留在反應(yīng)器可重復(fù)使用，濾液為含有4，6-二氨基間苯二酚，根據(jù)液相色譜分析，計(jì)算得4，6-二氨基間苯二酚摩爾得率為90.5％。
進(jìn)一步，可將其制備成為鹽酸鹽，通過一個(gè)裝有過濾片的提升管，用N2把反應(yīng)液壓入500ml含有20 SnCl22H2O的3N稀鹽酸溶液中，5％Pd-5％Cu/C催化劑留在反應(yīng)器。減壓蒸餾除去異丁醇，在蒸餾液中加入250ml工業(yè)級濃鹽酸，二氨基間苯二酚鹽酸鹽從淡黃色的溶液中沉淀出來。過濾得到白色濾餅，即二氨基間苯二酚鹽酸鹽白色晶體，其干重為49.4g。
權(quán)利要求
1.一種4，6-二氨基間苯二酚的制備方法，其特征在于，包括如下步驟將4，6-二硝基-2-氯-1，3-二羥基苯在有機(jī)溶劑中和稀有金屬與過渡金屬氧化物催化劑的存在下，用氫氣在常壓或中壓以及常溫或加熱下進(jìn)行催化氫化，然后采用常規(guī)的方法從反應(yīng)產(chǎn)物中收集4，6-二氨基間苯二酚；所述及的催化劑由對所述有機(jī)溶劑穩(wěn)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(gòu)成；所述及的稀有金屬包括鈀、鉑、金、釕或銠中的一種或一種以上，優(yōu)選鈀或鉑；所述及的過渡金屬氧化物為銅、鈷、鐵或錳中的一種或一種以上，優(yōu)選銅或鈷，其量為催化劑總重量的1-10％；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述及的稀有金屬量為催化劑總重量的0.1-10wt％。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述及的過渡金屬氧化物量為催化劑總重量的1-10％。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述及的載體包括活性炭、二氧化硅、氧化鋁或分子篩。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，氫化催化劑的組分和重量百分比含量為鈀4～6wt％、氧化銅2-7％、氧化鈷3-7％，活性炭余量。
6.根據(jù)權(quán)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0.02～1摩爾的催化劑。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述及的有機(jī)溶劑為與4，6-二氨基間苯二酚互溶的有機(jī)溶劑。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，有機(jī)溶劑選自C1～C5的單元醇、四氫呋喃、苯、甲苯、二甲苯或乙酸乙酯中的一種。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，有機(jī)溶劑與4，6-二硝基-2-氯-1，3-二羥基苯的重量比為有機(jī)溶劑4，6-二硝基-2-氯-1，3-二羥基苯＝1～50∶1(mol)；
10.根據(jù)權(quán)利要求1～9任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，反應(yīng)壓力為1-7.5Mpa，溫度為20-100℃。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種4，6－二氨基間苯二酚的制備方法。包括如下步驟，將4，6－二硝基－2－氯－1，3－二羥基苯在有機(jī)溶劑中和稀有金屬與過渡金屬氧化物催化劑的存在下，用氫氣在常壓或中壓以及常溫或加熱下進(jìn)行催化氫化，然后采用常規(guī)的方法從反應(yīng)產(chǎn)物中收集4，6－二氨基間苯二酚，4，6－二氨基間苯二酚摩爾得率可達(dá)到90％以上。本發(fā)明不僅可以使加氫進(jìn)行多次套用，而催化劑活性不降低，并且還以特別經(jīng)濟(jì)的方式得到高的產(chǎn)率及高的質(zhì)量的4，6－二氨基間苯二酚。因此本發(fā)明所提出的4，6－二氨基間苯二酚方法是一種十分有效的4，6－二氨基間苯二酚的制備方法，具有較大的工業(yè)化前景。
文檔編號C07C213/02GK1569813SQ200410018278
公開日2005年1月26日 申請日期2004年5月12日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月12日
發(fā)明者夏恩將, 夏恩勝, 岳巖, 吳言強(qiáng), 夏念成, 張靜 申請人:山東泰山染料股份有限公司