本發(fā)明涉及含能材料，特別涉及一種連續(xù)高效合成n-甲基對(duì)硝基苯胺的方法。

背景技術(shù)：

1、n-甲基對(duì)硝基苯胺是一種重要的有機(jī)化工原料和染料中間體，被廣泛用于醫(yī)藥、香料及電解、電鍍等行業(yè)；同時(shí)n-甲基對(duì)硝基苯胺是一種廣泛應(yīng)用于固體推進(jìn)劑的中定劑，可增加固體推進(jìn)劑使用壽命、降低推進(jìn)劑尾部燃燒信號(hào)特征、作為燃燒增強(qiáng)劑成分提高推進(jìn)劑燃燒效率，提供更多的推力和更高的功率輸出；在混合炸藥中可以用來調(diào)節(jié)混合炸藥的爆炸速度，改變混合炸藥的爆炸特性，使其適應(yīng)不同的應(yīng)用需求；n-甲基對(duì)硝基苯胺具有偏光性，可以作為檢驗(yàn)非線性光學(xué)材料的基準(zhǔn)。

2、現(xiàn)有n-甲基對(duì)硝基苯胺制備方法以對(duì)硝基氯苯為原材料，在160℃，2mpa的工藝條件下反應(yīng)3h以上，合成反應(yīng)以傳統(tǒng)釜式工藝為主，在線藥量大，安全風(fēng)險(xiǎn)高，反應(yīng)時(shí)間長。因此，在安全生產(chǎn)日益重要的趨勢(shì)下，急需通過優(yōu)化工藝降低現(xiàn)有對(duì)硝基氯苯法生產(chǎn)n-甲基對(duì)硝基苯胺安全風(fēng)險(xiǎn)，解決現(xiàn)有n-甲基對(duì)硝基苯胺生產(chǎn)過程工藝過程風(fēng)險(xiǎn)高，反應(yīng)時(shí)間久的技術(shù)難題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了解決上述問題，本發(fā)明提供一種連續(xù)高效合成n-甲基對(duì)硝基苯胺的方法。

2、本發(fā)明的上述技術(shù)目的是通過以下技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn)的：一種連續(xù)高效合成n-甲基對(duì)硝基苯胺的方法，包括如下步驟：

3、s1、使用有機(jī)溶劑配制1-氟-4-硝基苯溶液，溶解溫度為25℃-90℃，攪拌溶解20min，過濾除雜，將1-氟-4-硝基苯溶液轉(zhuǎn)移至耐腐蝕容器a進(jìn)行保溫；

4、s2、使用有機(jī)溶劑配制甲胺溶液，將催化劑加入甲胺溶液中，控制溫度在25℃-50℃，將配制好的溶液轉(zhuǎn)移至耐腐蝕容器b中保溫；

5、s3、使用有機(jī)溶劑進(jìn)行排氣，確保微混合器、連續(xù)流反應(yīng)器內(nèi)無氣泡存在，利用輸送泵將物料從耐腐蝕容器a和耐腐蝕容器b以一定比例經(jīng)微混合器引入連續(xù)流反應(yīng)器內(nèi)，調(diào)節(jié)反應(yīng)器內(nèi)的溫度、壓力進(jìn)行反應(yīng)得到反應(yīng)液；

6、s4、反應(yīng)液流出后收集于耐腐蝕容器c中，所收集的反應(yīng)液經(jīng)過濾、有機(jī)溶劑洗滌、烘干得到粗產(chǎn)品n-甲基對(duì)硝基苯胺。

7、進(jìn)一步的，步驟s3中，反應(yīng)溫度為25℃-65℃，壓力為0-1mpa，反應(yīng)停留時(shí)間為1min-20min。

8、進(jìn)一步的，步驟s1中，有機(jī)溶劑為甲醇、n,n-二甲基甲酰胺、乙二醇、丙酮或乙酸乙酯中的一種或多種。

9、進(jìn)一步的，步驟s2中，有機(jī)溶劑為甲醇、乙二醇、丙酮或乙酸乙酯中的一種或多種。

10、進(jìn)一步的，步驟s2中，甲胺溶液的質(zhì)量濃度為10％-35％。

11、進(jìn)一步的，步驟s2中，催化劑的用量為1-氟-4-硝基苯質(zhì)量的0.2％-2％，其中，催化劑為銅、氯化銅、硫酸銅、氯化亞銅、氧化亞銅、碘化亞銅、碘化鉀或溴化鋰中的一種或多種。

12、進(jìn)一步的，步驟s3中，1-氟-4-硝基苯溶液與甲胺溶液的質(zhì)量比為1:1-1:10，1-氟-4-硝基苯與甲胺的摩爾比為1:1-1:20，微混合器為t型微混合器、y型微混合器或超聲微混合器。

13、進(jìn)一步的，步驟s3中，連續(xù)流反應(yīng)器的持液量為1ml-500ml，流量為0.1ml/min-250ml/min。

14、綜上所述，本發(fā)明具有以下有益效果：

15、1、本申請(qǐng)中，本發(fā)明提供了一種連續(xù)高效合成n-甲基對(duì)硝基苯胺的方法，本發(fā)明所述方法中，以1-氟-4-硝基苯和甲胺為原料配制溶液，在優(yōu)選的催化劑的作用下經(jīng)微混合器引入連續(xù)流反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行反應(yīng)制得高純度的n-甲基對(duì)硝基苯胺，合成方法簡單，安全性高，降低了反應(yīng)溫度和壓力，縮短了反應(yīng)時(shí)間，可有效地解決現(xiàn)有間歇釜式工藝反應(yīng)條件安全風(fēng)險(xiǎn)高、步驟繁瑣、反應(yīng)時(shí)間長等問題，實(shí)現(xiàn)了高效連續(xù)制備，提升了工藝過程的本質(zhì)安全度，具有良好的應(yīng)用前景；

16、2、本申請(qǐng)中，在制備1-氟-4-硝基苯溶液的過程中，關(guān)鍵步驟包括選擇合適的有機(jī)溶劑、控制溶解溫度以及攪拌溶解時(shí)間。首先，有機(jī)溶劑為甲醇、n,n-二甲基甲酰胺、乙二醇、丙酮或乙酸乙酯中的一種或多種，以上有機(jī)溶劑能夠與其相互溶解，以確保溶質(zhì)能夠充分溶解。溶解溫度為25℃-90℃之間，這個(gè)溫度范圍既不會(huì)過高導(dǎo)致溶劑或溶質(zhì)分解，也不會(huì)過低導(dǎo)致溶解效率低下。最后，攪拌溶解的時(shí)間設(shè)定為20min，這是為了確保溶質(zhì)能夠均勻分散在溶劑中，避免局部過濃或過稀的情況，同時(shí)也有助于加速溶解過程。完成溶解后，通過過濾操作可以去除不溶物或雜質(zhì)，進(jìn)一步純化溶液。

技術(shù)特征：

1.一種連續(xù)高效合成n-甲基對(duì)硝基苯胺的方法，其特征是，包括如下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種連續(xù)高效合成n-甲基對(duì)硝基苯胺的方法，其特征是：步驟s3中，反應(yīng)溫度為25℃-65℃，壓力為0-1mpa，反應(yīng)停留時(shí)間為1min-20min。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種連續(xù)高效合成n-甲基對(duì)硝基苯胺的方法，其特征是：步驟s1中，有機(jī)溶劑為甲醇、n,n-二甲基甲酰胺、乙二醇、丙酮或乙酸乙酯中的一種或多種。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種連續(xù)高效合成n-甲基對(duì)硝基苯胺的方法，其特征是：步驟s2中，有機(jī)溶劑為甲醇、乙二醇、丙酮或乙酸乙酯中的一種或多種。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種連續(xù)高效合成n-甲基對(duì)硝基苯胺的方法，其特征是：步驟s2中，甲胺溶液的質(zhì)量濃度為10％-35％。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種連續(xù)高效合成n-甲基對(duì)硝基苯胺的方法，其特征是：步驟s2中，催化劑的用量為1-氟-4-硝基苯質(zhì)量的0.2％-2％，其中，催化劑為銅、氯化銅、硫酸銅、氯化亞銅、氧化亞銅、碘化亞銅、碘化鉀或溴化鋰中的一種或多種。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種連續(xù)高效合成n-甲基對(duì)硝基苯胺的方法，其特征是：步驟s3中，1-氟-4-硝基苯溶液與甲胺溶液的質(zhì)量比為1:1-1:10，1-氟-4-硝基苯與甲胺的摩爾比為1:1-1:20，微混合器為t型微混合器、y型微混合器或超聲微混合器。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種連續(xù)高效合成n-甲基對(duì)硝基苯胺的方法，其特征是：步驟s3中，連續(xù)流反應(yīng)器的持液量為1ml-500ml，流量為0.1ml/min-250ml/min。

技術(shù)總結(jié)
本申請(qǐng)公開了一種連續(xù)高效合成N?甲基對(duì)硝基苯胺的方法，包括如下步驟：S1、使用有機(jī)溶劑配制1?氟?4?硝基苯溶液，攪拌溶解，過濾除雜后轉(zhuǎn)移至容器A進(jìn)行保溫；S2、使用有機(jī)溶劑配制甲胺溶液，加入優(yōu)選的催化劑，控制溫度在25℃?50℃，將配制好的溶液轉(zhuǎn)移至容器B中保溫；S3、使用有機(jī)溶劑進(jìn)行排氣，確保微混合器和連續(xù)流反應(yīng)器內(nèi)無氣泡存在，利用輸送泵將物料從容器A和容器B以一定比例經(jīng)微混合器引入連續(xù)流反應(yīng)器內(nèi)，調(diào)節(jié)反應(yīng)器內(nèi)的溫度、壓力進(jìn)行反應(yīng)得到反應(yīng)液；S4、反應(yīng)液流出后收集于容器C中，所收集的反應(yīng)液經(jīng)過濾、有機(jī)溶劑洗滌、烘干得到粗產(chǎn)品N?甲基對(duì)硝基苯胺。本申請(qǐng)有效解決了間歇釜式工藝安全風(fēng)險(xiǎn)高、步驟繁瑣、反應(yīng)時(shí)間長等問題。

技術(shù)研發(fā)人員：李新銳,袁熙,姜云婷,陳松,張鵬,楊曉明
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國兵器工業(yè)火炸藥工程與安全技術(shù)研究院
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19