本發(fā)明涉及有機合成領域,具體涉及一種化工中間體n-異丙基對氟苯胺的連續(xù)制備方法。
背景技術:
1、n-異丙基對氟苯胺是重要的化工中間體,用作重要除草劑氟噻草胺的關鍵中間體,決定氟噻草胺產(chǎn)品質(zhì)量。n-異丙基對氟苯胺的合成路線有多種,按照原料區(qū)分,包括對氟苯胺法和對氟硝基苯法:
2、(1)對氟苯胺和2-鹵代丙烷親核取代反應,該路線成熟,但需添加縛酸劑,產(chǎn)生大量廢水,而且對氟苯胺價格較高;
3、(2)對氟苯胺和丙酮還原胺化反應,該路線原子經(jīng)濟性很高,副產(chǎn)品只有水,但對氟苯胺價格較高,經(jīng)濟性較差。2010年,學者報道irbr3催化對氟苯胺和丙酮還原胺化反應制備n-異丙基對氟苯胺,甲酸作為還原劑(tetrahedron?letters,?2010,?51,?689-691)。2015年,學者報道sio2@fe3o4催化對氟苯胺和丙酮還原胺化反應制備n-異丙基對氟苯胺,硼氫化鈉作為還原劑(new?j.?chem.,?2016,?40,?2089-2101);
4、(3)對氟硝基苯和丙酮還原胺化反應,該路線原子經(jīng)濟性很高,副產(chǎn)品只有水,對氟硝基苯價格較低,經(jīng)濟性較好。專利報道鎳基催化劑、鉑炭催化對氟硝基苯和丙酮還原胺化反應制備n-異丙基對氟苯胺(cn107721948a、cn111072498a、cn113461558a)。
5、現(xiàn)有技術存在如下不足之處:現(xiàn)有n-異丙基對氟苯胺合成技術均為間歇攪拌釜式工藝,生產(chǎn)效率低,輔助時間長,難于進行自動化控制,不易保持每批質(zhì)量的穩(wěn)定。現(xiàn)有合成工藝使用的催化劑存在選擇性差、容易失活等問題。
技術實現(xiàn)思路
1、針對現(xiàn)有技術的不足,本發(fā)明提供一種n-異丙基對氟苯胺的連續(xù)制備方法,實現(xiàn)以下發(fā)明目的:
2、(1)實現(xiàn)n-異丙基對氟苯胺的連續(xù)制備;
3、(2)催化劑選擇性好,不易失活,連續(xù)使用3000小時后,催化劑的活性未下降。
4、本發(fā)明采取以下技術方案:
5、本發(fā)明公開了一種n-異丙基對氟苯胺的連續(xù)制備方法,使用固定床反應器,在生物碳負載的鈀催化劑的作用下,對氟硝基苯和丙酮在氫氣氣氛中進行還原胺化反應,得到n-異丙基對氟苯胺。
6、本發(fā)明的反應化學式為:
7、
8、上述技術方案中,固定床反應器中,在生物碳負載的鈀催化劑的作用下,對氟硝基苯和丙酮在氫氣氣氛中進行還原胺化反應,得到n-異丙基對氟苯胺;
9、上述技術方案中,使用固定床反應器,對氟硝基苯和丙酮的質(zhì)量比為0.1-1.5,優(yōu)選0.1-0.6;
10、上述技術方案中,載體為使用酵母菌作為熱解前體制備的生物碳,通過浸漬法負載鈀制備生物碳負載鈀催化劑,鈀為硝酸鈀和氯化鈀中的一種;鈀的負載量為1-10%,優(yōu)選1-5%;連續(xù)運行3000小時,催化劑的催化活性未見損失;
11、上述技術方案中,對氟硝基苯丙酮溶液的體積空速為0.1-50?h-1,優(yōu)選0.1-20?h-1。
12、上述技術方案中,氫氣的壓力為0.1-10mpa,優(yōu)選0.1-5mpa,氫氣流速為1-100ml/min,優(yōu)選5-80ml/min。
13、上述技術方案中,反應溫度為90-220℃,優(yōu)選100-200℃。
14、酵母菌熱解炭的制備過程:在惰性氣氛中,酵母菌干粉在600-1000℃溫度下熱解1-4h,優(yōu)選700-800℃,優(yōu)選1-2h;研磨成粉末,獲得酵母菌生物炭。惰性氣氛為氮氣或氬氣中的一種或二種以上;
15、以上述制備的酵母菌生物炭作為載體,采用浸漬法負載活性金屬,采用硼氫化鈉還原,獲得生物碳負載鈀催化劑。
16、與現(xiàn)有技術相比,本發(fā)明具有以下有益效果:
17、本發(fā)明首次使用固定床反應器,對氟硝基苯和丙酮發(fā)生還原胺化反應,實行n-異丙基對氟苯胺連續(xù)化生產(chǎn)工藝;連續(xù)運行3000小時,催化劑的催化活性未見損失(或下降)。催化劑穩(wěn)定性較優(yōu)。反應原料為對氟硝基苯和丙酮,n-異丙基對氟苯胺收率高達93%,反應條件溫和,易于工業(yè)化應用。
1.一種n-異丙基對氟苯胺的連續(xù)制備方法,其特征在于:固定床反應器中,在生物碳負載的鈀催化劑的作用下,對氟硝基苯和丙酮在氫氣氣氛中進行還原胺化反應,得到n-異丙基對氟苯胺;
2.根據(jù)權利要求1所述的n-異丙基對氟苯胺的連續(xù)制備方法,其特征在于:使用固定床反應器,對氟硝基苯和丙酮的質(zhì)量比為0.1-0.6。
3.根據(jù)權利要求1所述的n-異丙基對氟苯胺的連續(xù)制備方法,其特征在于:催化劑中鈀的質(zhì)量負載量為1-5%;
4.根據(jù)權利要求1所述的n-異丙基對氟苯胺的連續(xù)制備方法,其特征在于,所述對氟硝基苯和丙酮的混合溶液的體積空速為0.1-50?h-1。
5.根據(jù)權利要求1所述的n-異丙基對氟苯胺的連續(xù)制備方法,其特征在于:氫氣的壓力為0.1-5mpa;20?ml催化劑時,氫氣流速為1-100ml/min。
6.根據(jù)權利要求5所述的n-異丙基對氟苯胺的連續(xù)制備方法,其特征在于:氫氣的壓力為0.2-8mpa;20?ml催化劑時,氫氣流速為20-80?ml/min。
7.根據(jù)權利要求1-6任一項所述的n-異丙基對氟苯胺的連續(xù)制備方法,其特征在于:所述的反應溫度為100-200℃。
8.根據(jù)權利要求1所述的n-異丙基對氟苯胺的連續(xù)制備方法,其特征在于: