本發(fā)明涉及催化劑的制備及應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種應(yīng)用于新型trinder's試劑原料—苯胺類衍生物的n-乙基化催化劑及n-乙基苯胺衍生物的制備方法。

背景技術(shù)：

新型trinder's試劑是高水溶性苯胺衍生物，被廣泛用于診斷檢測和生化試驗。在比色法測定過氧化氫活性中比常規(guī)生色的試劑具有若干優(yōu)勢。新型trinder’s試劑足夠穩(wěn)定，既可以用于溶液也可以用于試驗流水線檢測系統(tǒng)中。在過氧化氫和過氧化物酶的存在下，新型trinder’s試劑在與4-氨基安替比林(4-aa)或3-甲基苯并噻唑砜腙(mbth)的氧化偶合反應(yīng)過程中，形成非常穩(wěn)定的紫色或藍色染料，現(xiàn)廣泛應(yīng)用于葡萄糖、酒精、?；?輔酶a和膽固醇等的測定。因此，開發(fā)相關(guān)trinder's試劑使用的苯胺類原料綠色環(huán)保安全的生產(chǎn)工藝，具有明顯的經(jīng)濟效益潛力。trinder's試劑中使用的苯胺類衍生物有：3,5-二甲基苯胺、3-甲基苯胺、3-甲氧基苯胺、3,5-二甲氧基苯胺。

傳統(tǒng)的n-乙基化反應(yīng)如乙?；蠼饘贇浠镞€原；或者與酮或醛生成schiff堿，再經(jīng)ni/h2或甲酸還原。以鹵代乙烷為n-乙基化試劑的反應(yīng)過程中，苯胺與鹵代乙烷反應(yīng)是不可逆的連串反應(yīng)，所得的產(chǎn)物同時含有單取代產(chǎn)物、雙取代產(chǎn)物和原料，再通過精餾的方式，分離出單取代產(chǎn)物。以乙醛為n-乙基化試劑的反應(yīng)過程中，苯胺與乙醛加成形成羥基胺，進一步脫水形成亞胺，最后經(jīng)催化加氫得到n-乙基化產(chǎn)物。前述方法均存在操作步驟復(fù)雜，產(chǎn)生大量的副產(chǎn)物，產(chǎn)物收率低等問題。雖然近年有rannyni應(yīng)用于乙基化領(lǐng)域，但反應(yīng)過程中生產(chǎn)的水會抑制反應(yīng)的進行，導(dǎo)致原料難以轉(zhuǎn)化完全。目前工業(yè)生產(chǎn)n-乙基苯胺類產(chǎn)品常規(guī)方法為苯胺與乙醇、苯胺與氯乙烷、以酸或堿為催化劑，高溫高壓制備得到含苯胺、n-乙基苯胺和二乙基苯胺的混合物，再經(jīng)精餾分離得到n-乙基苯胺類產(chǎn)品。前述工業(yè)生產(chǎn)方法存在著生產(chǎn)過程需要高溫高壓，對設(shè)備要求高、生產(chǎn)周期長、有副產(chǎn)物、分離困難、酸堿使用量大等問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供了一種n-乙基化催化劑及應(yīng)用該催化劑制備n-乙基苯胺衍生物的方法。

一種n-乙基化催化劑，其制備方法如下：

將原料鎳鹽、銅鹽、鈷鹽和錳鹽(鎳元素：銅元素：鈷元素：錳元素的投料摩爾比例為3.30～3.40：3.20～3.30：1.10～1.20：1.00)加入到水中，再加入上述四種鹽中金屬元素總質(zhì)量5-6倍的活性炭或氣相三氧化二鋁作為負載體，攪拌使體系充分分散；然后用過量氨水堿化；干燥，氫氣還原，得干催化劑；為防止催化劑自燃，向干催化劑中加水保存，優(yōu)選的，加入與干催化劑等質(zhì)量的水浸潤混合，得到含水50％的n-乙基化催化劑。

優(yōu)選的原料為氯化鎳、氯化錳、氯化鈷和氯化銅。

應(yīng)用該催化劑制備n-乙基苯胺衍生物，具體步驟如下：

將制備得到的催化劑、苯胺衍生物和乙醇投入反應(yīng)釜中，78-85℃反應(yīng)4-10小時，tlc中控原料反應(yīng)完全為止，反應(yīng)完全后冷卻反應(yīng)液，濾出催化劑并回收催化劑，將反應(yīng)液減壓濃縮成油狀物，油狀物經(jīng)減壓蒸餾，得到n-乙基苯胺衍生物，收率98.0-99.2％，hplc純度99.3-99.5％；

所述苯胺衍生物為3,5-二甲基苯胺、3-甲基苯胺、3-甲氧基苯胺或3,5-二甲氧基苯胺；

所述苯胺衍生物和乙醇摩爾比為1:(2-5)；

所述催化劑用量(以干重計)為苯胺質(zhì)量的2.5％-10％。

與現(xiàn)有工藝相比，本發(fā)明的優(yōu)點和有益效果在于：

制備得到的n-乙基化催化劑，生產(chǎn)過程綠色環(huán)保、經(jīng)濟安全；催化劑可重復(fù)使用或添加部分新催化劑與回收的催化劑合用；本發(fā)明的n-乙基化催化劑用于n-乙基化反應(yīng)，對設(shè)備要求低；生產(chǎn)效率高；產(chǎn)品質(zhì)量好；收率高。

具體實施方式

下面通過具體的實施例對本發(fā)明做進一步的詳細說明，以下實施例不應(yīng)理解為對本發(fā)明請求保護范圍的限制。

以下實施例中所用濃氨水的質(zhì)量百分比濃度為25％-28％。

實施例1：一種n-乙基化催化劑的制備方法，其步驟如下：

將15g無水氯化鎳、15g無水氯化銅、5g無水氯化鈷、5g一水氯化錳溶于1000g水中，加入100g活性炭粉末(比表面積1000±300m²/g，300目)，充分攪拌，形成均勻分散體系。攪拌下滴加濃氨水200ml，水浴濃縮至干，將固體剩余物置于管式爐中，在400℃，用體積比為5:95的h2/ar還原4小時，混合氣氣流速度50ml/min，得到118.07g干催化劑(ni：5.75％，cu：6.01％，co：1.62％，mn：1.92％，活性炭：84.70％)；完全冷卻后，加入脫氣超純水118.07g充分浸潤，攪拌分散成均勻的濕固體，即為含水50％的催化劑c1。

實施例2：一種n-乙基化催化劑的制備方法，其步驟如下：

將15g無水氯化鎳、15g無水氯化銅、5g無水氯化鈷、5g一水氯化錳溶于1000g水中，加入100g氣相三氧化二鋁粉末(比表面積100±15m²/g，1000目)，充分攪拌，形成均勻分散體系。攪拌下滴加濃氨水200ml，水浴濃縮至干，將固體剩余物置于管式爐中，在400℃，用體積比為5:95的h2/ar還原4小時，混合氣氣流速度50ml/min，得到118.07g干催化劑(ni：5.75％，cu：6.01％，co：1.62％，mn：1.92％，三氧化二鋁：84.70％)；完全冷卻后，加入脫氣超純水118.07g充分浸潤，攪拌分散成均勻的濕固體，即為含水50％的催化劑c2。

實施例3：n-乙基-3,5-二甲基苯胺的制備

將121.1g(1mol)3,5-二甲基苯胺、6.2g催化劑c1、92g(2mol)無水乙醇加入到反應(yīng)釜中，78-83℃回流反應(yīng)4小時后，tlc中控反應(yīng)進度直至原料反應(yīng)完全，合計反應(yīng)時間10小時，關(guān)閉加熱。冷卻反應(yīng)液，過濾，固體剩余物為可回收的催化劑，催化劑收集后保存在水中備用。將濾液50℃減壓濃縮，得到150.1g油狀物，hplc分析(島津lc-10a，色譜柱：supelcodiscoveryc-18；1ml/min，甲醇：水＝60:40)n-乙基-3,5-二甲基苯胺99.3％，n,n-二乙基-3,5-二甲基苯胺0.3％。經(jīng)減壓蒸餾，得到148.0gn-乙基-3,5-二甲基苯胺，收率99.2％。¹hnmr(400mhz，cdcl3)：6.39(m，1h)，6.27(m，2h)，3.37(br，1h)，3.06(q，2h)，2.22(m，6h)，1.18(t，3h)。

實施例4：n-乙基-3,5-二甲基苯胺的制備

將121.1g(1mol)3,5-二甲基苯胺、3g新催化劑c1、實施例3中回收的全部催化劑c1、148.3g(3.22mol)無水乙醇加入到反應(yīng)釜中，78-83℃回流反應(yīng)4小時后，tlc中控反應(yīng)進度直至反應(yīng)完全，合計反應(yīng)時間10小時，關(guān)閉加熱。冷卻反應(yīng)液，過濾，固體剩余物為可回收的催化劑，催化劑收集后保存在水中暫存?zhèn)溆?。將濾液50℃減壓濃縮，得到150.1g油狀物，hplc分析(島津lc-10a，色譜柱：supelcodiscoveryc-18；1ml/min，甲醇：水＝60:40)n-乙基-3,5-二甲基苯胺99.3％，n,n-二乙基-3,5-二甲基苯胺0.3％。經(jīng)減壓蒸餾，得到148.0gn-乙基-3,5-二甲基苯胺，收率99.2％。¹hnmr(400mhz，cdcl3)：6.38(m，1h)，6.26(m，2h)，3.36(br，1h)，3.05(q，2h)，2.21(m，6h)，1.16(t，3h)。

實施例5：n-乙基-3-甲基苯胺的制備

將107.1g(1mol)3-甲基苯胺、21.5g催化劑c1、230g(5mol)無水乙醇加入到反應(yīng)釜中，78-83℃回流反應(yīng)4小時后，tlc中控反應(yīng)進度直至原料反應(yīng)完全，合計反應(yīng)時間5小時，關(guān)閉加熱。冷卻反應(yīng)液，過濾，固體剩余物為可回收的催化劑，催化劑收集后保存在水中暫存?zhèn)溆?。將濾液50℃減壓濃縮，得到135.2g油狀物，hplc分析(島津lc-10a，色譜柱：supelcodiscoveryc-18；1ml/min，甲醇：水＝60:40)n-乙基-3-甲基苯胺99.5％，n,n-二乙基-3-甲基苯胺0.2％。經(jīng)減壓蒸餾，得到133.1gn-乙基-3-甲基苯胺，收率98.5％。¹hnmr(400mhz，cdcl3)：7.09(t，1h)，6.50(m，1h)，6.39(m，1h)，6.28(t，1h)，3.33(br，1h)，3.08(m，2h)，2.25(s，3h)，1.18(t，3h)。

實施例6：n-乙基-3-甲氧基苯胺的制備

將123.1g(1mol)3-甲氧基苯胺、20.0g催化劑c2、148.3g(3.22mol)無水乙醇加入到反應(yīng)釜中，78-83℃回流反應(yīng)4小時后，tlc中控反應(yīng)進度直至原料反應(yīng)完全，合計反應(yīng)時間6小時，關(guān)閉加熱。冷卻反應(yīng)液，過濾。將濾液50℃減壓濃縮，得到150.1g油狀物，hplc分析(島津lc-10a，色譜柱：supelcodiscoveryc-18；1ml/min，甲醇：水＝60:40)n-乙基-3-甲氧基苯胺99.3％，n,n-二乙基-3-甲氧基苯胺0.3％。經(jīng)減壓蒸餾，得到148.0gn-乙基-3-甲氧基苯胺，收率98.0％。¹hnmr(400mhz，cdcl3)：7.12(t，1h)，6.33(m，1h)，6.27(m，1h)，6.23(t，1h)，3.81(s，3h)，3.64(br，1h)，3.15(q，2h)，1.26(t，3h)。

實施例7：n-乙基-3,5-二甲氧基苯胺的制備

將153.0g(1mol)3,5-二甲氧基苯胺、20.0g催化劑c2、230g(5mol)無水乙醇加入到反應(yīng)釜中，78-83℃回流反應(yīng)4小時后，tlc中控反應(yīng)進度直至原料反應(yīng)完全，合計反應(yīng)時間6小時，關(guān)閉加熱。冷卻反應(yīng)液，過濾。將濾液50℃減壓濃縮，得到181.4g油狀物，hplc分析(島津lc-10a，色譜柱：supelcodiscoveryc-18；1ml/min，甲醇：水＝60:40)n-乙基-3,5-二甲氧基苯胺99.3％，n,n-二乙基-3,5-二甲氧基苯胺0.3％。經(jīng)減壓蒸餾，得到179.8gn-乙基-3,5-二甲氧基苯胺，收率99.1％。¹hnmr(400mhz，cdcl3)：6.43(m，1h)，6.21(m，2h)，3.75(m，6h)，3.64(br，1h)，3.15(q，2h)，1.26(t，3h)。