二硝基甲苯的绿色合成

利用纯硝酸替代硝硫混酸作为硝化剂制备二硝基甲苯,考察了摩尔配比、反应温度、反应时间等因素对硝化过程的影响。最佳条件为:硝酸与甲苯的摩尔比8/1,60℃下反应1h,得到二硝基甲苯收率达94%,其中2,4-与2,6-异构体比例为4.3/1。

二 硝基 甲苯 的 绿 色 合成

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文 章 编 号 :1 0 9 4 2 0 — 6 70 0 6—9 1( 01 0) 6 0 2 —3

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基 甲苯 的 绿 色 合 成

尚 雁, 王伯周, 叶志虎, 王友兵, 周杰文

( 安 近 代 化 学研 究 所 ,陕 西 西 安 7 0 6 ) 西 1 0 5 摘 要 : 用 纯 硝 酸 替 代 硝 硫 混 酸 作 为 硝 化 剂 制 备 二 硝 基 甲 苯 , 察 了摩 尔 配 比 、 应 温 度 、 应 时 问 等 因素 对 硝 化过 程 的 影 响 。 利 考 反 反

最 佳 条 件 为 : 酸 与 甲苯 的摩 尔 比 8 ,O c下 反应 1h 得 到 二 硝 基 甲苯 收 率 达 9 % , 中 2 , 一 2 ,一 构 体 比例 为 4 3 1 硝 门 6 C , 4 其 4与 6异 . /。

关 键 词 : 机 化 学 ; , 一 硝 基 甲 苯 ; 6 二 硝 基 甲苯 ; 色 硝 化 有 2 4二 2, 一 绿 中 图分 类 号 : J5 T5 ;06 2 文献标识码 : A DOI . 9 9 ji n 1 0 —9 1 2 1 . 6 0 4 :1 3 6 /. s . 0 69 4 . 0 0 . 0 0 s 0

时, 由于在反 应结 束后 混 酸 体 系 中 的硫 酸 浓 缩过 程 历

1 引 言

二 硝 基 甲 苯 ( NT 是 火 炸 药 和 火 工 品 制 造 业 制 D )

时 较 长 , 能 较 多 , 需 要 昂 贵 的仪 器 , 致 成 本 较 高 。 耗 且 导

采 用清 洁制造 工艺 , 尽量 从 源头上 减少 和消 除污染 , 提 高 反应转 化率 及选 择 性 , 硝 化 反 应 的必 然 趋 势 。国 是 外 报 道 了使 用 浓 硝 酸 硝 化 甲 苯 制 备 DN T的新 工

艺 , 程 中 不 添 加 硫 酸 及 其 他 非 极 性 有 机 溶 剂 , 酸 易 过 硝

备 T T的 重 要 中 问 体 , 是 生 产 甲 苯 二 异 氰 酸 酯 N 也

( DI的主要 原料 , T 是制 备 聚氨 酯 泡 沫 塑 料 的 T ) 而 DI

重 要 原 料 , 年 来 由于 聚 氨 酯 泡 沫 塑 料 的 各 种 优 良 性 近

能而得 到广泛 的应用 , 之成 为不 可缺少 的原 料之 一 。 使

对 于 T l 业 来 说 , 较 有 意 义 的 是 2, 一 2 D 工 比 4及 , 6 DN 一 T两 种 异 构 体 , 原 料 中 2 一 T 和 2,6 且 ,4 DN 一 DN T的 比例 不 同 , 生 产 的 T 也 不 同 所 Dl j :从 纯 2 , 4 DN 一 T二 硝 基 甲 苯 可 制 得 T I 0 由 含 8 % 2, 一 D 一0 ; 1 0 4 DN T与 2 % 2 6 DN 的 混 合 物 制 得 T 一0 0 , - T DI ;由 含 8

于 回收再 循环 使用 , 国内 尚无相 关研 究 , 有 以 N / 但 O, o, 系作 硝 化 剂制 备 2, 一 T的报 道 。 。我

国 的 体 4 DN 。

T T T 的 产 量 已 经 达 到 数 十 万 吨 , DN 的 需 求 N 、 Dl 对 T 不 断 增 加 , 研 究 对 我 国 DN 本 T实 现 清 洁 化 生 产 、 低 降 成本有 重要 实用 意义 。

本 研究 在文 献 [ ] 1 的基 础 上 , 合成 工艺 进行 了 2 对 改进 , 以浓硝 酸代 替 硝 硫 混 酸 ; 化 甲苯 得 到 2 4 二 硝 , -

硝 基 甲 苯 与 2 一 硝 基 甲 苯 ( c e ) 考 察 了不 ,6二 S h me1 ,

6 % 2, 一 T与 3 % 2, 一 T的混合 DN 5 4 DN 5 6 DN T可制 得 T 一5 DI 。在 甲苯 硝化制 备 DNT过 程 中得 到 的各 种 6

异 构 体 的 混 合 物 , 要 含 2, 一 T、 2, 一 T及 主 4 DN 与 6 DN 少 量 的 2 一2, 一3 4 和 3 一 T ,3 、 5 、 , 一 ,5 DN 。其 中 所 含 的 少量间位 二 硝基 甲苯 ( 2,3 、 ,5 、 ,4 和 3 一 一2 一3 一 ,5

同关键 因素对 反应 的影 响 , 化 了反应 条件 , 化产 物 优 硝

的收率 较文献 值有 较大 幅度 的提高 。

N 2 O

DN ) 通 过 与 无 水 亚 硫 酸 钠 或 氨 等 反 应 来 除 T 可 去 , 余为 2 4 与 2 6 DN , 进一 步采 用 乙醇 剩 , 一 , - T可

。或 减 压 蒸 馏 ¨ 分 离 2 , 一 2, 。 4和

N O2 2一 T . DN 4

和 硫 酸 联 合 结 晶

6 DNT这 两 种 异 构 体 。 反 应 中 所 产 生 的 废 酸 可 用 硝 一 酸 镁 法 回 收 。

S hem e 1 c

目前 , T工 业 生 产 多 采 用 硝 疏 混 酸 硝 化 甲 苯 的 DN 方 法 制 备 , 得 产 物 2 4 DN 所 , 一 T和 2 ,6 一 T 比 例 不 DN

2 实 验 部 分

2 1 试 剂 与 仪 器 . 试 剂 :甲 苯 , 津 市 福 晨 化 工 厂 , 析 纯 ;浓 硝 天 分

酸 ,7 。 9%

理想 , 且产 生 大 量 废 酸 , 收 困难 , 成 环 境 污染 ; 回 造 同

收稿 日期 : 0 - 9 0 修 回 日期 : 0 O 1 一 1 2 1 0 — 6; 0 2 1 一 O 2

作 者简 介 :尚雁 ( 9 4一), , 理 工 程 师 , 要 从 事 含 能 材 料 合 成 及 18 女 助 主 应 用 研 究 。 e mal y n j @ y h o c m. n — i a x u a o .o c : t

仪 器 : 日本 岛 津 GC 1 A 型 高 效 气 相 色 谱 仪 ; 一7

CHI E E J RN .OF E RG I N S OU A1 , NE ET G MAT RI S E AL

含 能材 料

21 0 0年 第 1 8卷 第 6期 ( 2 . 2 ) 6 76

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二硝基甲苯的绿色合成

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