[发明专利]一种N，N-二甲基对苯二胺的合成方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种N，N-二甲基对苯二胺的合成方法，特别是涉及一种以水合肼为原料，CuO/C为催化剂反应制备N，N-二甲基对苯二胺的方法。

背景技术

N，N-二甲基对苯二胺主要用于染料、农药和显影剂的生产，还可用于合成固化剂，也是测定钒的试剂。传统的生产路线是以N，N-二甲苯胺为原料，先进行亚硝化，再用锌粉还原所得。传统的硝基还原有: (1) 金属还原，理论上，一切金属凡是电动势处于氢以上的都可以与供质子剂。如酸、醇、水、氨等，在一定条件下用作还原剂，常用的金属如碱金属、碱土金属、第三族的铝、第四族的锡、第八族的铁等，在芳香硝基化合物的还原中工业上多用铁屑。但由于铁粉还原法排出大量含卤苯胺废水，以及废渣的处理十分困难，从环境保护以及减轻劳动强度出发，基本已被加氢还原或其它还原法取代。(2) 硫化碱还原，在硫化碱还原中应用较普遍的是Na₂S，NaHS和Na₂S₂，其反应产物均为Na₂S₂O₃。此反应需在高压下进行，且所用催化剂昂贵，废水处理比较麻烦。(3) 催化加氢法还原硝基化合物，此方法在中性条件下进行的，因此对那些带有在酸性或碱性条件下易水解的基团的化合物，可用此法还原，但这种方法对仪器设备要求高，既要加压设备，又要求仪器密闭，操作要求严格。另外，催化氢化法的还原选择性较差，当硝基化合物分子中含有其他易被氢化的基团，也不能采用此法。(4) 金属氢化物亦能还原硝基化合物。这种方法在还原过程中，氰基、卤素、酯基、碳-碳双键等的存在，都不受影响，但是还原试剂价格较贵，不易得到。(5) CO/H₂O还原法是以羰基钌或铑作为催化剂，在碱性溶液中反应，但CO还原制备芳胺的方法需要大量的催化剂，且催化剂容易失活。

发明内容

本发明的目的是提供一种N，N-二甲基对苯二胺的合成方法，它使用水合肼来提供氢电子进行还原，避免了高压反应的危险，条件温和，便于操作，对环境无污染。

为达到目的本发明采用以下技术方案：

一种如式（Ⅰ）所示的N，N-二甲基对苯二胺的合成方法，所述的方法为：在质子极性溶剂中，在催化剂CuO/C的存在下，如式（Ⅱ）所示的对硝基-N，N-二甲基苯胺与水合肼在20～100℃下搅拌反应，TLC跟踪至反应完全，通常反应时间为1~20小时，反应结束后反应液后处理制得如式（Ⅰ）所示的N，N-二甲基对苯二胺；所述如式（Ⅱ）所示的对硝基-N，N-二甲基苯胺、水合肼的物质的量比为1：1~5；所述催化剂CuO/C是以C为载体，负载CuO为活性组分的催化剂，其中CuO的负载量为8~10%。                                                

 所述催化剂CuO/C与对硝基-N，N-二甲基苯胺的质量比为1:5~15。

所述催化剂CuO/C中CuO的负载量优选为8%。

所述质子极性溶剂为下列一种或两种以上任意比例的混合：水、甲醇或乙醇，优选乙醇。

所述质子极性溶剂的体积用量以对硝基-N，N-二甲基苯胺的物质的量计为1～10 mL/mmol。

所述反应液后处理方法为：反应结束后，反应液过滤，取滤液浓缩除去溶剂，取浓缩物用乙酸乙酯与石油醚以体积比1:2混合的混合溶剂重结晶得产物N，N-二甲基对苯二胺。

所述对硝基-N，N-二甲基苯胺、水合肼的物质的量比优选为1：2。

较为具体的，本发明所述的N，N-二甲基对苯二胺化合物的合成方法推荐按以下步骤进行：在质子极性溶剂中，在催化剂CuO/C的存在下，如式（Ⅱ）所示的对硝基-N，N-二甲基苯胺与水合肼在20～100℃下搅拌反应，TLC跟踪至反应完全，通常反应时间为1~20小时，反应结束后反应液过滤，取滤液浓缩除去溶剂，取浓缩物用乙酸乙酯与石油醚以体积比1:2混合的混合溶剂重结晶得产物N，N-二甲基对苯二胺；所述如式（Ⅱ）所示的对硝基-N，N-二甲基苯胺、水合肼的物质的量比为1：1~5；所述催化剂CuO/C中CuO的负载量为8%，所述催化剂CuO/C与对硝基-N，N-二甲基苯胺的质量比为1:5~15。

本发明所述催化剂CuO/C可按以下方法自制得到：