[发明专利]制备3,4-二氯苯胺的光催化方法

说明书

技术领域

本发明涉及有机物合成工艺方法，特别涉及一种光催化还原制备3，4-二氯苯胺的方法。 

背景技术

3，4-二氯苯胺(3，4-Dichloroaniline)是多种农药、医药、染料、颜料、精细化工产品的重要中间体，也是生物活性中间体，用途十分广泛。我国除草剂市场的大量原料需求，为3，4-二氯苯胺的广泛使用奠定了基础，因而开发该产品具有良好的市场前景。 

3，4-二氯苯胺常用的合成方法是3，4-二氯硝基苯还原法，一般可采用铁粉还原、催化加氢还原、硫化碱还原。铁粉还原法产生三废量大、污染严重；催化加氢还原法需高温、高压设备、对设备的耐压性、耐腐蚀性要求高、操作不安全因素较多；硫化碱还原法成本高、收率低、产生三废量大、污染严重。 

发明内容

针对上述技术中存在问题，本发明的目的是提供一种光催化还原制备3，4-二氯苯胺的方法，以达到环保、安全、高收率、低成本的目标。 

为实现上述目标，本发明采用的技术方案是提供了一种光催化还原制备3，4-二氯苯胺的方法，该方法包括以下步骤： 

(1)选择光催化反应器，反应器需设有进气、出气以及进出冷却水系统，且反应器壁需能够使波长小于387.5nm的紫外光透过，在所述光催化反应器中，装入有机溶剂，并将3，4-二氯硝基苯溶解于该有机溶剂中； 

(2)向步骤(1)得到的溶有3，4-二氯硝基苯的有机溶剂中加入固体粉 末状TiO₂作为催化剂，同时加入表面活性剂subwet159作为添加剂； 

(3)在惰性气体氮气氛围中，步骤(2)得到的溶解于有机溶剂中的3，4-二氯硝基苯和固体粉末状TiO₂催化剂进行暗吸附，暗吸附的时间是10min； 

(4)在惰性气体氮气氛围中，用紫外光照射步骤(3)装有3，4-二氯硝基苯和固体粉末状TiO₂催化剂的透光反应器，得到3，4-二氯苯胺。 

本发明的效果是该制备方法具有以下优势： 

(1)该制备方法绿色环保，具有良好的环境效益，符合绿色化学的基本原则。本方法从源头上预防并减少了污染物的产生，工艺中使用的催化剂和有机溶剂都能够回收循环使用，并且使用同种催化剂在改变反应条件后能够去除该制备工艺中产生的污染物，因此本制备方法产生和排放的污染物少，详见表1。 

表1环境污染评价项目结果 

(2)该制备方法安全无害。本方法采用高活性的催化剂，反应条件温和，整个制备过程最大限度地减少了意外事故的发生。 

(3)该制备方法产物收率高，符合清洁生产的基本原则。本方法使用的催化剂具有高选择性，反应副产物较少，最终产物3，4-二氯苯胺的收率高 达71.30％。 

(4)该制备方法以光能为能量源，单位产物成本低，具有良好的经济效益。 

附图说明

图1为本发明光催化还原制备3，4-二氯苯胺的实验装置图； 

图2为本发明实施例1的高效液相图。 

图中：1、光源    2、磁力搅拌器 

具体实施方式

结合实施例对本发明的光催化还原制备3，4-二氯苯胺的方法加以说明。 

本发明的光催化还原制备3，4-二氯苯胺的方法基于如下的发明思想：当用波长小于半导体禁带宽度的光照射作为催化剂的半导体时，半导体价带上的电子受激发跃迁至导带，在价带上产生空穴。导带电子有很强的还原能力，可使吸附在半导体表面的电子受体被还原，如导带电子可使吸附在半导体表面的芳香硝基物被还原，具体在本发明中是使吸附在TiO₂催化剂表面的3，4-二氯硝基苯还原为3，4-二氯苯胺。 

本发明的光催化还原制备3，4-二氯苯胺的方法的反应路线为： 

图1中本发明的光催化还原制备3，4-二氯苯胺的实验装置图，其中光源1为波长小于387.5nm的紫外光，进气为氮气，为保证反应器内气压稳定，设有出气管，因反应会释放热能导致反应器很热，故反应器采用进出冷却水 冷却降温，这也确保了本反应能量源是光能，而非热能。图2中实施例1的高效液相图，在惰性气体氮气氛围中，用波长小于387.5nm的紫外光照射装有溶解于无水甲醇中的3，4-二氯硝基苯和固体粉末状TiO₂催化剂的透明反应容器，总的照射时间为20h，其中a～d的照射时间分别为4，8，12，16h。