[发明专利]一种基于多级孔碳纤维负载相转移催化剂合成对硝基苯胺的方法

说明书

本发明公开了一种基于多级孔碳纤维负载相转移催化剂合成对硝基苯胺的方法，包括以下步骤：将聚乙烯醇、硼酸和去离子水混合加热搅拌处理，加入聚氨酯和聚四氟乙烯的混合水分散液，继续进行搅拌处理，制得纺丝胶液；将制得的纺丝胶液进行静电纺丝处理，制得的初生纤维干燥处理后进行煅烧，制得多孔碳纤维；将多孔碳纤维置于四丁基溴化铵溶液中，常温浸渍吸附，然后干燥处理，制得负载型催化剂；将对硝基氯苯和氨水加入到装有负载型催化剂的反应器内，升温搅拌反应，反应结束后冷却结晶处理，得到对硝基苯胺。该方法自制的具有多级孔结构的碳纤维负载相转移催化剂来氨解对硝基氯苯制备目标产品对硝基苯胺，操作简单，制得的产品纯度高，收率高。

技术领域

本发明涉及有机合成领域，具体涉及一种基于多级孔碳纤维负载相转移催化剂合成对硝基苯胺的方法。

背景技术

对硝基苯胺外观呈淡黄色针状结晶，易于升华。它是染料工业中较为重要的中间体，可直接用于合成偶氮染料中间体；可合成农药氯硝；是生产防老剂、光稳定剂、显影剂等的原料。

目前对硝基苯胺的合成方法主要采用乙酰苯胺硝化、水解的方法，也可用对硝基氯苯氨解的方法来制备。乙酰苯胺硝化、水解的方法周期较长，且生产过程中会产生大量的酸性废水和碱性废水，增加了废水处理成本。因此，对硝基氯苯氨解来制备对硝基苯胺得到广泛应用。以对硝基氯苯为原料，可采用高压釜间歇法生产，也可采用管道反应器连续化生产。反应时常采用对硝基氯苯和氨水混合在一定温度下、一定压力下来进行反应，也可加入相转移催化剂，在上述方法中虽然能制得高产率、高纯度的目标产品，但是相转移催化剂使用量较大，而且分离较困难。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：针对现有技术存在的不足，提供一种基于多级孔碳纤维负载相转移催化剂合成对硝基苯胺的方法，该方法自制的具有多级孔结构的碳纤维负载相转移催化剂来氨解对硝基氯苯制备目标产品对硝基苯胺，操作简单，制得的产品纯度高，收率高。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：

一种基于多级孔碳纤维负载相转移催化剂合成对硝基苯胺的方法，包括以下步骤：

(1)将聚乙烯醇、硼酸和去离子水混合加热搅拌处理，然后加入聚氨酯和聚四氟乙烯的混合水分散液，继续进行搅拌处理，制得纺丝胶液；将制得的纺丝胶液进行静电纺丝处理，制得的初生纤维干燥处理后进行煅烧，制得多孔碳纤维；

(2)将多孔碳纤维置于四丁基溴化铵溶液中，常温浸渍吸附1－2h，然后干燥处理，制得负载型催化剂；

(3)将对硝基氯苯和氨水加入到装有负载型催化剂的反应器内，升温搅拌反应，反应结束后冷却结晶处理，过滤，将过滤得到的固体干燥后，得到对硝基苯胺。

作为上述技术方案的优选，步骤(1)中，所述聚乙烯醇的分子量为80000－85000，所述聚乙烯醇、硼酸、聚氨酯、聚四氟乙烯的质量比为1：(0.002－0.003)：(1－2)：(1－2)。

作为上述技术方案的优选，步骤(1)中，所述混合加热搅拌处理的温度为85－95℃，时间为2－4h，所述继续搅拌处理的时间为2－4h。

作为上述技术方案的优选，步骤(1)中，所述静电纺丝时的进料速度为8.5－9.5ml/L，纺丝电压为22－23kV，针尖与纤维收集器的距离为17－18cm，纺丝时的温度为25±1℃，湿度为45±5％。

作为上述技术方案的优选，步骤(1)中，所述干燥处理的温度为270－290℃，时间为2－4h。

作为上述技术方案的优选，步骤(1)中，所述煅烧处理时的气氛为氮气气氛，升温时首先以10℃/min的速率升温至900℃，保温处理30min，然后以3℃/min的速率升温至1200℃，保温处理1－2h。