专利名称：改性凹土催化合成一硝基甲苯的方法
技术领域：
本发明属于一种有机中间体的催化合成技术，特别是一种改性凹土催化合成一硝基甲苯的方法。
背景技术：
催化反应是指通过催化剂改变反应物的活化能，改变反应物的化学反应速率，而反应前后催化剂自身的量和质均不发生改变的反应。催化剂在化学合成领域应用十分广泛，尤其对于有机化合物的合成具有十分重要的意义。一硝基甲苯作为一种重要的有机中间体原料，在染料、医药、农药等诸多行业有广泛用途。传统的一硝基甲苯生产以混酸(浓硫酸和浓硝酸)硝化工艺为主，存在设备工艺复杂、能耗高、污染严重、成本高等缺点。近年来，催化合成技术在一硝基甲苯合成领域发挥了重要作用，例如过渡金属复合物、Ti02/S042_，Ti02-Zr02/S042_固体酸、ZSM分子筛、离子液体等催化剂引起了很多关注，但是这些催化剂同样存在一些问题，如成本高、寿命短、稳定性差、效率低等。
发明内容
本发明的目的在于提供一种改性凹土催化合成一硝基甲苯的方法，工艺简单，生产成本低。本发明的技术解决方案为首先，采用质量浓度65%_98%的浓硝酸在常温磁力搅拌的情况下对凹土进行12h-48h的浸泡，经过滤洗涤、室温干燥，得改性凹土催化剂；其次， 在容器中加入甲苯和改性凹土催化剂，常温机械搅拌，逐滴加入质量浓度90%-95%的浓硝酸，通过循环水冷却控制反应温度为50°C-55°C，lh-2h反应完成；最后，将反应产物依次进行碱洗、分离、水洗，得黄色一硝基甲苯，改性凹土催化剂干燥后循环使用；其中，甲苯与浓硝酸的质量体积比是1 :1_2，改性凹土催化剂加入量为甲苯质量的6-18%。本发明与现有技术相比，其显著优点其一、改性凹土催化剂价格低廉，制备过程简易，生产成本很低；其二、该反应合成一硝基甲苯的产率高，甲苯和硝酸的转化率高；其三、改性凹土催化剂代替了常规的硫酸，一硝基甲苯的生产工艺大为简化，无需进行硫酸回收浓缩；其四、改性凹土催化剂可以推广应用于其它芳香类化合物的催化合成。
具体实施例方式下面结合具体实施例进一步说明本发明的技术解决方案，这些实施例不能理解为是对技术方案的限制。实施例1 依以下步骤催化合成一硝基甲苯
步骤1 将20g凹土加入到烧杯中，随后加入40ml的质量浓度65%浓硝酸，常温磁力搅拌48h，经过滤洗涤、常温干燥，得改性凹土催化剂；
步骤2 称取30g甲苯倒入三口烧瓶中，加入1. 8g改性凹土催化剂，常温机械搅拌，1滴/秒逐滴加入质量浓度90%的浓硝酸45ml，通过循环水冷却控制反应温度为50°C，Ih反应完成；
步骤3 将反应产物依次进行碱洗、分离、水洗，得黄色一硝基甲苯，改性凹土催化剂干燥后循环使用。实施例2 依以下步骤催化合成一硝基甲苯
步骤1 将20g凹土加入到烧杯中，随后加入40ml的质量浓度81. 5%浓硝酸，常温磁力搅拌30h，经过滤洗涤、常温干燥，得改性凹土催化剂；
步骤2 称取30g甲苯倒入三口烧瓶中，加入3. 6g改性凹土催化剂，常温机械搅拌，1. 5 滴/秒逐滴加入质量浓度92. 5%的浓硝酸45ml，通过循环水冷却控制反应温度为52. 5°C, 1. 5h反应完成；
步骤3 将反应产物依次进行碱洗、分离、水洗，得黄色一硝基甲苯，改性凹土催化剂干燥后循环使用。实施例3 依以下步骤催化合成一硝基甲苯
步骤1 将20g凹土加入到烧杯中，随后加入40ml的质量浓度98%浓硝酸，常温磁力搅拌12h，经过滤洗涤、常温干燥，得改性凹土催化剂；
步骤2 称取30g甲苯倒入三口烧瓶中，加入5. 4g改性凹土催化剂，常温机械搅拌，2滴 /秒逐滴加入质量浓度95%的浓硝酸60ml，通过循环水冷却控制反应温度为55°C，2h反应完成；
步骤3 将反应产物依次进行碱洗、分离、水洗，得黄色一硝基甲苯，改性凹土催化剂干燥后循环使用。
权利要求
1.改性凹土催化合成一硝基甲苯的方法，其特征在于该合成方法包括以下步骤首先，采用质量浓度65%-98%的浓硝酸在常温磁力搅拌的情况下对凹土进行12h-48h的浸泡，经过滤洗涤、室温干燥，得改性凹土催化剂；其次，在容器中加入甲苯和改性凹土催化剂，常温机械搅拌，逐滴加入质量浓度90%-95%的浓硝酸，通过循环水冷却控制反应温度为 50°C-55°C, lh-2h反应完成；最后，将反应产物依次进行碱洗、分离、水洗，得黄色一硝基甲苯，改性凹土催化剂干燥后循环使用；其中，甲苯与浓硝酸的质量体积比是1 :1_2，改性凹土催化剂加入量为甲苯质量的6-18%。
全文摘要
本发明公开了一种改性凹土催化合成一硝基甲苯的方法，该合成方法包括以下步骤首先，采用质量浓度65%-98%的浓硝酸对凹土进行12h-48h的浸泡，过滤洗涤，室温干燥，得改性凹土催化剂；其次，在容器中加入甲苯和改性凹土催化剂，常温机械搅拌，1-2滴/秒逐滴加入质量浓度90%-95%的浓硝酸，通过循环水冷却控制反应温度为50oC-55oC，1h-2h反应完成；最后，将反应产物依次进行碱洗、分离、水洗，得黄色一硝基甲苯，改性凹土催化剂干燥后循环使用。本发明的改性凹土催化剂价格低廉，制备过程简易，生产成本低，一硝基甲苯的产率高，一硝基甲苯的生产工艺简化，无需进行硫酸回收浓缩。
文档编号C07C201/08GK102391127SQ201110279209
公开日2012年3月28日 申请日期2011年9月20日 优先权日2011年9月20日
发明者万金方, 付伟忠, 季红军, 王廷峰, 董云 申请人:江苏淮河化工有限公司