一種5-硝基-2氨基苯酚的生產(chǎn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及氨基苯酚生產(chǎn)工藝技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種5-硝基-2氨基苯酚的生產(chǎn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]2 -氨基-5 -硝基苯酚(簡稱ANP)是合成染料、醫(yī)藥、農(nóng)藥等的重要中間體，用途較廣，用它合成的染料有數(shù)十種，如酸性染料、分散染料、溶劑染料及皮革染料等，是一種很有發(fā)展前途的染料中間體，但與此同時，安全和污染問題卻越來越令人擔憂，生產(chǎn)2 -氨基-5 -硝基苯酚的傳統(tǒng)工藝落后、流程長、收率低、三廢量大，難以治理，如對硝基苯胺法:[I]需經(jīng)重氮化、羥胺化及水解中和三步，原料消耗大，步驟長，操作繁雜，收率低，僅為36%，產(chǎn)生大量難以治理的三廢，因而許多生產(chǎn)廠家紛紛停產(chǎn)或關(guān)閉，鄰氨基苯酚_尿素法:[2]就是一種成本低、危險性小、產(chǎn)率高、三廢相對少的合成方法。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)的鄰氨基苯酚-尿素法，在硝化反應(yīng)步驟中，利用I，2-二氯乙烷做溶劑進行硝化，安全系數(shù)低，成本較高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了解決上述存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種5-硝基-2氨基苯酚的生產(chǎn)方法，以克服現(xiàn)有技術(shù)中設(shè)置過程繁瑣，操作難度大，成本高、安全系數(shù)低的技術(shù)問題，具體的技術(shù)方案為:
一種5-硝基-2氨基苯酚的生產(chǎn)方法，其特征在于:包括以下步驟；
步驟一:將鄰氨基苯酚、尿素和質(zhì)量分數(shù)為48%的硫酸溶液加入到250ml的三口圓底燒瓶中，攪拌并加熱，升溫至110-135°C，同時將濃硫酸在3小時內(nèi)滴加到250ml的三口圓底燒瓶中，繼續(xù)加熱攪拌，直到混合物的PH= 3-4，然后加入200ml水，再降溫至100°C，冷卻至室溫，洗滌、抽濾、干燥，得到苯并口惡唑酮環(huán)合物；
步驟二:將步驟一得到的苯并口惡唑酮環(huán)合物和酸性咪唑離子液體一起加入到250ml的三口圓底燒瓶中充分混合，然后將事先混合好的質(zhì)量分數(shù)為65%的硝酸滴加到所述250ml的三口圓底燒瓶中，在溫度為35-45°C的條件下反應(yīng)2小時后停止加熱，冷卻至室溫，經(jīng)洗滌、抽濾、干燥后得6 -硝基苯并口惡唑酮；
步驟三:將步驟二得到的6 -硝基苯并口惡唑酮加入到250ml的三口圓底燒瓶中，然后加入質(zhì)量分數(shù)為10-25%的氫氧化鈉溶液，攪拌并加熱，緩慢升溫至95°C，并保溫2小時，反映結(jié)束后冷卻至室溫，用鹽酸調(diào)節(jié)混合物的PH=6-7，然后洗滌、抽濾、干燥，得到5-硝基-2氨基苯酚產(chǎn)品。
[0005]優(yōu)選的:所述步驟二中，所述使用的離子液體為酸性咪唑離子液體、氯化鋁離子液體或四氟硼酸鹽離子液體。
[0006]優(yōu)選的:所述步驟二中，所述使用的離子液體為酸性咪唑離子液體效果最好。
[0007]優(yōu)選的:所述步驟一當中，將鄰氨基苯酚、尿素和質(zhì)量分數(shù)為48%的硫酸溶液加入至Ij250ml的三口圓底燒瓶中，攪拌并加熱，升溫至120-125°C，同時將濃硫酸在3小時內(nèi)滴加到250ml的三口圓底燒瓶中，繼續(xù)加熱攪拌，直到混合物的PH= 3-4，然后加入200ml水，再降溫至100°C，冷卻至室溫，洗滌、抽濾、干燥，得到苯并口惡唑酮環(huán)合物。
[0008]優(yōu)選的:所述步驟二中，在溫度為40°C的條件下反應(yīng)2小時后停止加熱，冷卻至室溫，經(jīng)洗滌、抽濾、干燥后得6 -硝基苯并口惡唑酮。
[0009]優(yōu)選的:在步驟三中，將步驟二得到的6 -硝基苯并口惡唑酮加入到250ml的三口圓底燒瓶中，然后加入質(zhì)量分數(shù)為15%的氫氧化鈉溶液，攪拌并加熱，緩慢升溫至95°C，并保溫2小時，反映結(jié)束后冷卻至室溫，用鹽酸調(diào)節(jié)混合物的PH=6-7，然后洗滌、抽濾、干燥，得到
5-硝基-2氨基苯酚產(chǎn)品。
[0010]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比所取得的技術(shù)效果為:
在步驟一中，介質(zhì)對環(huán)合反應(yīng)的影響:在環(huán)合反應(yīng)中有大量的氨氣生成，及時移走可促使該反應(yīng)正向移動，用硫酸作介質(zhì)來吸收反應(yīng)中生成的氨氣，取代傳統(tǒng)工藝的氯苯作溶劑，使反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率明顯提尚，廣品收率基本穩(wěn)定在97%以上，因此進彳丁關(guān)環(huán)反應(yīng)時，用硫酸比用氯苯效果好，一是經(jīng)濟，二是污染小。
[0011]步驟二中，硝化反應(yīng)的影響因素:芳烴的硝化反應(yīng)是精細有機合成中極為常見的重要單元反應(yīng)，影響硝化反應(yīng)的因素很多，如被硝化物的結(jié)構(gòu)、硝化劑、反應(yīng)介質(zhì)、溫度及攪拌情況等，應(yīng)注重提高硝化反應(yīng)的效率、選擇性、原料利用率及減少三廢等，此次苯并口惡唑酮環(huán)合物和離子液體(離子液體可以為酸性咪唑離子液體、氯化鋁離子液體或四氟硼酸鹽離子液體的一種，實驗數(shù)據(jù)表明使用酸性咪唑離子液體時候的效果最好)直接在硝酸中硝化，與之前的需要加入1，2 -二氯乙烷進行硝化相比，安全系數(shù)較之前高很多，更加環(huán)保。
[0012]溫度的影響:硝化反應(yīng)是強放熱反應(yīng)，溫度改變，不僅影響硝化反應(yīng)速度和硝化異構(gòu)產(chǎn)物的生成比例，而且若溫度過高會引起多硝化、氧化等副反應(yīng)，有時還會使硝酸劇烈分解產(chǎn)生二氧化氮氣體，嚴重污染環(huán)境。
[0013]攪拌的影響:該硝化反應(yīng)為非均相反應(yīng)，只有充分攪拌，使兩相物料接觸增加，才能提高傳熱效率，盡快使大量活潑的硝化劑分散，以免造成危險。
[0014]相比的影響:相比是指混酸與被硝化物的質(zhì)量比，對于上述的非均相硝化反應(yīng)，尤其是反應(yīng)初始階段，適當增加相比有利于提高傳熱效率，使反應(yīng)平穩(wěn)進行。
[0015]硝酸比的影響:硝酸比是指硝酸與被硝化物的物質(zhì)的量的比，對于不活潑的被硝化物一般需硝酸過量w( HNO 3 )= 10%?20%，自從70年代絕熱硝化法問世以來，逐步采用被硝化物過量代替?zhèn)鹘y(tǒng)的硝酸過量法，從而降低了物耗、能耗及三廢。
[0016]堿性水解:水解反應(yīng)受溫度影響比較明顯，溫度高，水解效果好，溫度基本控制在95°C，否則會有副反應(yīng)發(fā)生，水解反應(yīng)中所用的堿應(yīng)該用強堿，強堿的濃度不宜太大，否則也會發(fā)生副反應(yīng)。該實驗采用氫氧化鈉溶液w( NaOH) = 15%。
【附圖說明】
[0017]圖1表明本發(fā)明步驟一得到苯并口惡唑酮的主要基團紅外特征吸收峰。
[0018]圖2表明本發(fā)明步驟一得到的苯并口惡唑酮的紅外光譜圖。
[0019]圖3表明本發(fā)明步驟二得到5-硝基苯并口惡唑酮主要官能團特征吸收峰。
[0020]圖4表明本發(fā)明步驟二得到的5-硝基苯并口惡唑酮的紅外光譜圖。
[0021 ]圖5表明本發(fā)明步驟三得到5-硝基-2氨基苯酚主要官能團特征吸收峰。
[0022]圖6表明本發(fā)明步驟三得到的5-硝基-2氨基苯酚的紅外光譜圖。
【具體實施方式】
[0023]下面通過具體的實施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案作進一步具體的說明。
[0024]本發(fā)明根據(jù)下述實施例做進一步的描述，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以明了的是，下述實施例對本發(fā)明僅僅起到說明的作用，在不背離本發(fā)明精神的前提下，對本發(fā)明所做的任意改進和替代均在本發(fā)明保護的范圍之內(nèi)。
[0025]實施例1:一種5-硝基-2氨基苯酚的生產(chǎn)方法，包括以下步驟；
步驟一:將22g鄰氨基苯酚、16g尿素和1ml質(zhì)量分數(shù)為48%的硫酸溶液加入到250ml的三口圓底燒瓶中，攪拌并加熱，升溫至110°C，同時將54ml的濃硫酸在3小時內(nèi)滴加到250ml的三口圓底燒瓶中，繼續(xù)加熱攪拌，直到混合物的PH=3，然后加入200ml水，再降溫至100°C，冷卻至室溫，洗滌、抽濾、干燥，得到26.6g苯并口惡唑酮環(huán)合物產(chǎn)品，收率為97.8%；
步驟二:將步驟一得到的27.2g苯并口惡唑酮環(huán)合物和20ml的酸性咪唑離子液體一起加入到250ml的三口圓底燒瓶中充分混合，然后將事先混合好的10.5ml的質(zhì)量分數(shù)為65%的硝酸滴加到所述250ml的三口圓底燒瓶中，在溫度為35°C的條件下反應(yīng)2小時后停止加熱，冷卻至室溫，經(jīng)洗滌、抽濾、干燥后得6-硝基苯并口惡唑酮34.4g，產(chǎn)品收率為94.4%;
步驟三:將步驟二得到的27.3g的6-硝基苯并口惡唑酮加入到250ml的三口圓底燒瓶中，然后加入10ml的質(zhì)量分數(shù)為10%的氫氧化鈉溶液，攪拌并加熱，緩慢升溫至95°C，并保溫2小時，反映結(jié)束后冷卻至室溫，用鹽酸調(diào)節(jié)混合物的PH=6，然后洗滌、抽濾、干燥，得到5-硝基-2氨基苯酚產(chǎn)品20.3g，產(chǎn)品收率為84.4%。
[0026]實施例2:—種5-硝基-2氨基苯酚的生產(chǎn)方法，包括以下步驟；
步驟一:將22g鄰氨基苯酚、16g尿素和1ml質(zhì)量分數(shù)為48%的硫酸溶液加入到250ml的三口圓底燒瓶中，攪拌并加熱，升溫至135 0C，同時將濃硫酸在3小時內(nèi)滴加到250ml的三口圓底燒瓶中，繼續(xù)加熱攪拌，直到混合物的PH=4，然后加入200ml水，再降溫至100°C，冷卻至室溫，洗滌、抽濾、干燥，得到26.6g苯并口惡唑酮環(huán)合物產(chǎn)品，收率為98.7% ；
步驟二:將步驟一得到的苯并口惡唑酮環(huán)合物和氯化鋁離子液體一起加入到250ml的三口圓底燒瓶中充分混合，然后將事先混合好的質(zhì)量分數(shù)為65%的硝酸滴加到所述250ml的三口圓底燒瓶中，在溫度為45 0C的條件下反應(yīng)2小時后停止加熱，冷卻至室溫，經(jīng)洗滌、抽濾、干燥后得6-硝基苯并口惡卩坐酮；
步驟三:將步驟二得到的6-硝基苯并口惡唑酮加入到250ml的三口圓底燒瓶中，然后加入質(zhì)量分數(shù)為25%的氫氧化鈉溶液，攪拌并加熱，緩慢升溫至95 V，并保溫2小時，反映結(jié)束后冷卻至室溫，用鹽酸調(diào)節(jié)混合物的PH=7，然后洗滌、抽濾、干燥，得到5-硝基-2氨基苯酚產(chǎn)品O
[0027]實施例3:—種5-硝基-2氨基苯酚的生產(chǎn)方法，包括以下步驟；
步驟一:將22g鄰氨基苯酚、16g尿素和1ml質(zhì)量分數(shù)為48%的硫酸溶液加入到250ml的三口圓底燒