[发明专利]一种由甲苯一步合成甲基苯胺用催化剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于芳香烃氨化反应合成，具体为一种由甲苯一步合成甲基苯胺用催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

甲基苯胺是一种重要的有机化工原料，在医药、染料、橡胶等行业中具有广泛的应用。近年来，其需求不断增长。传统的甲基苯胺合成方法，如硝基甲苯还原法(Journal of Catalysis191(2000)：467～473)、甲基苯酚氨化法(US Patent 3272865)以及卤代甲苯氨化法(CatalysisToday 37(1997)：121～136)等，这些合成路线工艺复杂，原子利用率低，且副产物多、易产生大量对环境有毒有害物质，不符合绿色合成化学思想和可持续发展战略的需要。而中国专利CN 1706808A提出以氨水为氨化剂、美国专利US Patent 3919155、US Patent 6933409B1以氨气为氨化剂，均可以直接由甲苯合成甲基苯胺。该方法简化了工艺，提高了反应的原子利用率，但甲基苯胺收率较低。

近年来，US Patent 2401525、US Patent 2585355报道以羟胺为氨化剂，可以使芳香烃发生氨化反应生成对应的芳香烃胺化物。但是，多数报道集中在苯与羟胺盐反应合成苯胺的反应(Journal of Catalysis 245(2007)：446～455，Applied Catalysis A：General 351(2008)：59～67，Catalysis Letters 54(1998)：125～128，Catalysis Today 81(2003)：319～328，和Chinese ChemicalLetters 20(2009)238～240等)。对于甲苯的氨化反应，仅有为数不多的几篇报道。

Kuznetsova等人对甲苯的氨化反应进行了研究(Journal of Molecular Catalysis A：Chemical 161(2000)：1～9)，所选用的催化剂为Na₄PW₁₁O₃₉Fe(H₂O)、V₂O₅/TiO₂和Pd-V₂O₅/SiO₂。以Na₄PW₁₁O₃₉Fe(H₂O)为均相催化剂时，甲基苯胺收率为20％，但是该催化剂的制作方法繁琐，反应后催化剂不易于产物分离，且催化剂的回收再利用比较困难。而采用负载型催化剂V₂O₅/TiO₂和Pd-V₂O₅/SiO₂时，甲基苯胺收率分别为25％和26％，且这些含V₂O₅的非均相催化剂，制作方法简单、有利于催化剂和产物分离；但也存在一些不足的地方：如催化剂的使用量大，该负载型催化剂与原料硫酸羟胺的重量比高达1∶1.6，催化剂的活性较低；而且，所用溶剂中含有H₂SO₄，反应后需要使用NaOH中和处理反应液，从而产生大量的废水；另外，由于溶剂中含有H₂SO₄，易造成活性组份钒从V₂O₅/TiO₂和Pd-V₂O₅/SiO₂上溶脱，这影响了催化剂的回收和再利用，而且活性组份的溶脱对产物的分离及环境都会产生不良的影响。