[发明专利]一种N-氰乙基苯胺的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于精细化学品合成技术领域，具体涉及一种N-氰乙基苯胺的制备方法。

背景技术

N-氰乙基苯胺是一种重要的精细化工原料和中间体，可用于染料、农药等精细化工中间体的合成，如用于合成N-氰乙基-N-苄基苯胺、N-乙基-N-氰乙基苯胺和N-氰乙基-N-乙酰氧乙基苯胺等，它们被广泛用于分染料、农药等的合成。

传统的N-氰乙基苯胺的合成主要是采用盐酸、醋酸、硫酸、ZnCl₂、FeCl₃、CuCl₂、Cu₂Cl₂和蒙脱土作催化剂，反应后结晶分离得N-氰乙基苯胺。现在国内厂家都采用水作介质，合成方法基本上参照瑞士嘉基公司申请的美国专利文献US3231601。目前N-氰乙基苯胺的合成方法因选择的催化剂不同主要有两种：一种是以醋酸和氯化锌作催化剂，N-氰乙基苯胺的收率一般为94%～95%，纯度一般为95%～96%，反应时间短但产生的废水COD值高，而且母液套用若干次后产品纯度有所下降，不适合继续套用生产；一种是以盐酸和氯化锌作催化剂，N-氰乙基苯胺的收率一般为90%～93%，纯度一般为93%～95%，虽然产生的废水COD值有所降低，但反应时间延长，而且母液套用若干次后产品纯度也下降，反应时间延长，不适合继续生产。虽然也有只以三氯化铝为催化剂合成N-氰乙基苯胺的报道，但报道中并未涉及对母液套用的研究。

目前有关N-乙基苯胺合成的报道主要有以下两个：公开号为CN101307011A的专利文献公开了一种N-乙基-N-氰乙基苯胺的制备方法，其中在第一步缩合反应中，公开了N-乙基苯胺的制备方法，即由苯胺与乙醇在催化剂的作用下，反应生成N-乙基苯胺和N，N-二乙基苯胺，经精馏分离后，得到纯N-乙基苯胺。公开号为CN102241606A的专利文献公开了一种N-氰乙基苯胺的清洁生产方法，以苯胺、丙烯腈为原料，在盐酸和氯化锌的催化下，合成N-氰乙基苯胺；反应结束后，在分离水层后的混合物中添加碳酸氢钠回收丙烯晴，在回收丙烯晴后的混合物中鼓入水蒸气蒸馏，蒸馏后加入纯碱或碳酸氢钠，搅拌均匀后得到N-氰乙基苯胺；从蒸馏产生的馏出物回收苯胺和N-氰乙基苯胺，同反应中产生的水一起回收再利用。该方法根据N-氰乙基苯胺的实际应用出发，减少产物中苯胺的含量，以消除对N-氰乙基苯胺后续应用的不利影响，并且减少生产中高浓度废水的排出量，反应步骤设计合理，有效达到清洁生产的目的。但在以上两种工艺中，随着母液套用次数的增加，由于不断补加所需醋酸或盐酸而使得母液水量增大，此时母液不适合继续套用而需要处理排放，另外，采用水蒸气蒸馏苯胺同样会产生大量不可回用的废水，环境污染比较大；同时无机盐积累不断增多，反应时间逐渐延长，N，N-二氰乙基苯胺含量逐渐增加，不适合继续反应。

发明内容

本发明提供了一种N-氰乙基苯胺的制备方法，该方法目标产物的选择性高，减少了副产物N,N-二氰乙基苯胺的生成，且产生的母液可循环套用，降低了环境污染。

一种N-氰乙基苯胺的制备方法，包括：

（1）将氯化氢水溶液、三氯化铝、季铵盐、以及苯胺和丙烯腈混合，升温到80～100℃进行加成反应；所述的盐酸水溶液中氯化氢与三氯化铝的摩尔比大于4:1；

（2）加成反应完成后，油水分离，有机相回收丙烯腈，后冷却、过滤，得到固体为N-氰乙基苯胺产品；得到的滤液做如下处理：向滤液中通入氯化氢气体，直至滤液中氯化氢的质量百分比含量满足步骤（1）中盐酸水溶液中氯化氢的质量百分比含量要求，将滤液返回至步骤（1）中作为盐酸水溶液套用。

步骤（1）中，三氯化铝在水中容易水解形成碱式氯化铝，而碱式氯化铝本身具有吸附、凝聚、沉淀等性能，容易导致体系中的苯胺凝聚，使得苯胺的溶解性进一步降低，导致反应无法顺利进行。加入氯化氢水溶液，增加了体系中氯离子的含量，可大大抑制碱式氯化铝的形成。由于氯化铝中，氯离子与铝离子的摩尔比为3:1，为保证抑制效果，加入的盐酸水溶液中氯离子的摩尔量与氯化铝的摩尔量之比一般需要大于4:1。实验表明，作为优选的方案，所述的盐酸水溶液中氯化氢与三氯化铝的摩尔比为15～25:1。