N-metil-anilin, általános jellemzője, használatra, ipari és laboratóriumi módszerek előállítására
Előállítására szolgáló eljárások az N-metil-anilin és
3.1 Laboratóriumi módszerek előállítására N-metil-anilin
Amikor melegítjük ammónium-halogenidek alkoholokkal függően reaktáns arány a primer, szekunder vagy tercier aminok előállítása. Alkilezésével anilin általában jelenlétében végezzük a savak, alkoholok, és a keveréket a N-alkil-és N, N-dialkil-anilineket:
Ismeretes, hogy a folyamat a reduktív alkilezés metanollal nitrobenzol bevételt két egymást követő szakaszban, az első, amely a hidrogénezési nitrobenzol anilinné, és a második - anilin metilezés N-metil-anilin. Hőmérsékleteken 180-220oS és atmoszferikus nyomáson N-metil-anilin képződik, a hozam 95-97%.
Az alkilezési aromás aminok fogása csapadékot jellemzően tartalmaz jelentős mennyiségű kiindulási amin-sók, és az oldatot alkilezett amin, lépő további reakcióhoz egy alkil-halogeniddel. Az ilyen nehézségeket le lehet küzdeni, legalábbis bizonyos mértékig elektromosan vezetőnek alkilezési jelenlétében anyagok kötődni képes galoidozodorod képződött, például karbonát vagy hidrogén-karbonát egy alkálifém-só. Ahhoz, hogy A szekunder amin izolálása, valamint a fenti eljárások általában, kivéve néhány speciális esetekben, hogy képesek a szekunder aminok, nitrozaminokká. Amikor helyreállítása nitrozaminok ón és sósav vagy hevítve, az ásványi savakkal kapott tiszta szekunder aminok.
Egy másik módja, amelyben a lehetséges szekunder aminok lényegesen jobb kitermeléssel kapjuk, képességén alapul számos fém-származékok, így például a szubsztituált amidok RCONHR reagálnak alkil-halogenidek. A alkilezési terméket kapjuk hidrolízisével a szekunder amin
Erre a célra célszerű használni acetaniliden és homológjai. Továbbá, alkalmazni, és formil-származékot az aromás primer aminok, és a primer aminok aril-szulfonil-származékok.
A aminok alkilezésével az is lehetséges, hogy di-alkil-szulfátok. Azonban, általában, ez a módszer korlátozza a kereskedelmi forgalomban kapható dimetil-szulfátot. Alkilezésével ezt a folyamatot végezzük indiferentnom oldószerben, vagy oldószer jelenlétében vizes alkálifém, az utóbbi módosítás van szélesebb körű alkalmazása. Ehelyett a dialkil-éterek is alkalmazhatók aril-szulfonsavak. Alkoholok reagálnak a sók a primer aromás aminok, kb, 200 ° alkotnak mono- és dialkilarilaminov. A metil-anilin elegyét 180 ° C hőmérsékletű 55 rész anilin-hidroklorid és 16 tömegrész metil-alkoholt. Laboratóriumi körülmények között is lehet használni jód-katalizátor. Még aktív katalizátor ebben a reakcióban a keveréke réz porított nátrium-bromid vagy egy keverék réz- és nátrium-halogenid sói szekunder aminok is előállíthatók redukcióval. Ezt a reakciót úgy hajtjuk végre, elektrolitikus úton, az intézkedés cinkport és vizes nátrium-hidroxiddal alkoholos közegben vagy hangyasav.
Egy másik érdekes Eljárás szekunder aminok azometin alapján a kölcsönhatás alkil-jodidok, a vegyületek képződnek, amelyek a víz hozzáadásával, vagy alkohol osztott szekunder amint és az aldehidet.
Metil-anilin, kálium-hidroxid fölött, desztillált atmoszférában tiszta nitrogén vagy argon, és felett tároljuk nátrium-védőgáz alatt. Előfrakció elöntjük, mivel ez tartalmazza a nyomokban jelenlévő nedvességet. Metil-anilin is általános képletű anilint dimetil-karbonáttal jelenlétében zeolit K-Y-180 ° C hőmérsékleten tiszta metil-anilin nagyon nehéz készíteni alkilezésével anilin, ez magyarázza a nagyon magas költségek képest metil anilin vagy dimetil-anilin.
Összefoglalva, bemutatunk két szintézis eljárás N-metil-anilin laboratóriumi használatra (ábrák 1,2).
1. módszer 10 g fenilkarbilamina feloldunk 90 g amil-alkoholhoz hozzáadunk 6 g fém nátrium és erőteljesen forraljuk egy lombikban csatlakoztatott visszafolyató hűtővel, mindaddig, amíg nem az összes nátrium reagált. Szaga izonitrilkomplex ezután már nem érzett. A reakcióelegyet keverjük, sósavval, a vizes réteget meglúgosítjuk, és dietil-éterrel extraháljuk. Hozam metil-anilin, amelynek forráspontja 187-191 ° 7 ml (1. ábra).
Synthesis, hogy visszaállítsuk az atomos hidrogén fenilkarbilamina C6 H5 NC hogy izonitril. Atomos hidrogén keletkezik pillanatában izolációs közötti reakcióban amil (pentánsav) fémnátrium és az alkohol.
Oldhatóság N-metil-anilint a vizes fázisban kicsi, ezért csaknem teljesen átalakul az éteres fázist, egy alkohol és alkoholát ilyen körülmények vannak a vizes fázist. Az éteres és a vizes fázisokat elválasztjuk egymástól elválasztó tölcsérbe (3. ábra). Ezután az éteres oldatot, mint a több illékony komponenst vákuumban ledesztilláljuk 45 ° C-on (4. ábra).
3.2 Ipari eljárásokat ismertet az N- metil-anilin
Anilin és N-metil-anilint széles körben használják az ipari szerves szintézisekben. Jelenleg több száz eljárások azok előállítására, össze egy sor monográfiák. Oroszországban, a legtöbb felhasznált anilin előállítására N-metil-anilin - magas oktánszámú adalékanyag motorbenzin.
Az iparban, mono- és diszubsztituált aikilanilinek alkilezésével állítjuk elő anilin és alkoholok folyékony fázisban hőmérsékleten 170-280 ° C, nyomás legfeljebb 10 MPa; katalizátorok - ásványi savak, jellemzően HC1, H 2SO 4. H, PO4; Ni-t vagy a gőzfázisban hőmérsékleten 300-350 Q C; katalizátorok - A12 O3. Al2 O3 -Fe2 O3. alumínium-szilikátok, sói Ru, valamint alkilezés alkil-halogenidekkel, folyékony fázisban hőmérsékleten 180-250 ° C, nyomás 4 MPa. A készítmény aránya az elegyet kiigazított mennyiségeket az anilin és egy alkilezőszerrel. Az elegyet elválasztjuk,: 1) desztillációval vákuumban; ahol a diszubsztituált tisztított szennyeződések monoszubsztituált anilin és összekapcsoljuk az utóbbi HCOOH vagy ftálsavanhidrid; 2) azeotróp desztillációval etilénglikollal.
Minthogy a metanol előállított N-metil-anilint 96% -os hozammal jelenlétében réz-alumínium-katalizátor. Ha a reakciót olyan hőmérsékleten végezzük, 230 ° C felett, részleges metilezés a sejtmagban. Is vizsgáltuk a reakció alacsony nyomáson gázfázisban a különböző katalizátorok jelenlétében. A legjobb eredményeket akkor kapjuk, a alumínium-oxid jelenlétében, de az is megfigyelhető a nucleus részleges alkilezés. A jó hozammal lehet végrehajtani, N-metilezéssel metanollal anilin jelenlétében magnézium-oxid.
A katalizátor aktív alumínium. Hatékony katalizátorok előállítására N-metil-anilint a gáz fázis oxidok réz, bárium, titán, és a króm. Ez a katalizátor hozamot biztosít, körülbelül 96% 100 üzemóra, majd regeneráció szükséges (átadásával keveréke levegő és gőz 250-380 ° C) és azt követő helyreállítási metanol gőz.
A gázfázisú az aktív alumínium-anilint reagáltatnak dimetil-éter, így N-metil- és N, N-dimetil-származékok.
Egy folyékony fázisú eljárást hajtjuk végre 180-200 ° C, a nyomás legfeljebb 3 MPa mólarányban anilin: metanol: H2 SO4 = 1: 1,6: 0,1. A gőzfázis eljárást végzik jelenlétében egy heterogén katalizátor, amelynek működési ciklusát, hogy 250ch. Ezen eljárások hátránya, - a frekvencia, az alacsony hozam és a minőség N-metil-anilin, nagy mennyiségű hulladék, alacsony katalizátor élettartama, alacsony környezeti és ökológiai paraméterek.
A tudományos bázisok heterogén katalitikus szintézis folyamatára, N-metil-anilin, a réztartalmú katalizátor, amely katalizátor a NTC-4 vetette fel először, amelynek az összetételében 54% CuO, 11,0% ZnO, 14,0% Cr2 03 és 19,5 A12 03%.
Talált egy új módszert ismerteti az N-metil-anilin alkalmazásával egy olyan új katalizátor-rendszer NTK-4, amely atmoszferikus nyomáson a hőmérséklet-tartományban 190-220 ° C-on, adott sebességgel metanollal tápláljuk 0,15ch 2,0 mól / kgkt és mólarányú anilin. metanolban. hidrogén = 1: 1,2-2: 2-8 konverziója anilin és az N-metil-anilin 89-90%.
A folyamat szolgál az N-metil-anilin megvalósított ipari méretű „Volzhsky Orgsintez”. Kísérletileg megerősítette, hogy a reakció a metanol és anilint a felszínen a STC-4 katalizátor átáramlik a formaldehid képződése lépés, amely a sebességkorlátozó.
monomethylaniline termelés szerint végezzük a következő séma szerint:
- Alkilezése Anilin metanollal
Benzol, nitro-benzol és az anilin nagy termelt vegyi anyagok, így a termelési monomethylaniline lehetséges, hogy gondoskodjon bármely áramkör szakaszok.
A folyamat a hidrogénezés nitrobenzolt anilinné végezzük áramban keringetett hidrogén a következő körülmények között (3. táblázat).
3. táblázat feltételei szintézis N-metil-anilin
Ilyen körülmények között a (4. táblázat) érjük lépésenkénti átalakításával anilin 96,0- 99,0% és a kitermelés monomethylaniline (N-metil-anilin) van 95,0-98,5% a konvertált anilin. Hozam mellékterméket N, N-dimetil-anilin, nem haladja meg a 5,0%.
Ezeket a folyamatokat végezzük csőreaktorban. A elválasztására a reakció termékek alkalmazásával szakaszos vagy folyamatos desztilláló oszlopok hatékonysága 25-30 elméleti tányérszám.
Egy lehetséges előállítási sémája N-metil-anilint meglévő finomítókban folyamatábra mutatja (5. ábra). Mivel a korlátozás a benzol koncentrációja benzin, ez a folyamat lehet tekinteni alternatív módszerek e kérdés a szelektív hidrogénezését benzol vagy benzol-tartalmú frakció a hidroizomerizáló metilciklohexán.
A mechanizmus a folyamat leírható a következő séma szerint:
5. ábra folyamatábra szintézis eljárás N-metil-anilin
Katalizátor - mednohromovy kapcsolati STC-4 folyamatosan működtethető, regenerálás nélkül 2 év. A konverziós foka anilin 96-99%, a szelektivitást az N-metil-anilin 95-98,5% hozam-N, N-dimetil-anilin 2,5-3%.
N-metil-anilin, a kémiai jellege a legegyszerűbb példa az aromás zsírsav szekunder aminok. Olajos sárga átlátszó folyadék, sötétítő hatása alatt a légköri oxigén világosbarna, tartós súlyos kellemetlen szagú aromás aminovegyületek. Könnyen feloldjuk szerves oldószerekben, zsírok, benzin, alkohol, benzol, aceton, éter, kloroform. Gyenge víz (1. táblázat).
N-metil-anilint használunk kiindulási anyagként és egy közbenső szerves szintézis intermedierként festékek, polimerek, herbicidek, mint oldószer szintézis gyógyszerek, stabilizátorok robbanógyapot porok, készítmények előállítására többcélú adalékanyag benzinek (hogy növelje az oktánszám). Nitrálása N-metil-anilint állítunk elő nitrálóelegyet tetril - robbantási ügynök gyutacs és detonátor köztes.
1 Általános jellemzők N-metil-anilin 3
1.1 Fizikai tulajdonságok és alkalmazása N-metil-anilin 3
1.2 Műszaki N-metil-anilin 4
Környezeti szempontok 1.3 elő N-metil-anilin 6
2 elméleti alapjai szintézisének aromás aminok 7
2.1 aminezés benzolgyűrű 8
2.1.1 Helyettesítés a halogén-amin 8
2.1.2 cseréje a hidroxil-amin 10
2.1.3 ammonolízisét éterek és észterek 11
2.1.4 arilezési primer és szekunder aminok 11
2.2 reakciója aromás aminok 12
2.2.1 Aromás aminok alkilezését 13
2.2.2 Jellemzők N-alkilezési anilin 14
2.2.3 Alkilezés alkoholok 14
2.2.4 alkilezése 16 alkil-halogenidekkel
2.2.5 Alkilezés észterek 16
2.2.6 Az anilin aldehidekkel 16
2.2.7 alkilezésével primer és szekunder aminok 17
2.3 Hasítás aminok 18
A reduktív aminálást 2,4 19
3 előállítására szolgáló eljárások az N-metil-anilin 21
3.1 Laboratóriumi módszerek előállítására N-metil-anilin 21
3.2 Ipari kinyerésére szolgáló eljárásokat az N-metil-anilin 24
3.3 tudományos fejlődés a szintézis N-metil-anilin
28
Irodalom 33