电解还原制备间氨基苯酚

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电有机合成采用电子为试剂,具有条件温和,选择性好,副反应少,产率高等特点。当前电化学已经成为实现绿色化学的重要手段之一,在许多有机合成中得到应用。间氨基苯酚是一种重要的有机化工中间体。目前我国生产间氨基苯酚所采用的工艺技术落后,产生大量的三废,污染环境。而采用电化学方法制备间氨基苯酚,该法收率高、污染小、成本低,因此具有广阔的工业化前景。 虽然电化学有机合成的研究工作非常多,但电化学法合成间氨基苯酚却鲜见报道。本论文采用两种方法对其进行了研究。以恒电位和恒电流法制备间氨基苯酚,通过循环伏安扫描寻找合适的电极材料和电解质溶液。我们研究了电极,电解槽,隔膜,底物浓度,支持电解质,反应温度等条件对产率的影响。找出最佳还原条件,提高了反应的产率及电流效率。 1 恒电位法 用间硝基苯酚恒电位电化学还原合成了间氨基苯酚(MAP)。用铜作工作电极,石墨作辅助电极,甘汞电极为参比电极,采用H型电解槽,研究了碳酸钠电解液中间硝基苯酚电解合成MAP过程中电解质浓度、底物浓度、电位、温度、通电量等因素的影响。反应的最佳条件为0.2mol/L的碳酸钠,间硝基酚的浓度0.014mol/L,电位在-0.95V,温度控制在40℃,通以理论电量,得到的最高产率为80.2%。 2恒电流法 以间硝基苯磺酸钠为原料,研究了电解合成间氨基苯磺酸反应的最佳条件。在循环伏安法扫描的基础上,首先,在以铜为工作电极、铅为辅助电极,在H型电解槽中,探讨了电解液浓度、底物浓度、电解温度、控制电流和通电量等因素对恒电流电解的产率的影响,从中找出电解反应进行的最优条件。在电解实验中,获得的最高产率为90.6%。接着,我们对电解槽进行了放大,在流动型电解槽中,以铅电极为工作电极,钌合金电极为对电极,电解产率为96.49%。然后利用电解产物间氨基苯磺酸,通过碱熔合成间氨基苯酚,产率可达80.16%。 本文重点讨论了通过恒电流法还原间硝基苯磺酸制备间氨基苯磺酸,然后碱熔制备间氨基苯酚。本方法与传统方法相比,虽然没有完全实现绿色化,但已有摘要较大的改进。特别是采用电化学方法电解还原间硝基苯磺酸制备间氨基苯磺酸,实验过程符合绿色化学的要求,能耗低,间氨基苯磺酸收率高,质量好,生产成本低廉,环境污染少,且符合工业化电解生产要求,具有较大的实用价值和社会经济效益。
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