介紹

4-硝基鄰苯二甲腈的英文全稱為4-Nitrophthalonitrile，別名包括1,2-二氰基-4-硝基苯、4-硝基鄰苯二腈、4-硝基鄰苯二甲酸酐和對(duì)硝基鄰苯二甲腈。它的分子式是C8H3N3O2。外觀通常呈現(xiàn)為類白色的結(jié)晶粉末。

圖一 4-硝基鄰苯二甲腈

應(yīng)用

4?硝基鄰苯二甲腈是一種高效、低毒、廣譜的農(nóng)藥中間體，也是一種高級(jí)染料的中間體，廣泛用于農(nóng)藥、顏料和染料等行業(yè)。

合成

目前，4?硝基鄰苯二甲腈較多的是通過4?硝基鄰苯二甲酰胺合成，但該合成路線較繁瑣，且合成所得產(chǎn)物的純度低，且難于提純，也可采用4?硝基鄰苯二甲酸合成目標(biāo)產(chǎn)品，但該反應(yīng)成本較高，且有大量“三廢”產(chǎn)生，不適合工業(yè)化生產(chǎn)。因此，亟需一種工藝簡單、生產(chǎn)成本低、可連續(xù)化生產(chǎn)的合成方法。

權(quán)于[1]提出一種合成4-硝基鄰苯二甲腈的方法。先是合成二氧化硅負(fù)載的五氧化二釩的催化劑，再由該催化劑催化4?硝基鄰二甲苯得到產(chǎn)品。

第一步：分別緩慢將8.0g五氧化二釩和20.2g含量85％的磷酸溶解在120g草酸水溶液(含草酸35g)中，得到混合液I，將混合液I置于85℃恒溫水浴中，向混合液I中加入2.5g三氧化鉻，再加入4.0g氯化鎳，3.2g硝酸鈷，攪拌0.5h，得到混合液II；準(zhǔn)備50g粒度為50目的硅膠，并將硅膠預(yù)熱至90℃；將混合液II加入到硅膠中，攪拌均勻，得到混合物，將混合物置于20℃下靜置16h；靜置完畢后放置在馬弗爐中進(jìn)行焙燒，首先將馬弗爐逐步升溫至300℃，進(jìn)行預(yù)焙燒2h，然后升溫至650℃，保溫6h，保溫結(jié)束后冷卻至室溫，得到催化劑。所得催化劑載體為二氧化硅 ，活性組分中原子比組成為V1.0Cr0.28X1.99Y0.35Z0.31O11.94。測得催化劑的平均粒徑為100目。

第二步：將110g催化劑裝入到 高600mm的玻璃流化床反應(yīng)器中；將4?硝基鄰二甲苯通過計(jì)量泵，與空氣和氨氣在混合器中進(jìn)行混合，在混合過程中，對(duì)混合器進(jìn)行加熱，加熱到230℃，然后將混合物通入玻璃流化床反應(yīng)器中。其中，4?硝基鄰二甲苯、氨氣和空氣的混合氣按照摩爾比為1：15:40，具體投料量分別為4?硝基鄰二甲苯2.2g/h，氨氣80ml/min，空氣220ml/min，4?硝基鄰二甲苯主含量(純度)為99.2％，投放量為43g，催化劑重量負(fù)荷為0.1/h，反應(yīng)溫度為400℃，反應(yīng)系統(tǒng)壓力為0.01MPa。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，捕集器內(nèi)收集到45.6g的產(chǎn)品。經(jīng)檢測，產(chǎn)品中除了4?硝基鄰苯二甲腈外，還有1％左右的4?硝基鄰苯二甲酰亞胺，產(chǎn)物的含水量為0.13％，4?硝基鄰苯二甲腈的摩爾收率達(dá)到92.3％，4?硝基鄰二甲苯轉(zhuǎn)化率為100％。所得產(chǎn)品的熔點(diǎn)為143.2℃，外觀類白色結(jié)晶。

參考文獻(xiàn)

[1]權(quán)于,于順明,高振聰,等.一種4-硝基鄰苯二甲腈的合成方法[P].遼寧省:CN201911083814.5,2023-11-24.