鄰甲氧基苯胺的合成-鄰甲氧基苯胺的合成甲氧基化反應(yīng)過程分析

情境一：鄰甲氧基苯胺的合成任務(wù)二：鄰甲氧基苯胺的合過程分析課程：化工產(chǎn)品合成知識點：還原反應(yīng)機理還原反應(yīng)機理還原反應(yīng)機理還原方法選擇在電解質(zhì)溶液中用鐵屑還原硝基化合物是一種古老的方法。鐵屑價格低廉、工藝簡單、適用范圍廣、副反應(yīng)少、對反應(yīng)設(shè)備要求低，無論國內(nèi)或國外都曾長期采用鐵屑法生產(chǎn)芳胺。由于鐵屑法排出大量含苯胺的鐵泥和廢水，從環(huán)境保護和減輕勞動強度出發(fā)，該法基本上已被加氫還原法所取代。但對不少生產(chǎn)噸位較小的芳胺，尤其是生產(chǎn)含水溶性基團的芳胺，鐵屑還原法仍是硝基還原的一種重要方法。還原反應(yīng)機理FeCl24ArNO2+9Fe+4H2O4ArNH2+3Fe3O4Fe0+e+H+-OH-Fe0+eFe0+eFe0+eFe0+e+H++H++H+-OH-Fe0+e鐵屑還原硝基反應(yīng)歷程：在電解質(zhì)溶液中的鐵屑還原反應(yīng)是個電子得失的轉(zhuǎn)移過程。鐵屑是電子的供給者，電子向硝基轉(zhuǎn)移，使硝基化合物產(chǎn)生負離子自由基，然后與質(zhì)子供給者(如水)提供的質(zhì)子結(jié)合形成還原產(chǎn)物。N原子得到電子，其化合價由+3→+1→-1→-3變化，中間產(chǎn)物ArNO、ArNOH比底物ArNO2更容易被還原，所以不易分離，難以檢測。情境一：鄰甲氧基苯胺的合成任務(wù)二：鄰甲氧基苯胺的合過程分析課程：化工產(chǎn)品合成知識點：甲氧基化反應(yīng)的影響因素甲氧基化反應(yīng)的影響因素甲氧基化反應(yīng)的影響因素①鄰硝基氯苯的反應(yīng)性質(zhì)②甲氧基化試劑的選擇③氫氧化鈉濃度的影響④原料配比的影響⑤溫度、壓力的影響甲氧基化反應(yīng)的影響因素①鄰硝基氯苯的反應(yīng)性質(zhì)由于芳環(huán)上接有吸電子基團的硝基，能使苯環(huán)上的電子云密度降低，相對提高了與氯原子相連的碳原子的正電性，親電性增強，有利于甲氧基團的進攻，使得鄰硝基氯苯的甲氧基化能力有所提高。甲氧基化反應(yīng)的影響因素②甲氧基化試劑的選擇甲氧基化試劑可以選用氯甲烷，硫酸甲酯，甲醇（或甲醇鈉）等，但考慮到甲醇成本較低，收率也較高，我們優(yōu)先以甲醇制備甲醇鈉作為甲氧基化試劑。甲氧基化反應(yīng)的影響因素③氫氧化鈉濃度的影響氫氧化鈉與甲醇作用生成甲醇鈉，由于反應(yīng)可逆，氫氧化鈉的濃度越高對生成甲醇鈉越有利。水的存在不利于甲醇鈉的生成，同時也可能引起水解的副反應(yīng)，對甲氧基化不利?？梢钥紤]用固體氫氧化鈉參加反應(yīng)。10甲氧基化反應(yīng)的影響因素④原料配比的影響經(jīng)研究表明：本實驗中所用原料甲醇與鄰硝基氯苯的摩爾數(shù)之比為1.1:1時轉(zhuǎn)化率最高，效果最為理想。11甲氧基化反應(yīng)的影響因素⑤溫度、壓力的影響溫度過高，甲醇易揮化，不利于反應(yīng)的進行，溫度過低反應(yīng)速度較慢，收率也比較低。反應(yīng)壓力低，甲醇參與甲氧基化反應(yīng)的速度太慢，壓力過高，壓力容器難以承受也沒有必要，因為壓力太高對反應(yīng)的收率沒有太大影響。經(jīng)實驗測定：壓力為0.28～0.32MPa，控制溫度為98-104℃左右即可。12情境一：鄰甲氧基苯胺的合成任務(wù)三：鄰甲氧基苯胺的合成后處理分離過程分析課程：化工產(chǎn)品合成知識點：甲氧基反應(yīng)后處理的策略及方法甲氧基化反應(yīng)后處理的策略及方法甲氧基化反應(yīng)后處理的策略及方法（1）體系的狀態(tài)及其組成甲氧基化反應(yīng)結(jié)束后,體系的主要組成為:鄰硝基苯甲醚、甲醇、氯化鈉、水、過量未反應(yīng)的甲醇鈉等,其中氯化鈉為固體,體系為非均相混合體系。鄰硝基苯甲醚溶解在甲醇中。甲氧基化反應(yīng)后處理的策略及方法（2）產(chǎn)物的分離策略首先考慮回收多余的原料。原料中氫氧化鈉剩余很少，沒有回收的價值，甲醇剩余很多，應(yīng)考慮回收甲醇。目標產(chǎn)物鄰硝基苯甲醚不溶于水，而其他物質(zhì)均能溶于水，因此可以向體系中加入水，即可很方便地將產(chǎn)物分離出來。為了更好地進行溶解，可以考慮加入熱水或升溫溶解。