專利名稱：骨架鎳催化還原5－硝基苯并咪唑酮制備5－氨基苯并咪唑酮的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種骨架鎳催化還原5-硝基苯并咪唑酮制備5-氨基苯并咪唑酮的方法，屬于5-氨基苯并咪唑酮制備技術(shù)。
背景技術(shù)：
5-氨基苯并咪唑酮是一種重要的顏料中間體，用于制備高檔有機(jī)顏料系。5-氨基苯并咪唑酮通常是經(jīng)5-硝基苯并咪唑酮還原而制備，主要的還原方法有鐵粉還原、水合肼還原和催化加氫還原。目前工業(yè)上主要采用鐵粉還原法，工藝成熟，設(shè)備投資少，鐵粉價(jià)格低廉，操作簡便，但是該過程中產(chǎn)生大量氧化鐵泥，后處理比較復(fù)雜，對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重的污染；水合肼還原法，設(shè)備投資小，反應(yīng)條件溫和，還原效果好，可進(jìn)行部分還原，不產(chǎn)生廢氣廢渣，但是只適用與小批量、短線芳胺的合成，而不適用于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)；催化加氫還原法，反應(yīng)完全，副反應(yīng)少，產(chǎn)品的質(zhì)量和收率都很高，對(duì)環(huán)境的污染少，Okujima等[Koho.JP0259572[9059.572].1990.2]，采用Pd/C作為催化劑還原5-硝基苯并咪唑酮來制備5-氨基苯并咪唑酮，收率約為95％，但是該催化劑價(jià)格昂貴，循環(huán)回收比較困難，難以工業(yè)化生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種骨架鎳催化還原5-硝基苯并咪唑酮制備5-氨基苯并咪唑酮的方法，采用此方法所制備的5-氨基苯并咪唑酮，收率高，質(zhì)量好，易于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。
本發(fā)明是通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，一種骨架鎳催化還原5-硝基苯并咪唑酮制備5-氨基苯并咪唑酮的方法，其特征在于包括以下過程1、骨架鎳催化劑的制備以鎳鋁合金為原料，所述的鎳鋁合金包括二元合金，其中鎳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為47％，鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為53％；三元合金，其中鎳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為46％，鈦的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1～3％，其余為鋁；四元合金，鎳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為46％，鉻的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1％，鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1～3％，其余為鋁。將鎳鋁合金加入到溫度為20～90℃，質(zhì)量濃度為10～30％的NaOH溶液中，反應(yīng)時(shí)間為1～15小時(shí)，然后用去離子水洗至洗滌液中無NaAlO2為止，再用無水乙醇濾洗數(shù)次除去水，后存入無水乙醇溶液中備用。
2、液相催化加氫還原的過程以1g的5-硝基苯并咪唑酮為基準(zhǔn)，以無水乙醇為溶劑，用量為5～10ml；骨架鎳用量為5-硝基苯并咪唑酮的質(zhì)量的3～10％，加入到高壓釜中，通入氫氣，反應(yīng)溫度為80～120℃，反應(yīng)壓力為1.0～6.0MPa，反應(yīng)時(shí)間為4～15小時(shí)，將反應(yīng)液取出，除去催化劑后，濾液減壓蒸餾濃縮，抽濾，將濾餅真空干燥得到5-氨基苯并咪唑酮。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是工藝簡單、反應(yīng)操作簡便，成本低、產(chǎn)品收率為89.0％～94.0％、純度為97.0％～99.8％，產(chǎn)生的“三廢”少，對(duì)環(huán)境的污染小。
具體實(shí)施例方式
例1將鎳鋁合金(二元)30g，加入到質(zhì)量濃度為19％、體積為200ml的NaOH溶液，攪拌，加料溫度為10～15℃，加料時(shí)間為2小時(shí)，之后升溫至20～25℃，反應(yīng)9小時(shí)，然后使用去離子水、無水乙醇濾洗數(shù)次，將制得的骨架鎳存入無水乙醇中備用，標(biāo)記為W-1-(二)型。
取5-硝基苯并咪唑酮18g，無水乙醇80ml，W-1-(二)型骨架鎳1.8g加入到高壓釜，通入氫氣壓力至2MPa，升溫至85℃，反應(yīng)6小時(shí)，反應(yīng)液濾除催化劑，濾液濃縮，抽濾，將濾餅于真空中干燥，得到5-氨基苯并咪唑酮14.0g，收率為93.2％，純度為97.2％，熔點(diǎn)為248～251℃。
例2將鎳鋁臺(tái)金(二元)40g，加入到濃度為10％、體積為600ml的NaOH溶液，攪拌，加料溫度為85～90℃，加料時(shí)間為1.5小時(shí)，升溫至90～95℃，反應(yīng)1小時(shí)，然后使用去離子水、無水乙醇濾洗數(shù)次，將制得的骨架鎳存入無水乙醇中備用，標(biāo)記為T-1-(二)型。
取5-硝基苯并咪唑酮18g，無水乙醇100ml，T-1-(二)型骨架鎳1.8g加入到高壓釜，通入氫氣壓力至3MPa，升溫至85℃，反應(yīng)5小時(shí)，反應(yīng)液濾除催化劑，濾液濃縮，抽濾，將濾餅于真空中干燥，得到5-氨基苯并咪唑酮14.0g，收率為93.1％，純度為98.8％，熔點(diǎn)為248～251℃。
例3將鎳鋁合金(三元)30g，加入到濃度為19％、體積為200ml的NaOH溶液，攪拌，加料溫度為10～15℃，加料時(shí)間為2小時(shí)，升溫至20～25℃，反應(yīng)9小時(shí)，然后使用去離子水、無水乙醇濾洗數(shù)次，將制得的骨架鎳存入無水乙醇中備用，標(biāo)記為W-1-(三)型。
取5-硝基苯并咪唑酮18g，無水乙醇120ml，W-1-(三)型骨架鎳1.5g加入到高壓釜，通入氫氣壓力至4MPa，升溫至85℃，反應(yīng)7小時(shí)，反應(yīng)液濾除催化劑，濾液濃縮，抽濾，將濾餅于真空中干燥，得到5-氨基苯并咪唑酮13.9g，收率為92.5％，純度為98.8％，熔點(diǎn)為249～251℃。
例4將鎳鋁合金(三元)40g，加入到濃度為10％、體積為600ml的NaOH溶液，攪拌，加料溫度為85～90℃，加料時(shí)間為1.5小時(shí)，升溫至90～95℃，反應(yīng)1小時(shí)，然后使用去離子水、無水乙醇濾洗數(shù)次，將制得的骨架鎳存入無水乙醇中備用，標(biāo)記為T-1-(三)型。
取5-硝基苯并咪唑酮18g，無水乙醇120ml，T-1-(三)型骨架鎳0.9g加入到高壓釜，通入氫氣壓力至2MPa，升溫至90℃，反應(yīng)10小時(shí)，反應(yīng)液除去催化劑，濾液濃縮，抽濾，將濾餅于真空中干燥，得到5-氨基苯并咪唑酮13.7g，收率為91.6％，純度為99.1％，熔點(diǎn)為249～251℃。
取5-硝基苯并咪唑酮25g，無水乙醇200ml，T-1-(三)型骨架鎳1.0g加入到高壓釜，通入氫氣壓力至3MPa，升溫至90℃，反應(yīng)10小時(shí)，反應(yīng)液濾除催化劑，濾液濃縮，抽濾，將濾餅于真空中干燥，得到5-氨基苯并咪唑酮19.4g，收率為93.3％，純度為99.0％，熔點(diǎn)為250～253℃。
例5將鎳鋁合金(四元)30g，加入到濃度為19％，體積為200ml的NaOH溶液，攪拌，加料溫度為10～15℃，加料時(shí)間為2小時(shí)，升溫至20～25℃，反應(yīng)9小時(shí)，然后使用去離子水、無水乙醇濾洗數(shù)次，將制得的骨架鎳存入無水乙醇中備用，標(biāo)記為W-1-(四)型。
取5-硝基苯并咪唑酮18g，無水乙醇120ml，W-1-(四)型骨架鎳0.9g加入到高壓釜，通入氫氣壓力至2MPa，升溫至90℃，反應(yīng)7小時(shí)，反應(yīng)液濾除催化劑，濾液濃縮，抽濾，將濾餅于真空中干燥，得到5-氨基苯并咪唑酮13.5g，收率為90.1％，純度為98.7％，熔點(diǎn)為248～251℃。
例6將鎳鋁合金(四元)40g，加入到濃度為10％，體積為600ml的NaOH溶液，攪拌，加料溫度為85～90℃，加料時(shí)間為1.5小時(shí)，升溫至90～95℃，反應(yīng)1小時(shí)，然后使用去離子水、無水乙醇濾洗數(shù)次，將制得的骨架鎳存入無水乙醇中備用，標(biāo)記為T-1-(四)型。
取5-硝基苯并咪唑酮18g，無水乙醇120ml，T-1-(四)骨架鎳0.7g加入到高壓釜，通入氫氣壓力至3MPa，升溫至90℃，反應(yīng)12小時(shí)，反應(yīng)液濾除催化劑，濾液濃縮，抽濾，將濾餅于真空中干燥，得到5-氨基苯并咪唑酮13.7g，收率為91.3％，純度為99.3％，熔點(diǎn)為250～253℃。
取5-硝基苯并咪唑酮25g，無水乙醇200ml，T-1-(四)骨架鎳1.0g加入到高壓釜，通入氫氣壓力至2MPa，升溫至90℃，反應(yīng)14小時(shí)，反應(yīng)液除去催化劑，濾液濃縮，抽濾，將濾餅于真空中干燥，得到5-氨基苯并咪唑酮19.3g，收率為92.8％，純度為99.0％，熔點(diǎn)為250～253℃。
取5-硝基苯并咪唑酮30g，無水乙醇250ml，T-1-(四)骨架鎳0.9g加入到高壓釜，通入氫氣壓力至2MPa，升溫至95℃，反應(yīng)13小時(shí)，反應(yīng)液濾除催化劑，濾液濃縮，抽濾，將濾餅于真空中干燥，得到5-氨基苯并咪唑酮23.4g，收率為93.5％，純度為99.4％，熔點(diǎn)為249～252℃。
權(quán)利要求
1.一種骨架鎳催化還原5-硝基苯并咪唑酮制備5-氨基苯并咪唑酮的方法，其特征在于包括以下過程(1)骨架鎳催化劑的制備以鎳鋁合金為原料，所述的鎳鋁合金包括二元合金，其中鎳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為47％，鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為53％；三元合金，其中鎳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為46％，鈦的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1～3％，其余為鋁；四元合金，鎳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為46％，鉻的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1％，鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1～3％，其余為鋁，將鎳鋁合金加入到溫度為20～90℃，質(zhì)量濃度為10～30％的NaOH溶液中，反應(yīng)時(shí)間為1～15小時(shí)，然后用去離子水洗至洗滌液中無NaAlO2為止，再用無水乙醇濾洗數(shù)次除去水，后存入無水乙醇溶液中備用；(2)液相催化加氫還原的過程以1g的5-硝基苯并咪唑酮為基準(zhǔn)，以無水乙醇為溶劑，用量為5～10ml，骨架鎳用量為5-硝基苯并咪唑酮的質(zhì)量的3～10％，將它們加入到高壓釜中，通入氫氣，反應(yīng)溫度為80～120℃，反應(yīng)壓力為1.0～6.0MPa，反應(yīng)時(shí)間為4～15小時(shí)，將反應(yīng)液取出，除去催化劑后，濾液減壓蒸餾濃縮，抽濾，將濾餅真空干燥得到5-氨基苯并咪唑酮。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種以骨架鎳催化還原5－硝基苯并咪唑酮制備5－氨基苯并咪唑酮的方法，屬于5－氨基苯并咪唑酮制備技術(shù)。該方法過程包括將鎳鋁合金加入到一定溫度和濃度NaOH溶液中，反應(yīng)一定時(shí)間，再用水和無水乙醇濾洗數(shù)次，得到骨架鎳存入無水乙醇中備用；將骨架鎳與5－硝基苯并咪唑酮以及無水乙醇按照一定質(zhì)量比，加入到高壓釜中，在溫度為80～120℃、壓力為1.0～6.0MPa，反應(yīng)時(shí)間為4～15小時(shí)，取出濾液，除去催化劑后，濾液減壓蒸餾濃縮，抽濾，將濾餅真空干燥得到5－氨基苯并咪唑酮。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是工藝簡單、反應(yīng)操作簡便，成本低、產(chǎn)品收率為89.0％～94.0％、純度為97.0％～99.8％，產(chǎn)生的“三廢”少，對(duì)環(huán)境的污染小。
文檔編號(hào)B01J25/02GK1974559SQ200610130490
公開日2007年6月6日 申請(qǐng)日期2006年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月21日
發(fā)明者馮亞青, 譚川江 申請(qǐng)人:天津大學(xué)