【正文】 是不同的。用7080℃水洗兩次，再用常溫水洗至pH=8–9，之后用無水乙醇保存，待用?？刂迫芤簻囟仍?0士5℃加料完畢，升溫至90士5℃。本實(shí)驗(yàn)采用Raney鎳的工業(yè)化制備方法。另外還有改良型骨架鎳等。因此選用Raney–Ni作加氫反應(yīng)的催化劑。10%Pd/、90℃下即可使硝卡轉(zhuǎn)化率達(dá)100%，130℃%。Pd/C催化活性好，催化還原要求的反應(yīng)條件低，但其循環(huán)次數(shù)少，損失較大，價格較貴。反應(yīng)方程式為：還原歷程依芳硝基化合物加氫反應(yīng)類推如下:催化劑Pd/C、Raney–Ni均可用做芳硝基化合物催化液相加氫制取芳胺。用一定濃度的鹽酸溶液萃取濾液，取水層，升溫至60℃，保持IOmin，過濾，濾液用飽和碳酸鈉溶液調(diào)至pH10–，將沉淀過濾，干燥后稱重，得淡黃色產(chǎn)品。將上述濃度的硝基卡因二甲苯溶液(簡稱硝卡，下同)(濕重)加入反應(yīng)釜，密閉。同時在同樣條件下做參考實(shí)驗(yàn)，但不加NaNO:以試紙?jiān)囼?yàn)以確定終點(diǎn)。[49]:、溶于1L水中，混勻，避光保存，待標(biāo)定。20%氫氧化鈉溶液的配制:稱取32gNa0H，溶于128g水中即得。中性紅指示液:，過濾即得。硝基卡因二甲苯溶液(南京制藥廠):氨水(28%，上?；瘜W(xué)試劑廠)。亞硝酸鈉(AR，南京化學(xué)試劑廠)。氫氧化鈉(AR，上?；瘜W(xué)試劑有限公司)。電子天平(D=，北京賽多利斯天平有限公司)。分光光度計(jì)(7525型，上海棱光技術(shù)有限公司)。鎳鋁合金(浙江省上虞市精細(xì)化工園區(qū))。在一定氫壓下進(jìn)行加氫還原反應(yīng)應(yīng)用與合成鹽酸普魯卡因的方法，探索反應(yīng)的最佳條件，以期將液相催化加氫技術(shù)應(yīng)用于局麻藥鹽酸普魯卡因的合成，取代當(dāng)前使用的鐵粉還原，降低勞動強(qiáng)度，緩解對環(huán)境的污染，實(shí)現(xiàn)鹽酸普魯卡因綠色生產(chǎn)。將催化加氫還原法應(yīng)用普魯卡因的生產(chǎn)未見有工業(yè)化報(bào)道。酯交換法總的來說工藝路線長，收率也不高。但第一種酯交換法要求反應(yīng)溫度不能超過100℃，而第二種酯交換法則沒有上述限制。另一種是應(yīng)用于酯交換法，酯交換法有兩種方法，一種是利用酯化制備的對硝基苯甲酸乙酯還原為對氨基苯甲酸乙酯，再與乙二胺基乙醇酯交換制備普魯卡因，第二種是對制得對硝基苯甲酸丁酯催化加氫得對氨基苯甲酸丁酯，之后與乙二胺基乙醇發(fā)生酯交換反應(yīng)，制取普魯卡因。出料液用16鮑水、80932%鹽酸萃取。美國專利[46]報(bào)道了用pd/C作催化劑催化加氫制取普魯卡因的方法:置130g二甲苯，%Pd/C催化劑，加熱到80–90℃。國外有專利報(bào)道了用催化加氫制取普魯卡因。鐵粉還原法工藝成熟，對設(shè)備要求低，收率較高，但其純度較低，在產(chǎn)品中殘留有處理過程中的鐵、硫離子等離子，且生產(chǎn)過程中產(chǎn)生大量含芳胺的廢水和鐵泥，環(huán)境污染嚴(yán)重和腐蝕設(shè)備，且體力勞動強(qiáng)度大。過濾，用3O0kg水洗沉淀，合并濾液與洗液，冷至10–20℃調(diào)至pHS，加硫化鈉液至pH7–8，過濾除去硫化鐵沉淀，用水洗沉淀，合并濾液與洗液，加碳酸鈉溶液調(diào)至pH8–，去油狀物，–10，析出沉淀，過濾，得粗品普魯卡因。其它以對硝基苯甲酸為原料的路線都要經(jīng)過硝基還原這一步驟，其中應(yīng)用較多的是直接酯化法，以對硝基苯甲酸和二乙胺基乙醇為原料，以二甲苯為帶水劑，共沸脫水，之后將酯化產(chǎn)物硝基卡因(對硝基苯甲酸–β–二乙胺基乙酯)還原為普魯卡因(對氨基苯甲酸–β–二乙胺基乙酯)，再與鹽酸成鹽，即為鹽酸普魯卡因。或是采用(8)先將對硝基苯甲酸還原成對氨基苯甲酸后，再直接酯化(9) 酯化及酯交換，(10)成鹽成酯及(11) 酯化再胺解等法。(5) 酯化、酯交換及胺解及。(2)成鹽成酯再胺解。第二節(jié) 普魯卡因合成中間體還原方法普魯卡因的合成原料目前大多采用對硝基苯甲酸。 普魯卡因理化性質(zhì)從乙醚或石油醚中得到的普魯卡因?yàn)闊o水片狀或平片白色晶體，熔點(diǎn)61℃，ZOOmL水能溶解19新鮮結(jié)晶出的普魯卡因，易吸濕，能溶于醇、醚、氯仿和苯。它具有鎮(zhèn)靜、鎮(zhèn)痛、解痙、抗過敏、恢復(fù)中樞神經(jīng)平衡等作用，還能抑制心臟異位起搏點(diǎn)自律性，擴(kuò)張血管，改善腦血流和腦營養(yǎng)，改善微循環(huán)障礙等。臨床應(yīng)用上刺激性及毒副性較小，效果好，且吸收快，麻醉時間短。選用現(xiàn)在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用較廣、催化活性較好、市場價格便宜的Raney–Ni做加氫催化劑，對普魯卡因和對氨基苯甲酸正丁酯合成的催化加氫工藝條件進(jìn)行了探討，并初步研究了對氨基苯甲酸的催化加氫合成。隨著國家環(huán)保要求的法制化，產(chǎn)品質(zhì)量的高純化，催化加氫技術(shù)，具有廣闊的前景。第四節(jié) 本課題研究的內(nèi)容及意義芳硝基化合物催化加氫技術(shù)是代替?zhèn)鹘y(tǒng)化學(xué)還原法的新技術(shù)，產(chǎn)品質(zhì)量優(yōu)，收率高，無三廢。工業(yè)上期望催化劑能在使用過程中保持活性經(jīng)久不變，這在實(shí)際上是不可能做到的，催化劑在催化過程中必然會發(fā)生某些不可逆的化學(xué)與物理變化，導(dǎo)致性能下降，以及不可避免的機(jī)械損傷。但如果不加NH4VO3，氨基化合物產(chǎn)率為84%，輕胺生成率為14%，反應(yīng)過程中經(jīng)胺最大濃度為41%。如在300mL高壓釜中，以無水四氫吠喃，5%Pb/C和NH4VO3為催化劑，催化還原2–硝基–N–甲基–N–環(huán)己基苯磺酞胺。高純胺的制備過程中如在加氫過程中或反應(yīng)結(jié)束時生成了相當(dāng)數(shù)量的芳基短膠，會導(dǎo)致某些不需要的偶氮或氧化偶氮物生成。這方面的報(bào)道很多，使用的脫鹵抑制劑有磷酸三苯酯，三苯基亞磷酸，堿性添加劑、甲瞇鹽[35]、噬哇[36]、雙氰胺[37]等，也有將催化劑預(yù)先毒化處理的方法，或采用改性催化劑[38]。產(chǎn)品收率、純度就會降低且腐蝕設(shè)備本身。它們均能在化合物中含有其它如碘、C＝C、C＝N、甚至C≡C官能團(tuán)或基團(tuán)時以很高的選擇性和產(chǎn)率將硝基芳烴還原為芳胺[34]。Pt–Pb–CaCO3在存在有FeC12和的條件下在甲乙酮可以達(dá)到最佳催化效果。[33]制備研究了系列細(xì)小Ni–Co–B催化劑，其將硝基還原為氨基的轉(zhuǎn)化率可達(dá)95%。近年來報(bào)道的新型催化體系還有:Andreas. Beyer[30]等人包含膜的把負(fù)載與聚丙烯酸上，劉志東等乙[31]將鉑吸附在活性炭上。如以交換樹脂為負(fù)載的Pd催化劑和常用的C催化劑。其中以Pd/C催化劑最常用，價格較便宜，具有一定的生產(chǎn)使用價值。但Pt價格昂貴，限制了它在工業(yè)上的應(yīng)用。制備好的Raney鎳宜浸泡于乙醇或蒸餾水中，不同儲存溶劑與骨架鎳催化劑的活性消退關(guān)系如下[29]:圖1l鎳催化劑的活性消退貴金屬把和鉑在硝基芳烴催化加氫的反應(yīng)中應(yīng)用也較為廣泛。酸性條件下活性降低，pH3時活性消失。如W1—W7型、T型、W型和改良型等。主要有Raney鎳，硼化鎳，載體鎳，還原鎳等。此類加氫的催化劑應(yīng)具有很好的選擇性，即硝基加氫為氨基有足夠的活性，又能保證芳環(huán)不被氫化。一般金屬系以鎳為主，其次是銅、鋁、鉆、鐵等。按金屬的性質(zhì)分為貴金屬系和一般金屬系。1928年Hartung發(fā)表載體把催化劑，都促進(jìn)氫化反應(yīng)的研究和發(fā)展。1922年Adams報(bào)道了氧化鉑催化劑。第三節(jié) 液相催化加氫催化劑早在1872年己有人用高分散的金屬鎳作催化劑用氫還原硝基苯為苯胺。芳硝基化合物催化加氫制取芳按，得到何種產(chǎn)物往往取決于所選催化劑的性質(zhì)和反應(yīng)條件。從經(jīng)濟(jì)上講，此法最為合理。如果硝基芳烴本身是液體，也可直接加氫，而不用任何溶劑。如:3，4二氯硝基苯即是以甲醇為溶劑催化加氫制二氯苯胺的。當(dāng)壓力很高時，則反應(yīng)速率不隨壓力增加而變化[26]。Livitin更進(jìn)一步得到硝基苯在50℃下用Rh/C、Ru/C、Pd/C催化加氫時，當(dāng)氫壓力小于一定值時，反應(yīng)為一級。因此在能滿足反應(yīng)要求的情況下，應(yīng)盡可能選擇較低的壓力氫化。氫壓越大，反應(yīng)速率越大，有利于平衡向加氫反應(yīng)的方向移動。一般來說，溫度增高，反應(yīng)速度加快，但過高的溫會影響催化劑的活性，使反應(yīng)的選擇性下降，同時加氫反應(yīng)是放熱反應(yīng)，溫度升高使反應(yīng)平衡向逆反應(yīng)方向移動，影響產(chǎn)品最終轉(zhuǎn)化率。硝基化合物的強(qiáng)放熱反應(yīng)及其在高溫下的高速反應(yīng)是產(chǎn)生這些副反應(yīng)的主要原因。因此在反應(yīng)速度達(dá)到基本要求時，應(yīng)盡可能采用較低的溫度。氫化反應(yīng)為放熱反應(yīng)，每摩爾硝基還原為氨基的同時，要放出546kJ的熱量[25]。催化劑是影響催化加氫反應(yīng)的主要因素，不同的催化劑所要求的反應(yīng)條件不同，因此一般在選定催化劑的基礎(chǔ)上，確定加氫反應(yīng)的最佳條件，具體選用何種催化劑，應(yīng)根據(jù)加氫反應(yīng)的對象、生產(chǎn)成本等因素加以綜合考慮。分子結(jié)構(gòu)小，比較易于吸附在催化劑上，催化加氫就比較容易，反應(yīng)要求的條件相應(yīng)較低。而對于活化吸附氫不足的Raney鎳則情況相反，氫的吸附是反應(yīng)的控制階段，苯環(huán)上引入吸電基團(tuán)使反應(yīng)減弱，而供電基團(tuán)使反應(yīng)加快。當(dāng)然苯環(huán)上取代基的種類及位置也會影響到硝基的活性[24]。而–CH3，–C2H5，–OCH3–NH2等給電子基團(tuán)可使吸附減弱。金屬表面對R–C11H4–NO2物理吸附，苯核被吸附的難易起著很重要的作用。硝基與苯核等芳香族基相結(jié)合，一方面硝基增加了苯核的加氫活性，另一方面苯核亦增加了硝基的活性，活化能也相應(yīng)降低。該過程可用圖示表示如下[22]:其中反應(yīng)物和產(chǎn)物在催化劑表面的吸附、脫附及在催化劑表面的化學(xué)反應(yīng)是影響催化加氫反應(yīng)速率的主要方面。具體反應(yīng)歷程如下所示:硝基芳烴催化加氫是放熱反應(yīng)，各中間步驟放出的熱量如下:由于在硝基芳烴催化加氫反應(yīng)中放出大量的熱，在其工藝設(shè)計(jì)中必須加以考慮，移除多余的熱量。 硝基芳烴液相催化加氫機(jī)理硝基芳烴液相催化加氫機(jī)理較為復(fù)雜，一般認(rèn)為其主要反應(yīng)歷程為硝基依次被還原亞硝基，經(jīng)氨基，氨基，得到芳胺。液相加氫法不受芳硝基化合物沸點(diǎn)的限制，適用范圍廣，經(jīng)濟(jì)上也較為合理。二氨基甲苯的制備是液相催化加氫的典型實(shí)例:以甲黔為溶劑，骨架鎳為催化劑，用高壓5—10MPa壓力下，將按比例配合的二硝基甲苯、甲醇、催化劑及一簡廣反應(yīng)產(chǎn)物的混合初壓入幾個串聯(lián)的塔式反應(yīng)器中，保持反應(yīng)溫度在100℃170℃。較之化學(xué)還原法，催化加氫法具有產(chǎn)品質(zhì)量好、產(chǎn)生三廢少、后處理容易及反應(yīng)選擇性好等優(yōu)點(diǎn)，不僅在實(shí)驗(yàn)室研究中而且在工業(yè)生產(chǎn)上都有廣為采用的趨勢。近代出現(xiàn)的催化加氫技術(shù)以其環(huán)境友好，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，工藝先進(jìn)而受到人們的重視。從控制環(huán)境污染、根治三廢、提高產(chǎn)品品位的觀點(diǎn)來看，液相催化加氫法是最為合理的。此法要求芳硝基化合物沸點(diǎn)較低、容易汽化，在蒸發(fā)溫度時仍能保持穩(wěn)定狀態(tài)，應(yīng)用中有一定的局限性。如硝基苯氣相催化加氫制備取苯胺，%的苯胺[19]。該法由于在反應(yīng)體系中引入了供氫體，使得產(chǎn)品的后處理比較麻煩。如[16]:Amrita [17]報(bào)導(dǎo)了用鈣欽礦為催化劑，KOH為引發(fā)劑，微波照射下用丙二醇作供氫體催化加氫制取芳胺的方法。早在60年代初即有人開始水合臍的催化還原研究，但由于水合阱價格較高且采用貴金屬作催化劑，阻礙了其發(fā)展。轉(zhuǎn)移氫化反應(yīng)采用有機(jī)氫給予體，臍、環(huán)己烯、異丙醇、一氧化碳與水均可作氫的給予體。非均相催化加氫包括氣相加氫法和液相加氫法。 Co. Ltd已開始籌建超臨界催化加氫生產(chǎn)芳胺的生產(chǎn)線，挖掘超臨界C02流體路線生產(chǎn)芳胺的商業(yè)潛力，目前國內(nèi)有關(guān)單位在進(jìn)行相關(guān)研究，尚未見工業(yè)化應(yīng)用的報(bào)道。超臨界催化加氫是近年來發(fā)展起來的新型化工反應(yīng)過程，它突破了液相加氫的氫氣傳質(zhì)限制，無需分離過程可直接得到產(chǎn)物，大幅度改善了催化劑的選擇性、穩(wěn)定性和活性。均相催化采用的是可溶性催化劑，其優(yōu)點(diǎn)是選擇性高，缺點(diǎn)是反應(yīng)后催化劑分離困難，難以再次使用。毛麗娟[15]等人研究了聚希夫堿把(Ⅱ)配合物對芳硝基化合物的催化加氫，該配合物對硝基苯的氫化轉(zhuǎn)化率可達(dá)100%，對其它一些芳硝基化合物也可達(dá)9。催化氫化根據(jù)反應(yīng)體系的特點(diǎn)可分為均相催化和非均相催化。因此芳硝基化合物的催化加氫實(shí)際上是氫解反應(yīng)?；衔镌诖呋瘎┐嬖谙屡c氫元素反應(yīng)只拆散二鍵的，稱為氫化。如在酸性介質(zhì)中，以銅為陰極、石墨為陽極電解還原間二硝基苯制備間苯二胺[14]毛電解還原法存在著電流效率低、耗電量大等缺點(diǎn)，且電極、電解液及隔膜材料等問題都有待解決，且生產(chǎn)成本比較高，至今未見工業(yè)化報(bào)道。 電解還原法有機(jī)物的電解制備近年來也研究較多，對芳硝基化合物而言，目前研究較多的是硝基苯，如硝基苯電解制備苯胺，其主要步驟為:ArNO2→ArNO→ArNHOH→ArNH2如果用氫超電勢較高的陰極如Pb、zn、Cu或Sn，不管溶液是堿性或酸性，電解產(chǎn)物都是苯胺。芳硝基化合物用三價磷試劑如三乙基磷還原，可得到芳胺，但副反應(yīng)較多產(chǎn)物復(fù)雜[12].芳硝基化合物與57%氫碘酸于90℃反應(yīng)2–4h，可選擇性還原為相應(yīng)的芳胺而不影響氰基、酯基、鹵素、撥基、酞胺、咪哇、甲硫基等，收率在5595%[l3]其它還有用沸騰的液體石蠟還原、二氧化硫服還原等。此方法操作簡單、反應(yīng)時間短、產(chǎn)率較高(76%s2%)[10].(Fe3(C0)12)還原法十二羰基三鐵(Fe3(C0)12)(Dodecarbonyltriiron)的甲醇溶液能專一的還原芳硝基化合物為伯胺，分子中存在的C=C、C=O、COOR基團(tuán)不被還原，對酸堿敏感的基團(tuán)也不受影響。如間二硝基苯與亞硫酸鈉溶液共熱，然后酸化，即得3–硝基苯胺–4–磺酸[9]: 糖類還原法用有機(jī)物(葡萄糖、甲酸、草酸等)做還原劑，在較緩和的條件下可將硝基芳烴還原為芳胺。Wilkinson等[8]發(fā)現(xiàn)在酞普鐵存在下NaBH4能將硝基選擇性還原為氨基，在此過程中其它基團(tuán)如氰基、酞胺基、酉旨基和醚鍵等不受影響。之后，化學(xué)工作者進(jìn)行了一系列嘗試，并用該體系研究了多種取代芳香硝基化合物的選擇性問題。 金屬氫化物還原法六十年代，人們發(fā)現(xiàn)使用NaBH3比一過渡金屬鹽體系，如NaBH4–CoCL2 [5],NaBH4–Co(C8H4N)2和NaBH4。如[4]:該法反應(yīng)中生成的硫代硫酸鈉溶于水，可直接與不溶于水的芳胺分離，產(chǎn)品后處理比較簡單。該法反應(yīng)比較緩和，選擇性較鐵粉還原法好，可使含有C二C、CN和其它硝基的化合物選擇性還原，使硝基偶氮染料中的硝基還原而不影響偶氮基。工業(yè)上一般不用錫而用廉價的鐵粉。(3)S