间甲苯胺的多种应用

背景及概述^[1][2]

间甲苯胺为无色液体，在空气中或光作用下变为黄色或红棕色。相对密度0.989，熔点-43.6℃，沸点203～204℃。微溶于水，溶于乙醇和乙醚。能与水蒸气一同挥发，由间硝基甲苯经还原反应而制得。间甲苯胺主要用作医药合成中间体。

制备^[2]

在高压反应釜中依次加入一定量的工业甲醇溶剂、催化剂及间硝基甲苯，用氢气置换3次。置换合格后，开启搅拌器，搅拌速度为1200~1500r/min，通入氢气，缓慢加热反应釜至所需温度，并加压。通过观察和记录反应釜内压强随时间的变化监测加氢反应进程。反应一段时间后，停止通入氢气，冷却，静置，让催化剂沉入釜底，吸取上层清液（即粗产物），通过气相色谱仪分析。混合气体中的氧能够被碱性焦性没食子酸溶液吸收，根据吸收前、后混合气体体积的变化，可计算出气体中氧的含量。在可燃性氢气中加入适量空气后，进行爆炸，根据爆炸后生成物体积的减少计算气体中氢气的含量。

氧的吸收：

氢气的爆炸：

利用镍为催化剂，在工业甲醇溶剂中催化间硝基甲苯加氢反应生成间甲苯胺。通过单因素考查和正交实验，以80g间硝基甲苯为计算基准，在工业甲醇溶剂200mL的固定条件下，得到的反应条件为：催化剂为2.0g，反应时间为6h，反应温度为90℃，反应压力为1.6MPa。在此条件下得到的间甲苯胺含量为99.79%，轻组分含量为0.11%，重组分含量为0.10%。

应用^[3-9]

间甲苯胺主要用作医药合成中间体。其应用举例如下：

1）生产间甲酚。将一定浓度的硫酸或盐酸和间甲苯胺按比例分别加入配料锅中，形成间甲苯胺硫酸盐或间甲苯胺盐酸盐，从配料锅出来的间甲苯胺硫酸盐或间甲苯胺盐酸盐水溶液送到高压釜中，控制反应温度，间甲苯胺硫酸盐或间甲苯胺盐酸盐水解，水解液通过闪蒸回收部分水供配料使用，氨水溶液或苛性碱水溶液将水解液中和至pH为3-5后通过有机溶剂萃取，再进行萃取剂的回收和粗间甲酚的精制。本发明一步水解，大量减少硫酸的用量，不需要使用亚硝酸钠，反应过程中产生的稀硫酸浓度低于2%，稀酸的中和成本低，环境污染小。

2）制备N，N’-二(间甲苯基)脲。方法步骤如下：

1)将间甲苯胺与水混合后，滴加无机酸成盐反应，滴完后加入尿素，搅拌；间甲苯胺与无机酸的当量比为1∶0.95~1.05，间甲苯胺与尿素的摩尔比为1∶0.5~1，成盐反应温度为0~80℃；

2)将上述反应液加入到高压反应釜中，高压反应釜压力到2~10atm，保持1-5小时后泄压，出料，离心，水洗涤即可。本发明具有原料价格低廉易得，反应简单，总收率高和生产成本较低等优点，适宜于工业化生产。以间甲苯胺计，N，N’-二(间甲苯基)脲摩尔收率可达到理论量的90%以上；反应后母液经套用，摩尔收率可达到95%以上。

3）制备间氟甲苯，该方法步骤少、收率高，所得产品纯度高。本发明间氟甲苯的制备方法包括以下步骤：

1)成盐步骤：将摩尔比为(2-5)∶1的无水氢氟酸和间甲苯胺混合，混合方式为在7-10小时内向无水氢氟酸中匀速滴加全部间甲苯胺，滴加结束后再在5-7℃的条件下反应1-3小时，得到混合物1；

2)重氮化步骤：向混合物1中加入亚硝酸钠，所用亚硝酸钠与成盐步骤中所用间甲苯胺的摩尔比为(1-1.5)∶1，加入亚硝酸钠的方式为在8-10小时内向混合物1中匀速滴加全部亚硝酸钠，加完亚硝酸钠后再在0-3℃的条件下反应1-3小时，得到混合物2；

3)热分解步骤：将混合物2在0-50℃的条件下加热分解。

4）用于一种氧化氮气体制备间甲酚的过程，是将氧化氮气体通入间甲苯胺硫酸盐中进行重氮化，在有机溶剂存在及酸性条件下进行水解，酸相在负压条件下闪蒸后回用至成盐工序，有机相经脱轻、精馏后得到间甲酚产品。本发明采用氧化氮气体作为重氮化试剂，废酸中没有无机盐的存在，从而使废酸套用在工业上成为可能；水解在有机溶剂存在下进行，使水解产生的间甲酚迅速溶入有机相，反应产生的副产焦油状物质很少，提高了间甲酚的收率；无盐废酸在一定温度下负压闪蒸，除去反应水的同时还汽提出有机物，不但能使硫酸套用，减少硫酸的用量，经本发明工艺制备的间甲酚产品纯度99.7%，收率90%以上。

制备一种溶剂蓝63染料，它包括以下步骤：

（a）向反应容器中加入间甲苯胺，在搅拌条件下依次加入1-甲氨基-4-溴蒽醌、碱金属氢氧化物和铜盐，随后升温至100~130℃，反应4-7小时至终点；所述1-甲氨基-4-溴蒽醌、间甲苯胺、碱金属氢氧化物和铜盐的质量比为6：12~16：3~4：0.04~0.08；

（b）将步骤（a）的产物降温至60~70℃，随后加入甲醇进行离析；搅拌后降温至30~50℃，经过滤、洗涤、烘干即可。得到的反应纯度高，副反应少，反应时间短；更重要的是产品结晶明显，易洗涤，生产洗涤废水量少。

5）制备3-甲基苯肼盐酸盐，包括如下步骤：

(1)以间甲苯胺为起始原料，经重氮化反应制得氯化重氮苯；

(2)由(1)所得氯化重氮苯进一步在还原剂的作用下发生还原反应得还原产物；

(3)由步骤(2)所得还原产物在盐酸的作用下发生水解反应生成所述的3-甲基苯肼盐酸盐，特别是，步骤(2)中，还原反应以焦亚硫酸钠为还原剂，在15~25℃，pH为7~9的条件下进行。该方法在具有较高收率的同时，可缩短生产周期和降低生产成本。

6）制备3-甲基-4-异丙基苯酚，所述方法为：

(1)将间甲苯胺溶解在硫酸中与异丙基化试剂反应得到3-甲基-4-异丙基苯胺，所述的异丙基化试剂为异丙醇、丙烯或2-氯丙烷；

(2)再将所述的3-甲基-4-异丙基苯胺通过水解得到含3-甲基-4-异丙基苯酚的反应液，所述的水解为重氮水解或者以硫酸为溶剂高温高压水解；

(3)步骤(2)得到的含3-甲基-4-异丙基苯酚的反应液通过蒸馏及溶剂精制得到针状结晶3-甲基-4-异丙基苯酚；本发明方法具有反应条件温和、收率高，副产物少，污染小的提点，有效的解决了现有3-甲基-4-异丙基苯酚制备过程中副产物多、条件苛刻、污染大的难题。

主要参考资料

[1] 化学物质辞典

[2] 间硝基甲苯液相加氢合成间甲苯胺的研究

[3] CN200810235100.7直接水解法生产间甲酚的方法

[4] CN200610051603.XN，N’-二(间甲苯基)脲的水相高压制备方法

[5] CN201210308373.6间氟甲苯的制备方法

[6] CN201019026062.9一种氧化氮气体制备间甲酚的工艺

[7] CN201611074318.X一种溶剂蓝63染料的制备方法

[8] CN200810021716.4一种3-甲基苯肼盐酸盐的制备方法

[9]CN201210534804.0一种3-甲基-4-异丙基苯酚的制备方法