2-氯-4-硝基苯胺的制备与研究

简述

2-氯-4-硝基苯胺又称邻氯对硝基苯胺，英文名称2-Chloro-4-nitroaniline，是一种化学式为C₆H₅ClN₂O₂的苯胺衍生物。一般情况下，2-氯-4-硝基苯胺的性状为黄色结晶粉末，微溶于水和强酸作为苯胺类物质。尽管2‑氯‑4‑硝基苯胺具有一定毒性，但它在工业上的应用依旧广泛，它是重要的分散染料红玉2GFL等分散染料和颜料银碟R等的中间体，还可以用来合成丁螺农药，近年来还有用作医药中间体^[1]。

制备方法

早期的2-氯-4-硝基苯胺的制备方法主要有三种：第一种是对硝基苯在稀盐酸中，与氯气直接反应，制备得到；第二种是对硝基苯胺在稀盐酸条件下，与次氯酸钠，间接得到氯气与对硝基苯胺进行反应；第三种是将次氯酸钠更换为氯酸钠等其他氧化剂的生产方法。这三种方法的本质都是含氯化合物与对硝基苯胺的氯化反应。但是，这几种工艺所得产品纯度较低(小于95％)，排出的工业三废(废气、废水、废渣)较多，亟待发展一种新的高效制备工艺。

基于此，丁兴成等人报道了一种新的2-氯-4-硝基苯胺的制备方法，包括预反应、反应、后处理三个步骤。具体地，将氨水溶液与3,4‑二氯硝基苯置于微通道反应器中进行预反应，得到预反应产物；将预反应产物连续输送至循环管道反应器继续反应，得到反应产物；反应产物进行后处理，得到2-氯-4-硝基苯胺。该制备方法将反应前期反应快剧烈放热与微通道反应器相结合，移出绝大部分反应热，后续偶联循环管道反应器继续完成反应，大大降低了安全风险，极大提高了生产效率，从而大幅降低设备投资和劳动力成本，更有利于提升该产品的国际竞争力^[1]。

有关研究

以2-氯-4-硝基苯胺(2C4NA)为目标污染物，构建单阳极|单阴极(R1)和双阳极|双阴极(R2)UASB-BES耦合系统，开路UASB作为对照组(R0)，探究不同电极面积下外加电压和盐度对2C4NA降解的影响。实验结果表明，2C4NA的降解速率常数分别为K(R0)=0.10585 h^-1，K(R1)=0.16241 h^-1，K(R2)=0.21554 h^-1，双阳极|双阴极结构具有较好降解2C4NA的能力。在0~1.2 V范围内，2C4NA降解率随着电压的升高而提升，但1.5 V时降解率下降，1.2 V为系统的最佳电压，R1和R2的2C4NA降解率分别为(78.72±1.40)%和(84.67±1.19)%。当盐度从0%升至2%时，R0和R1的2C4NA降解率分别下降至(58.77±1.66)%和(79.71±1.02)%，而R2则维持在(96.32±0.66)%。EPS分析表明，盐度升高刺激微生物分泌更多EPS，R1和R2中多糖和蛋白质含量分别为R0的1.28，1.38和1.29，1.49倍。高通量测序结果显示，2%盐度下，R1和R2中电活性微生物Pseudomonas和耐盐功能菌Acinetobacter的丰度分别为7.98%，11.93%和20.5%，20.78%，这表明加电能促进电活性微生物和功能性微生物富集，而增加电极面积其丰度值显著提升，说明双阳极|双阴极结构在应对盐度胁迫时具有更强的适应性。MS分析表明，2C4NA降解的中间产物为2-氯-1,4-苯二胺，乙二酸和少量苯胺^[2]。

参考文献

[1]丁兴成,龚斌彬,杜志超,等.2-氯-4-硝基苯胺的制备方法及实施该制备方法的设备:202211690916[P].

[2]周中敏,黄冬根,梁一夫,等.电极面积对UASB-BES系统降解2-氯-4-硝基苯胺废水的影响及机制[J].南昌大学学报(理科版), 2025, 49(5):494-504.