液相催化加氫制備2－氨基苯甲醇

孫光輝，劉 瑩，代 闖，羅洪軒，路朝陽，汪宏杰

（1.河南省化工研究所有限責任公司 ，河南 鄭州 450002；2.開封龍宇化工有限公司 ，河南 開封 475200）

2－氨基苯甲醇因其具有雙官能團，在有機化學和藥物合成中有廣泛的用途，是一種重要化工中間體。當前，國內生產2－氨基苯甲醇主要為化學還原法，該法工藝繁瑣，且廢水量大。與化學還原法相比，催化加氫具有反應轉化高、產品的多樣性、設備通用性強、屬清潔生產工藝等特點，如果能開發出催化加氫制備2－氨基苯甲醇的合成工藝，則可替代現有的化學還原法，降低成本，減少對環境的污染。目前國外已有催化加氫制備2－氨基苯甲醇的報道，主要集中在用鈀（Pa）催化劑對2－硝基苯甲醇的還原［1］，而用鎳（Ni）催化2－硝基苯甲醇的催化加氫反應鮮有報道。本文采用2－硝基苯甲醇為原料，以乙酸乙酯為溶劑，以負載型鎳為催化劑，液相催化加氫制備2－氨基苯甲醇，考察了溶劑種類、溫度、壓力和催化劑用量對反應的影響，并對工藝參數進行了優化。

1 實驗部分

1.1 主要試劑及儀器

2－硝基苯甲醇，工業品，淄博益新化工有限公司；負載型鎳催化劑，工業品，甘肅中科藥源生物工程股份有限公司；乙酸乙酯，化學純，天津市化學試劑一廠；甲醇，化學純，天津市化學試劑一廠。高壓反應釜0.5L，美國PARR公司。

1.2 反應原理

2－硝基苯甲醇與氫氣在催化劑的作用下直接加氫得到2－氨基苯甲醇，反應方程式如下：

1.3 實驗操作

按配比稱量2－硝基苯甲醇60g、適量的溶劑、催化劑，分別加入反應釜內，關閉反應釜，先后使用氮氣置換2次和高壓氫氣置換3次后，開始通入氫氣至0.1MPa后，通過PID程序溫度控制器加熱至反應溫度，控制進氣閥，將壓力調至反應壓力后，關閉進氣閥；每隔10min補氣一次。當反應釜內壓力不再變化時，保壓30min，停止加熱。待反應釜的溫度低于30℃，開釜取出反應液。反應液過濾，催化劑回收，減壓蒸餾溶劑后得2－氨基苯甲醇粗品。將粗品溶于甲醇，活性炭脫色，過濾，冷卻結晶，得淡黃色晶體，即為2－氨基苯甲醇。

1.4 產品分析

用安捷倫6890氣相色譜分析測試產品的組分。色譜柱為HP－5，柱長30m。升溫程序：①80℃，3 min；②80～240℃，15℃/min；③240℃，5min。

2 結果與討論

2.1 溶劑種類對反應的影響

為了考察在相同條件下，不同溶劑對制備2－氨基苯甲醇的影響，分別選用甲醇、水、乙醇、乙酸乙酯、甲苯作為溶劑。反應條件如下：2－硝基苯甲醇60g，催化劑為6g，溶劑120mL，氫氣壓力2MPa，反應溫度80℃。實驗表明，以水、甲苯為溶劑，在該反應條件下基本不反應；而以甲醇、乙醇、乙酸乙酯為溶劑，加氫反應可順利的進行；以甲醇溶劑，反應時間為1.8h，以乙醇為溶劑，反應時間為1.9h，以乙酸乙酯為溶劑，反應時間為1.3h。從反應時間和溶劑的回收角度考慮，該反應溶劑選用乙酸乙酯。

2.2 溫度對反應的影響

設定反應條件為2－硝基苯甲醇60g，催化劑為6g，乙酸乙酯120mL，氫氣壓力2MPa。反應溫度分別為40、50、60、70、80、90、100 ℃。經實驗測試，結果見表1。

由表1可以看出，隨著溫度的升高，完全反應所需要的時間越來越短，但收率也會相應下降，這主要是因為隨著溫度的升高，反應速率會逐漸加快，完全反應的時間也越來越短；但是溫度高易發生副反應，副產物也相應的增加，故收率有所降低。綜上所述，可以看出，反應溫度應控制在50～60℃。

表1 溫度對反應的影響

2.3 壓力對反應的影響

設定反應條件為2－硝基苯甲醇60g，催化劑為6g，乙酸乙酯120mL，反應溫度50℃，通過使用不同的壓力，考察反應壓力對該反應的影響。實驗結果見表2。由表2可知：當壓力為0.5MPa時，反應速率很慢，反應進行不完全；當反應壓力大于1.0 MPa時，原料的轉化率均為100%，但收率隨著壓力的升高呈現出先增加后降低的趨勢。因此反應壓力選擇1.5MPa為宜。

表2 壓力對反應的影響

2.4 催化劑用量對反應的影響

設定反應條件為2－硝基苯甲醇60g，乙酸乙酯120mL，反應溫度50℃，反應壓力1.5MPa。通過加入催化劑量的不同，考察催化劑用量對反應的影響，結果見表3。由表3可得當催化劑用量在6g以下時，隨著催化劑用量的減少，所需反應時間明顯延長，收率也隨著下降；當催化劑用量在6g以上時，所需要反應時間不再明顯縮短，即反應速率不再明顯加快，但收率隨著催化劑用量的增加而下降。因此催化劑用量在6g為宜，即m（催化劑）∶m（2－硝基苯甲醇）＝1∶10。

表3 催化劑用量對反應的影響

2.5 催化劑的套用

為了考察催化劑的活性和壽命，設定反應條件為2－硝基苯甲醇60g，催化劑為6g，乙酸乙酯120 mL，反應溫度50℃，反應壓力為1.5MPa，對催化劑的循環套用進行測試。結果見表4。由表4可知，負載型鎳催化可以循環套用，當套用7次時，催化劑的活性依然較好。

3 結論

采用液相催化加氫制備2－氨基苯甲醇的最優化的工藝條件為：以乙酸乙酯為溶劑，在50～60℃，1.5MPa，m（催化劑）∶m（2－硝基苯甲醇）＝1∶10，此條件下反應的收率為93.2%，催化劑可循環套用。

表4 催化劑套用對反應的影響

［1］Anna Quattropani，Jér?me Dorbais，David Covini，et al.Discovery and development of a new class of potent，selective，orally active oxytocin receptor antagonists［J］.Journal of Medicinal Chemistry，2005，48（24）：7882－7905.