[发明专利]一种N-乙基苯胺的合成方法

说明书

技术领域

本发明涉及有机合成领域，具体涉及一种N-乙基苯胺的合成方法。 

背景技术

N-乙基苯胺又名乙基苯胺，英文名N-Ethylanlllne，黄棕色透明油状液体，有苯胺气味，沸点204℃，不溶于水，可溶于醇及大部分有机溶剂。N-乙基苯胺是一种非常重要的化工中间体，可以作为多种染料的中间体，也可以作为农药、医药、橡胶助剂和感光材料等产品的原料。同时，近年来也有不少企业将其作为抗爆剂和抗氧化剂等用于汽油工业。 

目前，N-乙基苯胺的生产方法主要是液相法和气相法。液相法存在设备腐蚀严重、设备费用高、操作压力高、操作劳动强度大、除酸后处理工序繁琐、副产物多、分离困难和污染环境等弊端；气相法虽然在降低压力、酸用量和环保方面有了一定的改善，但是改善并不明显。因此，科研人员都在致力于解决N-乙基苯胺生产过程中所存在的酸污染、高温高压、目标产物不易分离等问题。 

发明内容

为了解决现有技术的不足，本发明提供了一种N-乙基苯胺的合成方法，以苯胺、乙醛和供氢体为基础反应原料，在反应体系中加入催化剂，采用醇-水混合液作溶剂，在超声波反应器中制备N-乙基苯胺。该方法在常压和较低温度下进行，用醇-水混合液作为反应溶剂，其后续处理相对简单，分离难度大幅降低，有效解决了酸污染、目标产物不易分离、高温高压等问题。 

本发明采用的方案是： 

以苯胺、乙醛和供氢体为基础反应原料，反应体系中加入催化剂和醇，以醇-水混合液作溶剂，在超声波反应器中进行； 

其中超声波的反应参数为：工作频率：21-23KHz，超声功率：200～800W，变幅杆：Φ10mm。 

在超声波反应器中，苯胺和乙醛在醇-水溶剂里反应生成亚胺中间体，供氢体所提供的氢在催化剂的作用下将亚胺中间体还原成N-乙基苯胺，反应方程式如下： 

其具体制备步骤为： 

（1）向反应器中加入催化剂和醇，常温常压下搅拌活化20-40min； 

（2）向上述反应器中加入供氢体和苯胺，开启超声，搅拌下滴加乙醛的醇-水混合液，保温至反应完全； 

（3）将上述反应液抽滤，蒸干滤液，加入有机溶剂溶解，水洗，分液，蒸干溶剂，得产品。 

经发明人多次实验证明，本发明中所用原料，以纯物质的摩尔比计，苯胺：乙醛：供氢体：催化剂=1：1-2：1-10：0.01-0.02，摩尔比偏大会使成本增加，造成浪费；摩尔比偏小将会降低产率。 

为了提高产品的选择性和收率，所述供氢体为供氢效果较好的乙酸铵或甲酸铵或氢气或硼氢化钠。所述催化剂为钯碳和Ni-M/Al₂O₃系列催化剂，其中M是Mo、Mn、Co、Pt、Cr中的一种或多种，因为钯碳和Ni-M/Al₂O₃系列催化剂能很好的作为氢载体，有较好的催化加氢效果。由于催化剂的活化温度对活化效果影响不大，因此步骤（1）中催化剂在常温常压下进行活化即可，活化时间为20-40min，时间过短活化效果不佳，时间过长会浪费资源。 

对于供氢体而言，水是很好的溶剂，而醇既可以与苯胺互溶也可以和水互溶，因此本发明中采用醇-水混合液作溶剂，可以有效解决原料的溶解和接触反应问题，而且环境污染小，成本低。为了使催化剂在醇溶剂中充分分散，步骤（1）中醇的用量以充分淹没催化剂为准，经发明人多次实验得出，步骤（1）中催化剂和醇的质量比最优为1：50-250，其中所述醇为甲醇或乙醇或异丙醇或丁醇或正丁醇或其混合物；考虑到反应体系中总的溶剂量过多会造成浪费，过少则反应不充分，步骤（2）中醇-水混合液的用量为：乙醛与醇-水混合液的质量比为1：5-25，其中所述醇为甲醇或乙醇或异丙醇或丁醇或正丁醇或其混合物。由于水的用量对供氢体放出氢多少和反应速度都有一定的影响，因此为提高反应收率、减少反应时间，发明人经过大量实验数据优化，得到醇-水混合液中醇和水的最佳质量比为2-6：1。 

由于向反应体系中加入乙醛的过程是放热过程，因此，滴加乙醛时需缓慢进行，滴加乙醛的醇-水混合液进行反应时，采用常规技术手段控制体系温度始终在15-50℃，温度过高或过低都会使产物的选择性降低。滴加乙醛完毕后，保温反应1h-4h，反应时间过短，苯胺的转化率不能达到最大；反应时间过长，增加能耗，使成本增加。反应结束后，可采用高效液相色谱进行检测。