本發明屬于化學合成技術領域，具體涉及一種對硝基苯肼的合成方法。
背景技術：
對硝基苯肼為橙紅色針狀結晶，熔點157℃，溶于熱水、熱苯、醇、氯仿、醚和乙酸乙酯，微溶于冷水。對硝基苯肼是一種重要的精細化工原料，是合成多種醫藥、農藥的中間體，也是檢驗和測定醛、酮和糖的重要試劑。
目前對硝基苯肼的合成方法通常是以對硝基苯胺為原料，通過重氮化、還原、酸化、堿析等工序合成對硝基苯肼，這些工序對反應溫度的要求較苛刻，重氮化和還原反應都必須在低溫下進行，而且亞硝酸鈉溶液的滴加速度、反應程度控制不好都會發生副反應并導致副產物的生成，也會對下面的還原反應產生影響。以亞硫酸鈉或亞硫酸氫鈉作還原劑的工藝路線較為成熟，已廣泛用于對硝基苯肼的工業化生產，但其控制條件較多，工藝過程復雜，操作繁瑣，如需用氫氧化鈉溶液將ph值調至6.5~7，若控制不好則有瀝青狀副產物生成，且整個過程中需多次調節反應溫度。用氯化亞錫作還原劑時，不僅價格較為昂貴，反應溫度較低，需制冷設備，能耗大，成本高，且收率不高，sncl4和sncl2較難回收，易造成環境污染。
此外，現有技術還存在以下問題和缺點：（1）反應步驟多，工藝復雜，對設備要求高，收率低（反應總收率只有70～80%），生產成本較高；（2）在生產過程中，所使用的鹽酸、氫氧化鈉、亞硫酸鹽或氯化亞錫及反應副產物等最終都進入了廢水中，產生了大量的含鹽有機廢水，該廢水的處理難度大、處理費用高，廢棄物排放量大，易造成環境污染；（3）重氮化和還原過程的安全隱患較多，重氮鹽的濃度不能過高，否則會增加生產的危險性，還原過程中所用亞硫酸鹽會產生副產物二氧化硫氣體，該氣體具有一定的毒性和腐蝕性，對設備要求高。隨著近年來對環境保護及綠色生產的意識增強，安全要求的日益提高，安全及三廢的問題成為了重氮化法合成對硝基苯肼的最大制約限制條件，因此，急需研究一條工藝簡單、綠色環保的對硝基苯肼合成新方法及工藝路線。
技術實現要素：
為了克服現有技術存在的上述缺點，本發明提供了一種工藝簡單、操作安全、收率高、廢棄物排放少、生產成本低、綠色環保的合成對硝基苯肼的新方法。
本發明采用的技術方案是：以對硝基苯胺、丙酮連氮和水為原料，在一定溫度下反應合成對硝基苯肼。在反應過程中加入過量的丙酮連氮（既是反應物也是溶劑）和水以使反應體系中的對硝基苯胺反應完全，反應過程中產生的丙酮和氨采用精餾裝置及氨回收裝置回收后可用于合成丙酮連氮，反應結束后采用減壓蒸餾除去水和丙酮連氮，固體物質經重結晶、干燥后得到對硝基苯肼。
本發明方法具體的工藝步驟如下：將對硝基苯胺和丙酮連氮放入反應釜中，開啟攪拌，加熱升溫至130℃，將水緩慢滴加到反應釜中，控制反應溫度為110℃～130℃，將反應產生的氣體引入精餾塔中，在塔頂溫度54℃～58℃下采出丙酮并回收氨氣，進入精餾塔的水蒸汽和丙酮連氮經冷凝后流回反應釜中繼續參與反應；水滴加完畢后繼續保溫反應，當精餾塔塔頂無氨氣放出后結束反應，將反應釜中的水和丙酮連氮用負壓全部蒸出，反應釜內的固體物質用無水乙醇重結晶、干燥后得到對硝基苯肼成品。
上述步驟中，對硝基苯胺和丙酮連氮的摩爾比為1∶1.5～2，對硝基苯胺和水的摩爾比為1∶3～4。其反應方程式如下：
本發明的有益效果是：與傳統的重氮化反應工藝制取對硝基苯肼相比，本發明方法反應步驟少，工藝簡單，對設備要求不高，反應易于控制，收率高（以丙酮連氮計收率在90%以上），后處理簡單，產品純度高（含量在99%以上），在反應過程中副產回收的氨和丙酮是合成丙酮連氮的原料，可循環利用，生產成本低，廢棄物排放少，是一種綠色環保型生產工藝。
具體實施方式
實施例1
將對硝基苯胺138g、丙酮連氮168g放入帶攪拌、滴液漏斗、溫度計及精餾柱的四口燒瓶中，精餾柱的接收器上部接一導管以便吸收氨氣；開啟攪拌，將溶液加熱升溫至130℃，將水54ml緩慢滴加到四口燒瓶中，控制反應溫度為110℃～130℃，當反應產生的氣體進入精餾柱后，在柱頂溫度54℃～58℃下采出丙酮并回收氨氣，進入精餾柱的水蒸汽和丙酮連氮經冷凝后流回燒瓶中繼續參與反應；水滴加完畢后繼續保溫反應，當精餾柱接收器無氨氣放出后結束反應，將燒瓶中的水和丙酮連氮用負壓全部蒸出，燒瓶內的固體物質用無水乙醇重結晶、干燥后得到對硝基苯肼146.6g。
實施例2
將對硝基苯胺138g、丙酮連氮196g放入帶攪拌、滴液漏斗、溫度計及精餾柱的四口燒瓶中，精餾柱的接收器上部接一導管以便吸收氨氣；開啟攪拌，將溶液加熱升溫至130℃，將水63ml緩慢滴加到四口燒瓶中，控制反應溫度為110℃～130℃，當反應產生的氣體進入精餾柱后，在柱頂溫度54℃～58℃下采出丙酮并回收氨氣，進入精餾柱的水蒸汽和丙酮連氮經冷凝后流回燒瓶中繼續參與反應；水滴加完畢后繼續保溫反應，當精餾柱接收器無氨氣放出后結束反應，將燒瓶中的水和丙酮連氮用負壓全部蒸出，燒瓶內的固體物質用無水乙醇重結晶、干燥后得到對硝基苯肼147.3g。
實施例3
將對硝基苯胺138g、丙酮連氮224g放入帶攪拌、滴液漏斗、溫度計及精餾柱的四口燒瓶中，精餾柱的接收器上部接一導管以便吸收氨氣；開啟攪拌，將溶液加熱升溫至130℃，將水72ml緩慢滴加到四口燒瓶中，控制反應溫度為110℃～130℃，當反應產生的氣體進入精餾柱后，在柱頂溫度54℃～58℃下采出丙酮并回收氨氣，進入精餾柱的水蒸汽和丙酮連氮經冷凝后流回燒瓶中繼續參與反應；水滴加完畢后繼續保溫反應，當精餾柱接收器無氨氣放出后結束反應，將燒瓶中的水和丙酮連氮用負壓全部蒸出，燒瓶內的固體物質用無水乙醇重結晶、干燥后得到對硝基苯肼148.1g。