一種在乙酸溶液中硝基苯一步直接合成對乙酰氨基苯酚的方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于有機催化反應領域，具體地說是一種由硝基苯直接合成對乙酰氨基苯酚的方法。
【背景技術】
[0002]對乙酰氨基苯酚(簡稱APAP)，是一種常用的解熱鎮痛藥(藥物名稱撲熱息痛)，具有刺激性小、極少有過敏反應、副作用小等優點，現已成為國際醫藥市場上頭號解熱鎮痛藥。此外，它還是撲炎痛等藥物以及一些其它有機物的合成中間體，也用于合成照相感光藥品、過氧化氫的穩定劑等。
[0003]目前，工業上對乙酰氨基苯酚生產大多以對氨基苯酚為原料經乙酸酐酰化制成。由于對氨基苯酚在生產、運輸貯運過程中極易氧化變色，因此在制備對乙酰氨基苯酚時必須首先對對氨基苯酚進行精制，才能生產出符合藥典標準的對乙酰氨基苯酚原藥。不僅工藝過程復雜，能耗大，而且對氨基苯酚在精制與提純過程中損失較大，導致產品的總收率低。因此，將原料加氫還原和后續酰化過程合并在同一個反應器中直接合成對乙酰氨基苯酚的一步法工藝成為目前對乙酰氨基苯酚合成研究的熱點。目前文獻報導的一步法合成對乙酰氨基苯酚，大多以對硝基苯酚為原料，雖可實現對乙酰氨基苯酚的直接合成，但原料成本較高，經濟上不合算。硝基苯是大宗化工原料，以其為起始原料進行對氨基苯酚以及對乙酰氨基苯酚的生產具有非常明顯的原料優勢。以硝基苯為原料催化合成對氨基苯酚目前已實現工業化生產。該工藝普遍以Pt/C為催化劑，于10?20%的硫酸溶液中進行。由于反應在硫酸溶液中進行，反應過程中生成的對氨基苯酚及副產物苯胺均以硫酸鹽的形式存在，這就使得在加氫反應液中直接進行酰化反應具有一定的困難。本課題組先前申請的專利CN103113254公開了一種在鋅鹽溶液中從硝基苯催化加氫直接合成對乙酰氨基酚的工藝，硝基苯在鋅鹽溶液中首先加氫為對氨基苯酚，反應液通過蒸餾分離出副產物苯胺后加入酰化劑乙酐得到對乙酰氨基苯酚。該工藝以鋅鹽取代了硫酸為酸催化重排催化劑，反應后無需氨水中和調解PH即可直接進行酰化反應，但加氫與酰化依然分步進行，不僅酰化劑乙酐消耗量大而且苯胺蒸餾過程的能耗較高。本發明提供了一種在乙酸溶液中由硝基苯直接一步合成對乙酰氨基苯酚的方法，加氫反應與酰化反應同時進行，酰化劑乙酐用量少，產品收率高，同時副產乙酰苯胺，對乙酰氨基苯酚和乙酰苯胺的分離方法簡單。
【發明內容】
[0004]本發明所要解決的技術問題是:提供一種在乙酸溶液中由硝基苯一步直接合成對乙酰氨基苯酚的方法，通過加入乙酸，利用乙酸和鋅鹽的協同促進作用，有效提高了產品的收率和選擇性，在不摻雜其它助催化劑條件下，產品總收率超過80% ;加氫反應進行過程中，乙酸能夠完成對對氨基苯酚的部分酰化，乙酸酐用量相對分步酰化最高可減少70%左右。本發明能夠同時完成加氫副反應產物苯胺的酰化副產乙酰苯胺，對乙酰氨基苯酚和乙酰苯胺的分離方法簡單。
[0005]本發明的技術方案是:
[0006]一種在乙酸溶液中硝基苯一步直接合成對乙酰氨基苯酚的方法，包括以下步驟:
[0007]第一步，將負載型金屬Pt催化劑與溶劑水、鋅鹽、乙酸、硝基苯和十六烷基三甲基溴化銨放入高壓反應釜中，其質量配比為負載型金屬Pt催化劑:鋅鹽:硝基苯:乙酸:十六烷基三甲基溴化銨:水=0.05?1: 0.0?6:2?40:5?60: 0.02: 100 ；
[0008]第二步，在上述反應器中，以隊置換空氣8?12分鐘后，在溫度80?200°C下通Λ H2, M H2分壓為0.1?2.0MPa,反應時間3?40小時;
[0009]第三步，第二步的反應結束后，將反應釜降至50?60°C，由加料泵向反應釜中打入乙酸酐，乙酸酐加入量為第一步加入硝基苯摩爾量的20%?80%，反應10分鐘；
[0010]第四步，第三步的反應結束后，趁熱將反應液過濾；
[0011 ] 第五步，將過濾后的反應液進行減壓蒸餾，蒸出50 %?70 %的溶液，冷卻至5?10C，析出結晶，過濾得到對乙酰氨基苯酚和副反應產物乙酰苯胺的混合物；
[0012]第六步，向第五步得到的對乙酰氨基苯酚和副反應產物乙酰苯胺的混合物中按質量比為苯:固體混合物=2?3:1加入溶劑苯，在50?60°C攪拌30分鐘，過濾并減壓真空干燥得到對乙酰氨基苯酚。
[0013]所述的負載型Pt催化劑的組成包括載體和負載的活性組分Pt ;Pt負載量為
0.1%?5%。
[0014]所述的負載型Pt催化劑優選為Pt/C、Pt/Si02、PVAl2O3或Pt/T1 2。
[0015]上面所述的鋅鹽為硫酸鋅、乙酸鋅、氯化鋅或硝酸鋅。
[0016]所述的第一步中鋅鹽的優選量為鋅鹽:水=I?5:100。
[0017]本發明的有益效果是:本發明提供一種在乙酸溶液中由硝基苯一步合成對乙酰氨基苯酚的工藝，乙酸在加氫反應中可同時完成對氨基苯酚的部分酰化，相比CN103113254的分步酰化，乙酸酐的用量最多可減少70%左右；乙酸與鋅鹽對合成對氨基苯酚反應有良好的協同促進作用，乙酸與鋅鹽的混合溶液中對乙酰氨基苯酚的收率最高達到82.3%。反應過程中可同時完成副產物苯胺的酰化，得到乙酰苯胺。利用溶劑苯溶解乙酰苯胺，可實現乙酰苯胺與對乙酰氨基苯酚的有效分離。該對乙酰氨基苯酚的合成工藝，方法簡單，產品收率高，反應液可循環使用，無廢液排放。
【具體實施方式】
[0018]下面以實施例進一步說明本發明，實施例僅用于詳細說明本發明，并不視為對本發明權利要求保護范圍的限制。
[0019]本發明涉及的負載型金屬Pt催化劑為公知材料，為將氯鉬酸通過浸潰方法負載于常用各種載體上制備而成，如Pt/C、Pt/Si02、Pt/Al203、Pt/Ti02等。Pt負載量為0.1%?5% (wt% )。實施例1
[0020]第一步，將0.1gPt 負載量為 5% (wt% )的 Pt/S1#化劑、20g(0.163mol)硝基苯、60g乙酸、0.02g十六烷基三甲基溴化銨和10ml水放入高壓反應釜中；
[0021]第二步，在上述高壓反應釜中，以隊置換空氣8?12分鐘后，加熱至150°C通入H2，至氫氣分壓為0.5MPa，反應10小時，使硝基苯轉化為對氨基苯酚和對乙酰氨基苯酚；
[0022]第三步，第二步的反應結束后，將反應釜降至50?60°C，由加料泵向反應釜中打Λ 6.4g(0.063mol)乙酸酐，反應10分鐘。
[0023]第四步，第三步的反應結束后，趁熱將反應液過濾，得濾液165ml ；
[0024]第五步,將過濾后的反應液進行減壓蒸懼至溶液量約50ml,冷卻至5?10°C,析出結晶，過濾得對乙酰氨基苯酚和副反應產物乙酰苯胺的混合物；
[0025]第六步，向第五步得到的對乙酰氨基苯酚和副反應產物乙酰苯胺的混合物中按質量比為(苯:固體混合物)為2:1加入溶劑苯，在60°C攪拌30分鐘，過濾并減壓真空干燥濾餅得到對乙酰氨基苯酚，對乙酰氨基苯酚收率為45.7% (對乙酰氨基苯酚收率=干燥后得到的對乙酰氨基苯酚的摩爾數/第一步加入的原料硝基苯的摩爾數)。
[0026]實施例2
[0027]第一步，將1.0g Pt 負載量為 0.1% (wt% )的 PVAl2O3催化劑、5g(0.041mol)硝基苯、0.1g硫酸鋅、5g乙酸、0.02g十六烷基三甲基溴化銨和10ml水放入高壓反應釜中；
[0028]第二步，在上述高壓反應釜中，以隊置換空氣8?12分鐘后，加熱至100°C通入H2,至氫氣分壓為1.0MPa,反應4小時，使硝基苯轉化為對氨基苯酚和對乙酰氨基苯酚；
[0029]第三步，第二步的反應結束后，將反應釜降至50?60°C，由加料泵向反應釜中打Λ 3.3g(0.032mol)乙酸酐，反應10分鐘。
[0030]第四步，第三步的反應結束后，趁熱將反應液過濾，得濾液106ml ；
[0031]第五步，將過濾后的反應液進行減壓蒸餾至溶液量約50ml，冷卻至5?10°C，析出結晶，過濾得對乙酰氨基苯酚和副反應產物乙酰苯胺的混合物；
[0032]第六步，向第五步得到的對乙酰氨基苯酚和副反應產物乙酰苯胺的混合物中按質量比為(苯:固體混合物)為2:1加入溶劑苯，在60°C攪拌30分鐘，過濾并減壓真空干燥濾餅得到對乙酰氨基苯酚，對乙酰氨基苯酚收率為49.2%。<