采用硝化反應(yīng)裝置制備酚類硝化物的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種采用硝化反應(yīng)裝置制備酚類硝化物的方法，該硝化反應(yīng)裝置包括用于儲(chǔ)存酸液的儲(chǔ)液腔室(1)、第一流速控制器(2)、用于排出酸液中的氣體的排氣腔室(3)、第二流速控制器(5)、毛細(xì)管(6)和存放被硝化物的反應(yīng)腔室(10)；儲(chǔ)液腔室、第一流速控制器、排氣腔室、第二流速控制器和毛細(xì)管依次連通；毛細(xì)管的尾端伸入至反應(yīng)腔室的內(nèi)部且毛細(xì)管與反應(yīng)腔室的連接處設(shè)置有密封層，且在第一流速控制器和第二流速控制器處于開啟狀態(tài)下，酸液能夠依靠重力流入至反應(yīng)腔室內(nèi)與被硝化物發(fā)生硝化反應(yīng)；并且排氣腔室的頂部設(shè)置有與大氣連通的排氣孔(4)。利用該裝置進(jìn)行酚類硝化物的制備能夠有效地避免碳化現(xiàn)象且反應(yīng)速率較高。
【專利說明】采用硝化反應(yīng)裝置制備酚類硝化物的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及硝化反應(yīng)領(lǐng)域，具體地，涉及一種采用硝化反應(yīng)裝置制備酚類硝化物的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]硝化反應(yīng)是有機(jī)化學(xué)工業(yè)中十分重要的單元反應(yīng)之一，尤其是酚類硝化產(chǎn)品具有十分廣泛的用途，不僅在染料、制藥等民用行業(yè)上占有重要的地位，而且在國(guó)防工業(yè)中也占有重要的地位，從而使得針對(duì)硝化反應(yīng)的研究在實(shí)驗(yàn)室中十分普遍?，F(xiàn)有實(shí)驗(yàn)室中針對(duì)硝化反應(yīng)均采用滴定的方式進(jìn)行，可以將酸液滴向被硝化物，這種反應(yīng)方法中酸液的滴定速度難以控制，若滴定速度過快則容易出現(xiàn)炭化現(xiàn)象，若滴定速度太慢則反應(yīng)速率過低?，F(xiàn)有實(shí)驗(yàn)室中硝化滴定的方式進(jìn)行 ，可以將被硝化物酸液中滴定，但反應(yīng)速率較難控制、反應(yīng)熱難導(dǎo)出、碳化嚴(yán)重從而使得這種滴定方式一般不采用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種采用硝化反應(yīng)裝置制備酚類硝化物的方法，利用該裝置中毛細(xì)管的截面積微小的尾端使得酸液與酚/酚液接觸面較小，從而避免了炭化的發(fā)生，同時(shí)該裝置能夠分步、連續(xù)地向酚/酚液中輸入酸液，保證了足夠大的反應(yīng)速率。
[0004]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種采用硝化反應(yīng)裝置制備酚類硝化物的方法，該硝化反應(yīng)裝置包括用于儲(chǔ)存酸液的儲(chǔ)液腔室(I)、第一流速控制器(2)、用于排出酸液中的氣體的排氣腔室(3)、第二流速控制器(5)、毛細(xì)管(6)和存放被硝化物的反應(yīng)腔室
(10);所述儲(chǔ)液腔室(I)、所述第一流速控制器(2)、所述排氣腔室(3)、所述第二流速控制器(5)和所述毛細(xì)管(6)依次連通；所述毛細(xì)管(6)的尾端伸入至所述反應(yīng)腔室(10)的內(nèi)部且所述毛細(xì)管(6)與所述反應(yīng)腔室(10)的連接處設(shè)置有密封層，且在所述第一流速控制器(2)和第二流速控制器(5)處于開啟狀態(tài)下，所述酸液能夠依靠重力流入至所述反應(yīng)腔室(10)內(nèi)與所述被硝化物發(fā)生硝化反應(yīng)；并且所述排氣腔室(3)的頂部設(shè)置有與大氣連通的排氣孔(4);該方法包括:
[0005]I)將酸液置于所述儲(chǔ)液腔室⑴中，將酚或酚溶液置于所述反應(yīng)腔室(10)中，且使毛細(xì)管出)的尾端位于酚或酚溶液的液面以下；
[0006]2)將第一流速控制器(2)和所述第二流速控制器(5)置于開啟狀態(tài)將所述酸液流入至所述酚中進(jìn)行硝化反應(yīng)；
[0007]其中,所述酸液的流速由慢到快，且所述酸液的流速在0.5-3mL/min的范圍內(nèi)。
[0008]通過上述技術(shù)方案，本發(fā)明提供的硝化反應(yīng)裝置中通過最終通過毛細(xì)管將酸液輸入至酚/酚液中，利用毛細(xì)管的尾端具有微小的截面積，從而使得酸液剛進(jìn)入酚/酚液的接觸面較小，然后酸液能夠快速地分散到酚/酚液中，從而完全避免了炭化現(xiàn)象的發(fā)生，并且通過第一流速控制器和第二流速控制器控制酸液的流速使得酸液能夠連續(xù)地輸入至酚/酚液中保證了足夠大地反應(yīng)速率。同時(shí)酸液直接輸入至酚的液面以下，能夠有效地降低酸液中硝酸的揮發(fā)，提高硝酸的利用率，較小酸霧的排放，有利于環(huán)境的保護(hù)。
[0009]本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的【具體實(shí)施方式】部分予以詳細(xì)說明。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]附圖是用來提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與下面的【具體實(shí)施方式】一起用于解釋本發(fā)明，但并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限制。在附圖中:
[0011]圖1是根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式的硝化反應(yīng)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012]圖2是根據(jù)本發(fā)明制備的鄰硝基對(duì)甲酚的核磁氫譜；
[0013]圖3是根據(jù)本發(fā)明制備的鄰硝基對(duì)甲酚的紅外圖譜；
[0014]圖4是根據(jù)本發(fā)明制備的鄰硝基苯酚的核磁氫譜；
[0015]圖5是根據(jù)本發(fā)明制備的鄰硝基苯酚的紅外圖譜。
[0016]附圖標(biāo)記說明
[0017]1、儲(chǔ)液腔室2、第一流速控制器
[0018]3、排氣腔室4、排氣孔 [0019]5、第二流速控制器6、毛細(xì)管
[0020]7、攪拌器8、冷凝器
[0021]9、溫控設(shè)備10、反應(yīng)腔室
【具體實(shí)施方式】
[0022]以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的【具體實(shí)施方式】?jī)H用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。
[0023]本發(fā)明提供了一種采用硝化反應(yīng)裝置制備酚類硝化物的方法，如圖1所示，該硝化反應(yīng)裝置包括用于儲(chǔ)存酸液的儲(chǔ)液腔室(I)、第一流速控制器(2)、用于排出酸液中的氣體的排氣腔室(3)、第二流速控制器(5)、毛細(xì)管(6)和存放被硝化物的反應(yīng)腔室(10);所述儲(chǔ)液腔室(I)、所述第一流速控制器(2)、所述排氣腔室(3)、所述第二流速控制器(5)和所述毛細(xì)管(6)依次連通；所述毛細(xì)管(6)的尾端伸入至所述反應(yīng)腔室(10)的內(nèi)部且所述毛細(xì)管(6)與所述反應(yīng)腔室(10)的連接處設(shè)置有密封層，且在所述第一流速控制器(2)和第二流速控制器(5)處于開啟狀態(tài)下，所述酸液能夠依靠重力流入至所述反應(yīng)腔室(10)內(nèi)與所述被硝化物發(fā)生硝化反應(yīng)；并且所述排氣腔室(3)的頂部設(shè)置有與大氣連通的排氣孔
(4);該方法包括:
[0024]I)將酸液置于所述儲(chǔ)液腔室(I)中，將酚或酚溶液置于所述反應(yīng)腔室(10)中，且使毛細(xì)管出)的尾端位于酚或酚溶液的液面以下；
[0025]2)將第一流速控制器(2)和所述第二流速控制器(5)置于開啟狀態(tài)將所述酸液流入至所述酚中進(jìn)行硝化反應(yīng)；
[0026]其中，所述酸液的流速由慢到快，且所述酸液的流速在0.5-3mL/min的范圍內(nèi)。
[0027]在本發(fā)明中，該裝置設(shè)置有兩個(gè)流速調(diào)節(jié)裝置即第一流速控制器2和第二流速控制器5，這樣便能夠精準(zhǔn)的調(diào)節(jié)酸液的流速，從而能夠有效地避免酸液局部過濃引起酚的炭化和副反應(yīng)的發(fā)生。并且該裝置有排氣腔室3，該排氣腔室3通過頂部的排氣孔4與大氣相通，能夠有效地使得裝置的氣壓與大氣壓相同，從而使得酸液能夠順利的流入酚中。該裝置設(shè)置有毛細(xì)管6，毛細(xì)管6能夠優(yōu)化該裝置調(diào)節(jié)酸液的流速的能力，在該裝置中對(duì)毛細(xì)管6的粗細(xì)沒有特別的限定，為了進(jìn)一步優(yōu)化該裝置調(diào)節(jié)酸液的流速的能力，優(yōu)選地，毛細(xì)管6的內(nèi)徑為2.lmm-3.2mm。
[0028]在本發(fā)明中，為了簡(jiǎn)化裝置的結(jié)構(gòu)，使得該裝置的各組件之間便于安裝和拆卸，優(yōu)選地，反應(yīng)腔室10為四口燒瓶，儲(chǔ)液腔室I和第一流速控制器2構(gòu)成的部分為滴液漏斗，第二流速控制器5為按壓開關(guān)。
[0029]在本發(fā)明中，對(duì)排氣腔室3的具體結(jié)構(gòu)沒有特別的要求，為了便于排氣腔室3能夠進(jìn)行排氣，優(yōu)選地，排氣腔室3為聚四氟乙烯腔室，這樣排氣腔室3的腔壁的機(jī)械強(qiáng)度低，在給予較低的壓力下便可發(fā)生形變，便于排氣和通氣。
[0030]在本發(fā)明中，為了進(jìn)一步優(yōu)化在該裝置中進(jìn)行硝化反應(yīng)的產(chǎn)率，優(yōu)選地，裝置還包括溫度計(jì)、攪拌器7和冷凝器8。溫度計(jì)、攪拌器7和毛細(xì)管6的一端通過四口燒瓶的其中三個(gè)口伸入至四口燒瓶?jī)?nèi)，這樣溫度計(jì)便能夠及時(shí)的反饋四口瓶中的溫度從而能夠及時(shí)的調(diào)節(jié)反應(yīng)溫度，防止反應(yīng)溫度過高發(fā)生炭化。冷凝器8與四口燒瓶的另外一個(gè)口相連通，冷凝器8的設(shè)置使得體系能夠回流，從而提高反應(yīng)產(chǎn)率。四口燒瓶的四個(gè)口處均設(shè)有密封層，優(yōu)選地該密封層為橡膠塞，這樣便能保證反應(yīng)過程中的蒸汽不會(huì)溢出，從而保證回流的順利進(jìn)行。
[0031]在本發(fā)明中，為了進(jìn)一步提高硝化反應(yīng)的產(chǎn)率，優(yōu)選地，攪拌器7和毛細(xì)管6的末端均伸入至被硝化物的液面以下，這樣酸液便能夠直接輸入至酚的液面以下，能夠有效地降低硝酸的揮發(fā)，提高硝酸的利用率，較小酸霧的排放，有利于環(huán)境的保護(hù)。溫度計(jì)的底端位于蒸汽進(jìn)入冷凝器8的入口處，這樣溫度計(jì)反饋的溫度便為蒸汽的溫度，蒸汽溫度更能夠反應(yīng)硝化反應(yīng)的溫度，從而提高硝化反應(yīng)的產(chǎn)率。
[0032]在本發(fā)明中，為了簡(jiǎn)化冷凝器的結(jié)構(gòu)，優(yōu)選地，冷凝器為直形冷凝器或球形冷凝器。
[0033]在本發(fā)明中，為了及時(shí)的調(diào)節(jié)反應(yīng)溫度，優(yōu)選地，該裝置還包括用來調(diào)節(jié)反應(yīng)溫度的溫控設(shè)備9，更優(yōu)選地，所述溫控設(shè)備9為帶加熱功能的磁力攪拌器，且位于所述反應(yīng)腔室10的底部。
[0034]在本發(fā)明中，為了完全地避免炭化現(xiàn)象的發(fā)生采用分級(jí)輸入酸液的方法進(jìn)行硝化反應(yīng)，優(yōu)選地，在酸液輸入前期，所述酸液的流速為0.5-lmL/min ;在酸液輸入中期，所述酸液的流速為1.5-2mL/min ;在酸液輸入后期，所述酸液的流速為2.5_3mL/min，其中酸液輸入前期為輸入的酸液的體積為酸液總體積的30%以下的階段，酸液輸入中期為輸入的酸液的體積為酸液總體積的30% -60%的階段，酸液輸入后期為輸入的酸液的體積為酸液總體積的60%以上的階段。
[0035]在本發(fā)明中，所述酸液可以為硝酸溶液，也可以為硝酸與硫酸相混合的混酸溶液，為了使得反應(yīng)條件較為溫和，降低副反應(yīng)的發(fā)生，優(yōu)選地，所述酸液為硝酸溶液且硝酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)濃度為17% -25% ;相對(duì)于Imol的硝酸，所述酚的用量為0.6-0.9mol。
[0036]在本發(fā)明中，所述酸液可以為硝酸溶液，也可以為硝酸與硫酸相混合的混酸溶液，為了使得提高反應(yīng)速率，增大反應(yīng)收率，優(yōu)選地，所述酸液為硝酸與硫酸相混合的混酸溶液，且混酸溶液中相對(duì)于 100重量份水，硝酸的含量為20-35重量份，硫酸的含量為90-160重量份，相對(duì)于Imol的硝酸,所述酹的用量為0.6-0.9moL.[0037]在本發(fā)明中，參與硝化反應(yīng)的酚可以在寬的范圍內(nèi)選擇，所述酚可選自苯酚、對(duì)甲酚、鄰甲酚或間甲酚。
[0038]本發(fā)明中，為了進(jìn)一步減少副反應(yīng)的發(fā)生，提高反應(yīng)收率，優(yōu)選地，所述接觸反應(yīng)在有機(jī)溶劑中進(jìn)行，相對(duì)于Imol的硝酸，所述有機(jī)溶劑的用量為120-270mL。所述有機(jī)溶劑有較寬的選擇范圍，優(yōu)選地，所述有機(jī)溶劑選自二氯甲烷、乙醚。
[0039]在本發(fā)明中，為了提高反應(yīng)速率，優(yōu)選地，所述接觸反應(yīng)是在攪拌的條件下進(jìn)行反應(yīng)，所述攪拌的速率為600-800r/mim。
[0040]在本發(fā)明中，對(duì)所述接觸反應(yīng)的溫度沒有特別地限定，為了提高所述接觸反應(yīng)的收率，優(yōu)選地，所述接觸反應(yīng)的溫度為20-30°C。
[0041]在本發(fā)明中，對(duì)所述接觸反應(yīng)的時(shí)間沒有特別地限定，為了提高所述接觸反應(yīng)的收率，優(yōu)選地，所述接觸反應(yīng)的時(shí)間為50-70mim。 [0042]以下將通過實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。以下實(shí)施例中，核磁氫譜參數(shù)的檢測(cè)室通過德國(guó)Bruker DPX-400測(cè)得,紅外參數(shù)的檢測(cè)室通過德國(guó)Bruker Tensor27紅外檢測(cè)儀測(cè)得。
[0043]硝酸為國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑公司的產(chǎn)品，硫酸為國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑公司的產(chǎn)品，乙醚及二氯甲烷為國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑公司的產(chǎn)品，對(duì)甲酚國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑公司的產(chǎn)品，甲酚國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑公司的產(chǎn)品。
[0044]實(shí)施例1
[0045]在裝有溫度計(jì)、攪拌棒以及冷凝管的四口燒瓶中加入10.Sg的對(duì)甲酚(0.1mol)與20ml 二氯甲烷，控制溫度在30°C進(jìn)行攪拌且攪拌器7的攪拌轉(zhuǎn)速為600r/mim，采用底部勻速輸入加料法，開始階段控制開關(guān)，將51.9g質(zhì)量分?jǐn)?shù)為17%的硝酸(0.14mol,47.3ml)溶液緩慢輸入對(duì)甲酚溶液液面下，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，緩慢勻速增加輸入速率直至酸液流完，其中通過控制第一流速控制器2、第二流速控制器5調(diào)整所述酸液的流速使得在開始輸入酸液的28min內(nèi)，所述酸液的流速為0.5mL/min ;在開始輸入酸液的28_38min內(nèi)所述酸液的流速為1.5mL/min ;在開始輸入酸液的38min_45min期間所述酸液的流速為3mL/min。其中，45min后加酸完畢再反應(yīng)5min后停止反應(yīng)進(jìn)行萃取，水相二氯甲烷洗兩次，收集油相，水蒸汽蒸餾，得11.9g的產(chǎn)物Al，收率78%。
[0046]對(duì)Al進(jìn)行核磁氫譜和紅外檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果如圖2和圖3所示，由圖2和圖3可知為鄰硝基對(duì)甲酚。
[0047]實(shí)施例2
[0048]在裝有溫度計(jì)、攪拌棒以及冷凝管的四口燒瓶中加入9.4g(0.1mol)的苯酹、30ml二氯甲烷，控制溫度在25°C進(jìn)行攪拌且攪拌器7的攪拌轉(zhuǎn)速為800r/mim，采用底部勻速輸入加料法，開始階段控制開關(guān)，將混酸(含29g的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25%硝酸(0.12mol)、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%的濃硫酸35g(0.35mol))緩慢送入苯酚溶液液面以下，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，緩慢勻速增加輸入速率直至酸液流完。其中通過控制第一流速控制器2、第二流速控制器5調(diào)整所述酸液的流速使得在開始輸入酸液的13min內(nèi)，所述酸液的流速為lmL/min ;在在開始輸入酸液的13-20min內(nèi)所述酸液的流速為2mL/min ;在開始輸入酸液的20min_26min期間所述酸液的流速為3mL/min,其中，26min后加酸完畢再反應(yīng)35min停止反應(yīng)進(jìn)行萃取,水相二甲烷洗兩次，收集油相，水蒸汽蒸餾，得11.0g的產(chǎn)物A2，收率79%。[0049]對(duì)A2進(jìn)行核磁氫譜和紅外檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果如圖4和圖5所示，由圖4和圖4可知為鄰硝基苯酚。
[0050]實(shí)施例3
[0051]在裝有溫度計(jì)、攪拌棒以及冷凝管的四口燒瓶中加入10.Sg的對(duì)甲酚、25ml 二氯甲烷，控制溫度在20°C進(jìn)行攪拌且攪拌器的攪拌轉(zhuǎn)速為700r/mim，，采用底部勻速輸入加料法，開始階段控制開關(guān)，將含39.4g的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的硝酸緩慢送入苯酚溶液液面以下，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，緩慢勻速增加輸入速率直至酸液流完。其中通過控制第一流速控制器2、第二流速控制器5調(diào)整所述酸液的流速使得在開始輸入酸液的13min內(nèi)，所述酸液的流速為0.8mL/min ;開始輸入酸液的13_19min內(nèi)所述酸液的流速為1.8mL/min ;在開始輸入酸液的19-24min的期間所述酸液的流速為2.8mL/min，其中，24min后加酸完畢再反應(yīng)40min后停止反應(yīng)進(jìn)行萃取，水相二甲烷洗兩次，收集油相，水蒸汽蒸餾，得11.8的產(chǎn)物A3，收率77.1%ο
[0052]對(duì)A3進(jìn)行核磁氫譜和紅外檢測(cè) ，檢測(cè)結(jié)果如圖2和圖3所示，由圖2和圖3可知為鄰硝基對(duì)甲酚。
[0053]實(shí)施例4
[0054]在裝有溫度計(jì)、攪拌棒以及冷凝管的四口燒瓶中加入10.Sg的對(duì)甲酚、30ml乙醚，控制溫度在20°C進(jìn)行攪拌且攪拌器的攪拌轉(zhuǎn)速為700r/mim，采用底部勻速輸入加料法，開始階段控制開關(guān)，將混酸(含39.4g的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%硝酸以及質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%的濃硫酸30g)緩慢送入苯酚溶液液面以下，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，緩慢勻速增加輸入速率直至酸液流完。其中通過控制第一流速控制器2、第二流速控制器5調(diào)整所述酸液的流速使得在開始輸入酸液的31m in內(nèi)，所述酸液的流速為0.5mL/min ;在開始輸入酸液的31_41min內(nèi)所述酸液的流速為1.5mL/min ;在開始輸入酸液的41_49min期間所述酸液的流速為2.8mL/min。其中，49min后加酸完畢，再反應(yīng)21min后停止反應(yīng)進(jìn)行萃取，水相二甲烷洗兩次，收集油相，水蒸汽蒸餾，得12.1g的產(chǎn)物A4，收率79.1 %。
[0055]對(duì)A4進(jìn)行核磁氫譜和紅外檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果如圖2和圖3所示，由圖2和圖3可知為鄰硝基對(duì)甲酚。
[0056]對(duì)比例I
[0057]按照實(shí)施例1的方法進(jìn)行，所不同是酸液按照0.5mL/min的勻速輸入至對(duì)甲酚溶液液面下，得到11.4g的產(chǎn)物BI，產(chǎn)率為75%。
[0058]對(duì)BI進(jìn)行核磁氫譜和紅外檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果如圖2和圖3所示，由圖2和圖3可知為鄰硝基對(duì)甲酚。
[0059]本對(duì)比例與實(shí)施例1相比，加料時(shí)間更長(zhǎng)但是產(chǎn)率沒有實(shí)施例1高，其中僅輸入酸液的時(shí)間為95min，這樣不僅反應(yīng)速率較低同時(shí)耗能多、不環(huán)保
[0060]對(duì)比例2
[0061]按照實(shí)施例1的方法進(jìn)行，所不同是酸液按照3mL/min的勻速輸入至對(duì)甲酚溶液液面下，得到9.95g的產(chǎn)物B2，產(chǎn)率為65%。
[0062]對(duì)B2進(jìn)行核磁氫譜和紅外檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果如圖2和圖3所示，由圖2和圖3可知為鄰硝基對(duì)甲酚。
[0063]由上述實(shí)施例和對(duì)比例可知，本發(fā)明通過將酸液分步、連續(xù)地輸入至酚液的液面以下能夠有效地提高硝化反應(yīng)的產(chǎn)率，原因可能為由毛細(xì)管的利用能夠有效地降低炭化現(xiàn)象的發(fā)生，也可能是酸液輸入至酚液液面以下能夠避免酸液的揮發(fā)從而提高反應(yīng)產(chǎn)率。
[0064]以上結(jié)合附圖詳細(xì)描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，但是，本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式中的具體細(xì)節(jié)，在本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi)，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行多種簡(jiǎn)單變型，這些簡(jiǎn)單變型均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0065]另外需要說明的是，在上述【具體實(shí)施方式】中所描述的各個(gè)具體技術(shù)特征，在不矛盾的情況下，可以通過任何合適的方式進(jìn)行組合，為了避免不必要的重復(fù)，本發(fā)明對(duì)各種可能的組合方式不再另行說明。
[0066]此外，本發(fā)明的各種不同的實(shí)施方式之間也可以進(jìn)行任意組合，只要其不違背本發(fā)明的思想，其同樣應(yīng)當(dāng)視為本發(fā)明所公開的內(nèi)容。
【權(quán)利要求】
1.一種采用硝化反應(yīng)裝置制備酚類硝化物的方法，其特征在于，該硝化反應(yīng)裝置包括用于儲(chǔ)存酸液的儲(chǔ)液腔室(1)、第一流速控制器(2)、用于排出酸液中的氣體的排氣腔室(3)、第二流速控制器(5)、毛細(xì)管(6)和存放被硝化物的反應(yīng)腔室(10);所述儲(chǔ)液腔室(1)、所述第一流速控制器(2)、所述排氣腔室(3)、所述第二流速控制器(5)和所述毛細(xì)管(6)依次連通；所述毛細(xì)管(6)的尾端伸入至所述反應(yīng)腔室(10)的內(nèi)部且所述毛細(xì)管(6)與所述反應(yīng)腔室(10)的連接處設(shè)置有密封層，且在所述第一流速控制器(2)和第二流速控制器(5)處于開啟狀態(tài)下，所述酸液能夠依靠重力流入至所述反應(yīng)腔室(10)內(nèi)與所述被硝化物發(fā)生硝化反應(yīng)；并且所述排氣腔室(3)的頂部設(shè)置有與大氣連通的排氣孔(4);該方法包括: 1)將酸液置于所述儲(chǔ)液腔室(1)中，將酚或酚溶液置于所述反應(yīng)腔室(10)中，且使毛細(xì)管(6)的尾端位于酚或酚溶液的液面以下； 2)將第一流速控制器(2)和所述第二流速控制器(5)置于開啟狀態(tài)將所述酸液流入至所述酚中進(jìn)行硝化反應(yīng)； 其中，所述酸液的流速由慢到快，且所述酸液的流速在0.5-3mL/min的范圍內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述毛細(xì)管(6)的內(nèi)徑為2.lmm-3.2mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述反應(yīng)腔室(10)為四口燒瓶； 優(yōu)選地，所述儲(chǔ)液腔室(1)和第一流速控制器(2)構(gòu)成的部分為滴液漏斗； 更優(yōu)選地，所述第二流速控制器(5)為按壓開關(guān)； 進(jìn)一步優(yōu)選地，所述排氣腔室(3)為聚四氟乙烯腔室。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，所述裝置還包括溫度計(jì)、攪拌器(7)和冷凝器(8);所述溫度計(jì)、攪拌器(7)和毛細(xì)管(6)的一端通過所述四口燒瓶的其中三個(gè)口伸入至所述四口燒瓶?jī)?nèi)，所述冷凝器(8)與所述四口燒瓶的另外一個(gè)口相連通；所述四口燒瓶的四個(gè)口處均設(shè)有密封層； 優(yōu)選地，所述攪拌器(7)和毛細(xì)管(6)的末端均伸入至所述被硝化物的液面以下，所述溫度計(jì)的底端位于蒸汽進(jìn)入所述冷凝器(8)的入口處； 更優(yōu)選地，所述冷凝器為直形冷凝器或球形冷凝器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述裝置還包括用來調(diào)節(jié)反應(yīng)溫度的溫控設(shè)備(9)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，在酸液輸入前期，所述酸液的流速為0.5-lmL/min ;在酸液輸入中期，所述酸液的流速為1.5-2mL/min ;在酸液輸入后期，所述酸液的流速為 2.5_3mL/min ； 所述酸液為硝酸溶液或硝酸與硫酸相混合的混酸溶液； 所述酚選自苯酚、對(duì)甲酚、鄰甲酚或間甲酚。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述酸液為硝酸溶液且硝酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)濃度為17% -25%，相對(duì)于Imol的硝酸，所述酚的用量為0.6-0.9mol ； 或者，所述酸液為硝酸與硫酸相混合的混酸溶液，且混酸溶液中相對(duì)于100重量份水，硝酸的含量為20-35重量份，硫酸的含量為90-160重量份，相對(duì)于1mol的硝酸，所述酚的用量為 0.6-0.9moL.
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述接觸反應(yīng)在有機(jī)溶劑中進(jìn)行，相對(duì)于Imol的硝酸，所述有機(jī)溶劑的用量為120-270mL ； 優(yōu)選地，所述有機(jī)溶劑選自二氯甲烷、乙醚。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述接觸反應(yīng)的溫度為20-30°C，所述接觸反應(yīng)的時(shí)間為50-70mim。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述接觸反應(yīng)是在攪拌的條件下進(jìn)行且攪拌轉(zhuǎn)速為 600-800r /mim。
【文檔編號(hào)】C07C201/08GK104030926SQ201410265880
【公開日】2014年9月10日 申請(qǐng)日期:2014年6月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月13日
【發(fā)明者】李超, 張玉琴, ?？悼? 孟帥帥 申請(qǐng)人:蕪湖職業(yè)技術(shù)學(xué)院