催化加氢制备1,4-环己二胺

2023/10/13 13:14:32

背景技术

1,4-环己二胺(CHDA)是聚氨酯工业中重要的中间体,可用于制备聚酰胺树脂和脂肪族聚氨酯。随着聚氨酯工业的发展,人们越来越多的需求高品质高性能的聚酯类化合物,而1,4-环己二胺作为一种合成能合成具有高性能的弹性体而受到越来越多的重视。

1,4-环己二胺

1,4-环己二胺具有二胺结构,属于双官能团化合物,可以通过多种方法制备,例如通过脂肪环上的羟基氨化、脂肪环上的硝基还原法、苯环的还原等。环状脂肪族胺或环状脂肪族多胺化合物最常见的制备方法是通过对相应的芳香族胺进行催化加氢,所以1,4-环己二胺的制备通常由对苯二胺(PDA)催化加氢来实现,同时在反应中生成的环己二胺会脱氨生成环己胺副产物,1,4-环己二胺在高温下又可以和一些醇类发生烷基化反应,产生高沸点副产物。

刘庆林等采用经500℃活化和碱处理的5%Ru/C为催化剂,反应温度120℃,反应压力8MPa,在此条件下对苯二胺的转化率接近100%, 1,4-环己二胺的选择性可达90%。但其催化剂用量为原料质量的20%,且催化剂只可重复利用三次,催化剂消耗量大,催化剂成本较高。

制备方法

1、催化剂的制备

将介孔碳浸于6mol/L的盐酸溶液中,搅拌12h后用蒸馏水洗涤介孔碳至滤液中无氯离子, 抽干后在120℃干燥8h,制得酸处理的介孔碳。采用过量浸渍法,称取一定量酸处理过的介孔碳,将其浸渍于一定浓度的RuCl。溶液中,搅拌24h。滴加5mol/L NaOH溶液,调节pH值, 继续搅拌1h。加入一定量甲醛溶液,在碱性条件下将钉还原。最后用蒸馏水反复洗涤至滤液中无氯离子,抽干,制得负载量10%Ru/MC催化剂湿品,含水量为68.8%。

2、1,4-环己二胺的制备

在带搅拌的100mL高压反应釜中,加入对苯二胺5g、自制10%Ru/MC催化剂0.1g、溶剂25mL以及助剂,封釜并检漏。通入氮气以置换釜内的空气三次,再用氢气置换釜内的氮气三次, 然后通入氢气至设定值,升温至设定温度,在搅拌下开始反应。当反应不再耗氢时,反应结束,关闭装置,待冷却后开釜取出反应液,过滤去除催化剂,取样,用气相色谱仪分析。色谱条件为:柱温100~250℃程序升温,气化室温度为250℃,检测温度为280℃。

1,4-环己二胺反应式

参考文献

[1] 林雪,李明时,鲁墨弘,等. 对苯二胺加氢制备1,4-环己二胺的工艺研究[J]. 精细石油化工,2012,29(3):55-60. 

[2] 曾永康,张之翔,李小虎,等. Ru/CNTs催化合成1,4-环己二胺工艺及反应机理[J]. 工业催化,2017,25(7):77-82. 

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