N,N-乙基芐基苯胺合成新工藝

陳偉東 張紅艷 鄭鑫梁 金建英

（1、3浙江閏土股份有限公司 浙江紹興 312300）

（2.浙江新豐環保科技有限公司 浙江紹興 312300）

（4.上虞市通利流體控制有限公司 浙江紹興312352）

N,N-乙基芐基苯胺是用于制造酸性淡綠SF以及其他藍色染料的重要中間體[1]。目前工業上主要工藝為：在反應釜中，投入N-乙基苯胺，一邊冷卻一邊加入氯化芐，然后于100℃下保溫反應12h。用氫氧化鈉溶液中和洗滌后，經真空蒸餾即得成品。我們通過加入適量催化劑，采用合成與分離一步進行的方法，對該產品進行了工藝改進，得到高收率、高純度的N,N-乙基芐基苯胺[2～4]。按照此方法可以縮短反應時間，減少原料消耗，同時簡化工業單元操作，具有可觀的經濟效益。

一、實驗部分

1.試劑及投料表：

原料名稱分子量分子數（mol）投料量（g）N-乙基苯胺121 0.66115 80氯化芐126.50.6798486純堿1060.3584938水18100催化劑0.6

2.儀器：JJ-1增力電動攪拌器，智能數顯控溫儀，GC-14C型高效氣相色譜儀。

3.實驗原理：N-乙基苯胺和氯化芐在純堿溶液下進行反應，反應生成的鹽酸與純堿反應吸收，從而使反應正向進行。再通過添加少量催化劑，加快反應速度，同時提高反應產物的純度和收率[5-7]。反應的方程式如下：

4.實驗方法：將水及純堿溶解好后加入裝有回流冷凝管的500ml三口燒瓶中，再加入N-乙基苯胺，氯化芐，催化劑，攪拌均勻，升溫至適當溫度后反應。取樣，進行H PGC分析，合格后鼓泡吹出多余氯化芐，靜置分層，上層油相液體即為產品。

5.分析條件及方法：柱溫190℃，氣化室280℃，檢測室280℃，柱前壓100M Pa。此分析條件下得到了理想的高效氣相色譜圖，如圖1和圖2所示。主要峰是：①氯化芐，②N-乙基苯胺，③N,N-乙基芐基苯胺。其具體位置通過標準樣得到證實。

二、結果與討論

為了探索最佳反應條件，我們改變反應溫度、反應時間以及催化劑的加入等因素，考察了這些因素的改變對于反應的影響。

1.反應溫度對反應的影響

反應時間10h，加催化劑，在不同反應溫度下原料與產物濃度的變化的結果如表1所示，趨勢如圖3所示。

表1 反應溫度與H PGC的關系

圖3反應溫度對原料及產物濃度的影響Fig 3

結果表明，在70～100℃，隨著反應溫度的提高，原料濃度呈現下降趨勢，而產物濃度呈現上升趨勢；該反應與普通化學反應一樣，隨著溫度的上升，分子活化能提高，原料分子之間更容易碰撞，反應速度加快，因此產物濃度隨溫度的升高而上升。而反應溫度超過100℃后，原料濃度并未呈現顯著下降趨勢，而產物濃度也并未呈現出顯著上升趨勢；其主要原因在于分子活化能對產物濃度的影響達到極限，分子間碰撞程度的加強不足以再提高產物的濃度。綜上所述，反應溫度為100℃，既可以達到較高的收率，又可以節約能源。因此，選擇反應溫度為100℃為最佳。

2.反應時間對反應的影響

反應溫度100℃、加催化劑，在不同反應時間下的原料及產物濃度隨反應時間變化的結果如表2所示，趨勢如圖4所示。

表2 反應時間與H PGC的關系

圖4 反應時間對原料及產物濃度的影響Fig 4

結果表明，在10h之前，隨著反應時間的增加，產物濃度呈現增加趨勢，而原料濃度呈現下降趨勢。而10h之后產物濃度幾乎不再增加，主要原因在于10h產物產率幾乎達到極限，因此隨著反應時間的延長，產物濃度幾乎不再增加。因此選擇反應時間10小時較為理想。

3.催化劑對反應的影響

反應溫度100℃，催化劑對產物產率的影響結果如表3所示，趨勢如圖5所示

表3 反應時間與反應轉化率的關系

圖5 催化劑對產物濃度的影響Fig 5

由圖5可知，催化劑的加入，不僅可以大大縮短反應時間，提前達到終點，并且在相同的反應時間內，產物濃度也獲得較高的提高，這是由于本反應為有機相和無機相兩液相間反應，催化劑的加入于兩相間反應有利。采用加入較少的催化劑而獲得較快的反應速度，不僅可以大大縮短反應時間，提高單位生產效率，而且有利于降低勞動成本，顯著提高經濟效益。

4.穩定性實驗

反應溫度定為100℃，反應時間定為10小時，加入催化劑，連續進行6批穩定性實驗，具體試驗結果如表4。

編號產品重（g）收率（%）H PGC（%）1 136.53 97.87 97.53 2 136.44 97.81 98.47 3 136.78 98.05 97.63 4 136.22 97.65 98.15 5 136.92 98.15 98.23 6 136.36 97.75 97.78平均136.54 97.88 97.97

結果表明在該反應條件下，反應產物收率較高，并且也相對穩定，收率平均值為97.88%，收率標準差為0.171561，離散度為0.146667。

結論

1.采用N-乙基苯胺和氯化芐在純堿溶液中進行反應的方法，既可以及時吸收反應產生的鹽酸，使反應正向進行，又控制了反應的PH條件，避免了氯化芐在高溫強堿條件下水解產生苯甲醇而耗用大量的氯化芐。

2.通過在反應中添加少量催化劑，使反應速率加快，減少反應時間，同時也較大的提高了反應的轉化率，具有客觀的經濟效益。3.該工藝采用合成與分離一步進行的方法，簡化了工業單元操作，節約了生產成本，避免了多步操作帶來的物料損失。

[1]楊新瑋等，分散染料，化工工業出版社，10.（1989）.

[2]何立,高立江,方標等.N-氰乙基苯胺清潔生產工藝[J].廣東化工,2012,39（3）:53-54,21.

[3]胡玉橋.N-乙基芐基苯胺的合成及微波有機合成反應的研究[D].大連理工大學,1995.

[4]華東理工大學.芐基取代的苯胺類化合物及其應用:中國,CN201410052487.8[P].2014-5-14.

[5]任寶晶;N-乙基-N-芐基苯胺合成工藝研究[J];皮革化工;1997年02期.

[6]李應成,胡玉橋,李攻本,袁云程,蔣育林;N-乙基-N-芐基苯胺合成方法的改進[J];合成化學;1997年02期.

[7]劉翠華,趙秀禎,尹靜梅,高大彬;N,N-乙基芐基苯胺合成研究[J];染料工業;1998年03期.