本技术涉及一种聚合型三苯基硼路易斯酸催化剂,专用于苯的硝化反应以合成硝基苯。该催化剂通过三苯基硼与硝化剂反应制备而成,具有高效催化性能和可重复使用的特点,显著提高了硝基苯的生产效率和选择性。
背景技术
硝基苯是一种重要的化工原料,可用作制备苯胺、联苯胺、偶氮苯等的原料。目前工业上制备硝基苯采用的是混酸硝化法,即采用硫酸和硝酸组成的混酸体系为催化剂和硝化剂,对苯进行硝化来制备硝基苯。比如,专利CN102516082A报道苯与混酸反应制备硝基苯的方法,所采用的混酸体系包含3-30%的硝酸、50-80%的硫酸,10-25%的水;专利US4091042报道了采用苯和混酸(HNO3
3.0-7.5wt%,H2
SO4
58.5-66.5 wt%,H2
O 28-37 wt%)在80-120℃下硝化制硝基苯的方法,该方法转化率达到98%。以上采用混酸进行硝化的方法虽然反应速率快、反应选择性也较好,但存在反应强放热、混酸腐蚀性强、过程安全性差等问题,给环境及安全生产带来巨大挑战。
为了解决传统混酸硝化带来的环境及安全问题,使用氮氧化物为硝化剂进行硝化的方法获得了越来越多的关注。目前报道的催化体系虽然对甲苯具有较好的催化效果,但由于苯比甲苯更加惰性,同时在氮氧化物中NO2
比N2
O4
、N2
O5
等更加惰性,使得NO2
硝化苯的效果并不理想。比如,文献Chem. Commun.(2000, 1571–1572)报道了采用β 分子筛为催化剂、NO2
为硝化剂对甲苯进行硝化的方法,甲苯可获得100%的转化率,但相同反应条件且延长1倍反应时间的情况下苯只有55%的转化率。文献e-EROS Encyclopedia of Reagents forOrganic Synthesis(2009,1-9)报道的方法甚至需在171℃的高温下才能实现苯的NO2
硝化。
如何在温和条件下实现高效苯NO2
硝化、并高选择性的获得硝基苯一直未能有好的解决方案。
实现思路