硝基化合物还原方法研究报告

硝基化合物还原方法研究报告

芳胺是重要的有机合成中间体和原料，用于合成农药、医药、橡胶助剂、染料和颜料、合成树脂、纺织助剂、表面活性剂、感光材料等多种精细化学品。芳胺可由相应的芳香硝基化合物还原得到，工业中还原芳香硝基化合物的方法主要有金属(铁粉、锌粉等)还原法、催化加氢还原法和硫化碱还原法，而其他还原方法也多有研究。最近，针对铁粉还原法制备芳胺的过程中，存在含盐废水的污染问题，还提出了许多绿色，环境友好的还原硝基物制相应芳胺的新方法。

1 金属还原法

金属还原法，尤其铁粉还原法适用面广、操作简单、还原效率高、选择性好、产品质量好，尤其对品质有特殊要求的芳胺的制备，仍有优越性。适宜于采用铁粉还原法生产的胺类有：①容易被水蒸气蒸出的芳胺；

②易溶于水，并且可以通过蒸馏分离的芳胺；

③能溶于热水的芳胺；

④含磺酸基或羧酸基等水溶性基团的芳胺。

近年来，仍有许多关于各种活化铁还原芳香硝基化合物，以适合特殊芳胺制备方法的研究。Hazlet、孙权一、LIU等分别制成了活化铁，还原各种芳香硝基化合物，相应芳胺的收率很高，对于那些易还原的基团不影响。除了铁粉外，锌粉也用于还原芳香硝基化合物制芳胺，锡也是一种常用的还原剂。另外，用镁粉，锰粉，铟、钐以及活性镍等作为还原剂，还原芳香硝基化合物也有研究。这些金属还原芳香硝基化合物制备相应芳胺，均可获得较高收率的芳胺。与铁粉相比，这些金属的价格较贵，有些还非常容易氧化。而且多数反应还需要催化剂或其他条件辅助作用，反应后都会产生含盐的废弃物。

2 催化加氢还原法

在催化加氢还原反应过程中，不产生有害副产物，废气、废液排放很少。由于催化加氢还原硝基苯制苯胺的产量大，产品质量高，对解决环境污染问题有着显著的优越性，目前已经成为工业上生产苯胺的主要方法。其缺点是对于苯环上有其他易还原取代基的芳香硝基化合物，其催化加氢过程中会发生大量副反应。为了抑制这些副反应，一种方法是对催化剂进行改性，常用于催化加氢还原硝基物的催化剂有：铂基催化剂心、钯基催化剂、钌基催化剂、金基催化剂、骨架镍催化剂以及非晶态合金催化剂。通过选择不同的催化剂、添加另一种金属或改变载体物质等方法对催化剂进行改性，可以有效地抑制脱卤，提高胺的选择性。Corma等研究了纳米金负载在TiO2或Fe2O3上催化芳香硝基化合物的还原反应，发现该催化剂可以有效地抑制反应过程中羟胺的积累，生成芳胺的选择性很高。此方法得到了Blaser的高度推崇。但是这些方法的缺点是：经处理或改性的加氢催化剂的活性和稳定性均有所下降，导致催化剂用量增加。而且对有些底物的催化加氢还原，仍然存在着选择性问题。 虽然催化加氢生产工艺清洁、产量大，但对于固体芳香硝基化合物需要使用有机溶剂溶解，这些有机溶剂挥发会带来环境污染问题。另外，催化加氢制备芳胺一般都在加压下进行，对生产装置和工艺控制的要求较高。而且催化还原所得产物的品质不及铁粉还原产物的品质，在空气中易变色。同时，催化加氢还需要优良的催化剂和氢气来源。以上诸多因素在一定程度上影响了其广泛的应用。

3 硫化碱还原法

不宜用铁粉还原时，可用硫化物还原。硫化碱还原法是在硫化物的水溶液中进行芳香