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Pd/C催化氢化:合成邻苯二胺实验优化

【摘要】:试剂:邻硝基苯胺6.8 g、氢气、5% Pd/C催化剂。称取15 mg 5%的Pd/C催化剂加入高压氢化反应釜[1],依次加入邻硝基苯胺6.8 g和30 mL甲醇,用纯氢气置换反应体系的空气3次,充氢气[2]至0.8 MPa,关闭进气阀门,控制搅拌速率900 r/min,升高反应温度至100℃,反应100 min,待反应完全后冷却,放料[3],蒸出溶剂甲醇,取样用气相色谱分析反应情况。纯邻苯二胺为无色结晶,熔点99~102℃。

【反应式】

【仪器与试剂

仪器:高压氢化反应釜、气相色谱仪。

试剂:邻硝基苯胺6.8 g(50 mmol)、氢气、5% Pd/C催化剂。

【实验步骤】

称取15 mg 5%的Pd/C催化剂加入高压氢化反应釜[1],依次加入邻硝基苯胺6.8 g(50 mmol)和30 mL甲醇,用纯氢气置换反应体系的空气3次,充氢气[2]至0.8 MPa,关闭进气阀门,控制搅拌速率900 r/min,升高反应温度至100℃,反应100 min,待反应完全后冷却,放料[3],蒸出溶剂甲醇,取样用气相色谱分析反应情况。反应混合物也可通过柱色谱分离。纯邻苯二胺为无色结晶,熔点99~102℃。

【注释】

[1]高压反应釜要在指定的地点使用,并按照使用说明进行操作。查明刻于主体容器上的试验压力、使用压力及最高使用温度等条件,要在其容许的条件范围内进行使用。

[2]氢气易燃易爆,实验过程中必须注意安全!严格按操作规范进行,并注意室内通风,熄灭一切火源!

[3]由于还有氢气残留,因此在反应完成放料时需要在通风橱中进行。

【思考题】

(1)本反应除了用金属Pd以外还可以选用哪些金属进行还原反应

(2)查阅资料,收集催化剂循环使用的操作和方法。

参考文献

[1]杨乔森. Pd/C催化剂催化邻硝基苯胺加氢制备邻苯二胺[J]. 工业催化,2014,22:966-968.

[2]翟康,王昭文,张磊,等. 邻硝基苯胺合成邻苯二胺用Pd/C催化剂研究[J]. 工业催化,2020,28:61-64.