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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201610507953.6 (22)申请日 2016.07.01 (71)申请人 定州旭阳科技有限公司 地址 073000 河北省保定市定州市军工路 南侧269号 (72)发明人 王英其孟祥杨克明王锋 曹亚林周林肖根林王军俏 (74)专利代理机构 北京同辉知识产权代理事务 所(普通合伙) 11357 代理人 刘洪勋 (51)Int.Cl. C07C 201/06(2006.01) C07C 201/16(2006.01) C07C 205/02(2006.01) (54)发明名。
2、称 一种制备2-硝基丙烷的方法 (57)摘要 本发明公开了一种制备2-硝基丙烷的方法， 有机化合物合成技术领域。 包括以下步骤： 将丙 酮、 氨气或氨水、 双氧水、 溶剂和催化剂接触， 加 热， 反应温度30100， 反应压力0.10.2MPa， 进行反应， 得到2-硝基丙烷； 催化剂为TS-1钛硅 分子筛； 溶剂为水； 丙酮与氨气或氨水的摩尔比 为1： 1-3； 丙酮与双氧水的摩尔比为1： 0.52； 丙 酮与催化剂的质量比为1： 0.20.4。 本发明方法 具有丙酮的转化率高、 2-硝基丙烷的选择性高的 优点， 反应过程简单， 反应条件温和， 环境友好， 易于工业化生产， 促进了绿色化学的。
3、发展。 权利要求书1页 说明书5页 CN 106045859 A 2016.10.26 CN 106045859 A 1.一种制备2-硝基丙烷的方法， 其特征在于， 包括以下步骤： 将丙酮、 氨气或氨水、 双氧水、 溶剂和催化剂接触， 加热， 反应温度30100， 反应压力 0.10.2MPa， 进行反应， 得到2-硝基丙烷； 所述催化剂为TS-1钛硅分子筛； 溶剂为水； 丙酮与氨气或氨水的摩尔比为1： 1-3； 丙酮与双氧水的摩尔比为1： 0.52； 丙酮与催化 剂的质量比为1： 0.20.4。 2.根据权利要求 所述的一种制备2-硝基丙烷的方法， 其特征在于， 反应温度为4080 。 3.。
4、根据权利要求 所述的一种制备2-硝基丙烷的方法， 其特征在于， 反应时间为410 小时。 4.根据权利要求 所述的一种制备2-硝基丙烷的方法， 其特征在于， 溶剂水和丙酮的质 量比为13.5： 1。 5.根据权利要求 所述的一种制备2-硝基丙烷的方法， 其特征在于， 丙酮与氨气或氨水 的摩尔比为1： 1-2.5； 丙酮与双氧水的摩尔比为1： 0.82。 6.根据权利要求 所述的一种制备2-硝基丙烷的方法， 其特征在于， 反应副产丙酮肟。 7.根据权利要求 所述的一种制备2-硝基丙烷的方法， 其特征在于， 反应结束后， 先将 反应液精馏、 馏出液分层、 最后水洗油层得到产物2-硝基丙烷。 权利要。
5、求书 1/1 页 2 CN 106045859 A 2 一种制备2-硝基丙烷的方法 技术领域 0001 本发明涉及有机化合物合成技术领域。 背景技术 0002 2-硝基丙烷用作乙烯及环氧树脂涂料的特殊溶剂、 火箭燃料、 汽油的添加剂等， 也 用于有机合成。 本品具有很强的溶解能力， 是各种纤维素衍生物、 乙烯树脂等的优良溶剂， 也用作蜡、 脂肪、 染料等的溶剂， 研磨颜料的润滑剂， 以及棉织品的清洗与媒染剂。 0003 关于2-硝基丙烷的制备方法， 现在主要是丙烷硝化法。 在反应塔向430-450的丙 烷气喷注75%硝酸， 丙烷与硝酸的摩尔比为5： 1。 所得产品为硝基甲烷10%-30%， 硝。
6、基乙烷 20%-25%， 1-硝基丙烷25%， 2-硝基丙烷40%。 该品也可经丙烯硝化得到。 该方法反应过程高温 高压、 分离困难， 环境污染严重。 发明内容 0004 本发明要解决的技术问题是提供一种制备2-硝基丙烷的方法， 该方法具有丙酮的 转化率高、 2-硝基丙烷的选择性高的优点， 反应过程简单， 反应条件温和， 环境友好， 易于工 业化生产， 促进了绿色化学的发展。 0005 为解决上述技术问题， 本发明所采取的技术方案是： 一种制备2-硝基丙烷的方法， 包括以下步骤： 将丙酮、 氨气或氨水、 双氧水、 溶剂和催化剂接触， 加热， 反应温度30100 ， 反应压力0.10.2MPa，。
7、 进行反应， 得到2-硝基丙烷； 催化剂为TS-1钛硅分子筛； 溶剂为 水； 丙酮与氨气或氨水的摩尔比为1： 1-3； 丙酮与双氧水的摩尔比为1： 0.52； 丙酮与催化 剂的质量比为1： 0.20.4。 0006 优选的， 反应温度为4080。 0007 优选的， 反应时间为410小时。 0008 优选的， 溶剂水和丙酮的质量比为13.5： 1。 0009 优选的， 丙酮与氨气或氨水的摩尔比为1： 1-2.5； 丙酮与双氧水的摩尔比为1： 0.8 2。 0010 优选的， 反应副产丙酮肟。 0011 优选的， 反应结束后， 先将反应液精馏、 馏出液分层、 最后水洗油层得到产物2-硝 基丙烷。。
8、 0012 现有技术 钛硅-1分子筛催化丙酮氨氧化反应条件优化（南京工业大学学报(自 然科学版)， 2009年7月第31卷第4期： 74-78） 考察钛硅-1分子筛(TS-1)催化丙酮氨氧化合成 丙酮肟的反应条件。 其是针对丙酮肟制备的研究， 本发明将工艺条件、 工艺参数等进行优 化， 创造性地将2-硝基丙烷作为主产物提出， 2-硝基丙烷的选择性在50%以上， 获得了2-硝 基丙烷的新的适合工业化的合成方法， 且副产高价值的丙酮肟。 0013 采用上述技术方案所产生的有益效果在于： （1） 本发明方法具有丙酮的转化率高、 2-硝基丙烷的选择性高的优点， 2-硝基丙烷的选 说明书 1/5 页 3。
9、 CN 106045859 A 3 择性在50%以上， 反应过程简单， 反应条件温和， 环境友好， 易于工业化生产， 促进了绿色化 学的发展； （2） 本发明方法副产高价值的丙酮肟。 具体实施方式 0014 以下通过具体实施例对本发明的制备和应用作进一步的详细说明。 0015 其中丙酮的转化率 （%） = （投料中丙酮的摩尔量-未反应的丙酮的摩尔量） /投料中 丙酮的摩尔量*100； 2-硝基丙烷的选择性 （%） =产物中2-硝基丙烷的摩尔量/丙酮总转化率的摩尔量*100。 0016 实施例1 a、 2-硝基丙烷的合成反应 将丙酮、 水和催化剂TS-1钛硅分子筛按质量比1： 2.0： 0.3加。
10、入反应器， 将上述反应体系 加热， 反应温度为70， 滴加氨水 （含氨25wt%） 和双氧水 （含过氧化氢30wt%） ， 氨水和双氧 水与丙酮的摩尔比分别为2:1， 1.6:1， 反应时间为8小时， 反应体系的压力为常压。 气相色谱 检测分析结果表明： 丙酮的转化率为99%， 2-硝基丙烷的选择性为58%， 丙酮肟的选择性为 40%。 0017 b、 2-硝基丙烷的提纯 上述反应结束后， 在常压下， 精馏2-硝基丙烷反应液， 回流比2:1， 7090为2-硝基 丙烷馏出液， 分层、 水洗油层得产物为99%的2-硝基丙烷， 回收率90%； 9098为丙酮肟 馏出液， 回收率95%， 纯度为95。
11、%， 含量为40%的水溶液。 0018 实施例2 a、 2-硝基丙烷的合成反应 （降低反应温度） 将丙酮、 水和催化剂TS-1钛硅分子筛按质量比1： 2.0： 0.3加入反应器， 将上述反应体系 加热， 反应温度为60， 滴加氨水 （含氨25wt%） 和双氧水 （含过氧化氢30wt%） ， 氨水和双氧 水与丙酮的摩尔比分别为2:1， 1.6:1， 反应时间为8小时， 反应体系的压力为常压。 检测分析 结果表明： 丙酮的转化率为95%， 2-硝基丙烷的选择性为50%， 丙酮肟的选择性为45%。 0019 b、 2-硝基丙烷的提纯 上述反应结束后， 精馏2-硝基丙烷反应液、 馏出液分层、 水洗油层。
12、得产物为2-硝基丙 烷， 同实施例1。 0020 实施例3 a、 2-硝基丙烷的合成反应 （升高反应温度） 将丙酮、 水和催化剂TS-1钛硅分子筛按质量比1： 2.0： 0.3加入反应器， 将上述反应体系 加热， 反应温度为80， 滴加氨水 （含氨25wt%） 和双氧水 （含过氧化氢30wt%） ， 氨水和双氧 水与丙酮的摩尔比分别为2:1， 1.6:1， 反应时间为8小时， 反应体系的压力为常压。 检测分析 结果表明： 丙酮的转化率为99%， 2-硝基丙烷的选择性为59%， 丙酮肟的选择性为25%。 0021 b、 2-硝基丙烷的提纯 上述反应结束后， 精馏2-硝基丙烷反应液、 馏出液分层、。
13、 水洗油层得产物为2-硝基丙 烷， 同实施例1。 0022 实施例4 说明书 2/5 页 4 CN 106045859 A 4 a、 2-硝基丙烷的合成反应 （增加氨水的量） 将丙酮、 水和催化剂TS-1钛硅分子筛按质量比1： 2.0： 0.3加入反应器， 将上述反应体系 加热， 反应温度为70， 滴加氨水 （含氨25wt%） 和双氧水 （含过氧化氢30wt%） ， 氨水和双氧 水与丙酮的摩尔比分别为3:1， 1.6:1， 反应时间为8小时， 反应体系的压力为常压。 检测分析 结果表明： 丙酮的转化率为99%， 2-硝基丙烷的选择性为40%， 丙酮肟的选择性为46%。 0023 b、 2-硝基。
14、丙烷的提纯 上述反应结束后， 精馏2-硝基丙烷反应液、 馏出液分层、 水洗油层得产物为2-硝基丙 烷， 同实施例1。 0024 实施例5 a、 2-硝基丙烷的合成反应 （降低双氧水的量） 将丙酮、 水和催化剂TS-1钛硅分子筛按质量比1： 2.0： 0.3加入反应器， 将上述反应体系 加热， 反应温度为70， 滴加氨水 （含氨25wt%） 和双氧水 （含过氧化氢30wt%） ， 氨水和双氧 水与丙酮的摩尔比分别为2:1， 1.2:1， 反应时间为8小时， 反应体系的压力为常压。 检测分析 结果表明： 丙酮的转化率为90%， 2-硝基丙烷的选择性为40%， 丙酮肟的选择性为50%。 0025 b。
15、、 2-硝基丙烷的提纯 上述反应结束后， 精馏2-硝基丙烷反应液、 馏出液分层、 水洗油层得产物为2-硝基丙 烷， 同实施例1。 0026 实施例6 a、 2-硝基丙烷的合成反应 （增加双氧水的量） 将丙酮、 水和催化剂TS-1钛硅分子筛按质量比1： 2.0： 0.3加入反应器， 将上述反应体系 加热， 反应温度为70， 滴加氨水 （含氨25wt%） 和双氧水 （含过氧化氢30wt%） ， 氨水和双氧 水与丙酮的摩尔比分别为2:1， 2:1， 反应时间为8小时， 反应体系的压力为常压。 检测分析结 果表明： 丙酮的转化率为98%， 2-硝基丙烷的选择性为45%， 丙酮肟的选择性为30%。 00。
16、27 b、 2-硝基丙烷的提纯 上述反应结束后， 精馏2-硝基丙烷反应液、 馏出液分层、 水洗油层得产物为2-硝基丙 烷， 同实施例1。 0028 实施例7 a、 2-硝基丙烷的合成反应 （增加反应时间） 将丙酮、 水和催化剂TS-1钛硅分子筛按质量比1： 3.0： 0.3加入反应器， 将上述反应体系 加热， 反应温度为70， 滴加氨水 （含氨25wt%） 和双氧水 （含过氧化氢30wt%） ， 氨水和双氧 水与丙酮的摩尔比分别为2:1， 1.6:1， 反应时间为10小时， 反应体系的压力为常压。 检测分 析结果表明： 丙酮的转化率为99%， 2-硝基丙烷的选择性为56%， 丙酮肟的选择性为4。
17、0%。 0029 b、 2-硝基丙烷的提纯 上述反应结束后， 精馏2-硝基丙烷反应液、 馏出液分层、 水洗油层得产物为2-硝基丙 烷， 同实施例1。 0030 实施例8 a、 2-硝基丙烷的合成反应 （减少反应时间） 将丙酮、 水和催化剂TS-1钛硅分子筛按质量比1： 2.0： 0.3加入反应器， 将上述反应体系 加热， 反应温度为70， 滴加氨水 （含氨25wt%） 和双氧水 （含过氧化氢30wt%） ， 氨水和双氧 说明书 3/5 页 5 CN 106045859 A 5 水与丙酮的摩尔比分别为2:1， 1.6:1， 反应时间为6小时， 反应体系的压力为常压。 检测分析 结果表明： 丙酮的。
18、转化率为90%， 2-硝基丙烷的选择性为50%， 丙酮肟的选择性为40%。 0031 b、 2-硝基丙烷的提纯 上述反应结束后， 精馏2-硝基丙烷反应液、 馏出液分层、 水洗油层得产物为2-硝基丙 烷， 同实施例1。 0032 实施例9 a、 2-硝基丙烷的合成反应 （减少催化剂的量） 将丙酮、 水和催化剂TS-1钛硅分子筛按质量比1： 2.0： 0.25加入反应器， 将上述反应体 系加热， 反应温度为70， 滴加氨水 （含氨25wt%） 和双氧水 （含过氧化氢30wt%） ， 氨水和双 氧水与丙酮的摩尔比分别为2:1， 1.6:1， 反应时间为8小时， 反应体系的压力为常压。 检测分 析结果。
19、表明： 丙酮的转化率为80%， 2-硝基丙烷的选择性为30%， 丙酮肟的选择性为50%。 0033 b、 2-硝基丙烷的提纯 上述反应结束后， 精馏2-硝基丙烷反应液、 馏出液分层、 水洗油层得产物为2-硝基丙 烷， 同实施例1。 0034 实施例10 a、 2-硝基丙烷的合成反应 （增加催化剂的量） 将丙酮、 水和催化剂TS-1钛硅分子筛按质量比1： 2： 0.4加入反应器， 将上述反应体系加 热， 反应温度为70， 滴加氨水 （含氨25wt%） 和双氧水 （含过氧化氢30wt%） ， 氨水和双氧水 与丙酮的摩尔比分别为2:1， 1.6:1， 反应时间为8小时， 反应体系的压力为常压。 检测。
20、分析结 果表明： 丙酮的转化率为99.5%， 2-硝基丙烷的选择性为59%， 丙酮肟的选择性为37%。 0035 b、 2-硝基丙烷的提纯 上述反应结束后， 精馏2-硝基丙烷反应液、 馏出液分层、 水洗油层得产物为2-硝基丙 烷， 同实施例1。 0036 实施例11 a、 2-硝基丙烷的合成反应 （改变双氧水的浓度） 将丙酮、 水和催化剂TS-1钛硅分子筛按质量比1： 2： 0.3加入反应器， 将上述反应体系加 热， 反应温度为70， 滴加氨水 （含氨25wt%） 和双氧水 （含过氧化氢50wt%） ， 氨水和双氧水与 丙酮的摩尔比分别为2:1， 1.6:1， 反应时间为8小时， 反应体系的压。
21、力为常压。 检测分析结果 表明： 丙酮的转化率为97%， 2-硝基丙烷的选择性为50%， 丙酮肟的选择性为42%。 0037 b、 2-硝基丙烷的提纯 上述反应结束后， 精馏2-硝基丙烷反应液、 馏出液分层、 水洗油层得产物为2-硝基丙 烷， 同实施例1。 0038 实施例12 a、 2-硝基丙烷的合成反应 （氨水改为氨气） 将丙酮、 水和催化剂TS-1钛硅分子筛按质量比1： 3.5： 0.3加入反应器， 将上述反应体系 加热， 反应温度为70， 通入氨气和双氧水 （含过氧化氢50wt%） ， 氨气和双氧水与丙酮的摩 尔比分别为2:1， 1.6:1， 反应时间为8小时， 反应体系的压力为常压。 检测分析结果表明： 丙 酮的转化率为98.9%， 2-硝基丙烷的选择性为55%， 丙酮肟的选择性为40%。 0039 b、 2-硝基丙烷的提纯 说明书 4/5 页 6 CN 106045859 A 6 上述反应结束后， 精馏2-硝基丙烷反应液、 馏出液分层、 水洗油层得产物为2-硝基丙 烷， 同实施例1。 0040 本发明方法具有丙酮的转化率高、 2-硝基丙烷的选择性高的优点， 2-硝基丙烷的 选择性在50%以上， 反应过程简单， 反应条件温和， 环境友好， 易于工业化生产， 促进了绿色 化学的发展； 且副产高价值的丙酮肟。 说明书 5/5 页 7 CN 106045859 A 7 。