硒催化CO/H2O体系还原制备氨基C酸的研究

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氨基C酸(3-氨基-1,5-萘二磺酸),分子式为C10H9NO6S2,纯品为白色晶体,能溶于水,带有蓝色荧光。氨基C酸是合成直接染料及活性染料的重要中间体。随着经济社会的不断发展,人们对直接染料及活性染料的需求量和要求在不断地提高。目前大多数企业采用传统的铁粉还原法和催化加氢还原法来还原制备氨基C酸,铁粉还原法会在生产过程中产生大量铁渣和废水,污染环境;催化加氢还原法由于成本过高,在工业生产上会有一定的限制。因此寻找一种成本低且对环境污染小的新还原方法具有重要的意义。本论文从Se/CO/H2O体系还原制备氨基化合物的研究中获得启发,高温高压的条件下,以水为溶剂,在Se/CO/H2O体系中还原制备出氨基C酸。本研究以DMF作为反应的溶剂,实现了反应的常压化。本论文在前人的工作成果和本实验的数据结果的基础上对反应机理进行了推测,H2Se作为还原物质可将芳香硝基化合物还原为芳香胺,反应结束后,H2Se被氧化为Se单质析出脱离反应体系。该方法具有催化剂便于回收、成本较低、对环境污染小等优势,符合当今绿色发展的要求。通过一系列的实验,本论文确定了反应的最佳条件:1、高压实验:原料2.0 g(4.0 mmol);Se 0.0269 g(0.34 mmol);H2O 30mL;NaOH 0.054 g;PCO 4.0 MPa;Na2CO3 0.9 g;温度160℃;时间3 h;氨基C酸的色谱收率可达98.0%。各因素对反应的影响强弱顺序为反应温度>硒粉量>水量>压力。2、常压实验:原料1.5g(3.0 mmol);Se 0.01975g(0.25 mmol);NaOH0.0405 g;NaOAc 4 mmol;DMF 40 mL(除水);H2O 2 mL;温度95℃;时间5 h;氨基C酸的色谱收率可达86.5%。各因素对反应的影响强弱顺序为反应温度>硒粉量>水量>溶剂量。
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