不同N2O5硝化體系硝化反應(yīng)工藝研究.pdf

1、新型綠色硝化劑N2O5的各類硝化體系具有反應(yīng)溫度易控制，產(chǎn)物分離簡(jiǎn)單、得率高的優(yōu)點(diǎn)。其有機(jī)體系硝化選擇性強(qiáng)，多數(shù)無需廢酸處理；其無機(jī)硝化體系硝化無選擇性，硝化能力強(qiáng)，基本不發(fā)生氧化等副反應(yīng)，二者為兩種互補(bǔ)的硝化體系，這一獨(dú)特的性質(zhì)使其在硝化反應(yīng)中有著廣泛的應(yīng)用前景，鑒于N2O5在硝化領(lǐng)域的重要性，本文對(duì)N2O5硝化應(yīng)用進(jìn)行了研究。
　　通過拉曼光譜可知在N2O5/HNO3、N2O5/20％發(fā)煙硫酸、N2O5/CH3NO2、N2O5

2、/CH2Cl2四種體系中均存在NO2+，其N2O5/HNO3、N2O5/20%發(fā)煙硫酸體系中NO2+強(qiáng)度明顯強(qiáng)于其有機(jī)體系強(qiáng)度，而N2O5/20%發(fā)煙硫酸體系中NO2+強(qiáng)度又遠(yuǎn)遠(yuǎn)強(qiáng)于N2O5/HNO3體系。
　　以N2O5/HNO3體系為硝化劑硝化吡唑時(shí)，制備出1-硝基吡唑，并進(jìn)行工藝優(yōu)化，產(chǎn)率僅40.84%，不具備工程化放大優(yōu)勢(shì)。
　　以N2O5/20%發(fā)煙硫酸為硝化體系硝化吡唑時(shí)，硝化溫度范圍廣，N2O5溶解度受溫度影響

3、小，50℃低溫條件下反應(yīng)一步法得到1,3-二硝基吡唑，產(chǎn)率最高為90.48%，此反應(yīng)不僅節(jié)約原料，反應(yīng)溫度低，生成物產(chǎn)率高，此反應(yīng)還具有綠色硝化特性，廢液經(jīng)濃縮后可多次循環(huán)利用，大量減少廢水排放，具有很大的研究?jī)r(jià)值；在170℃條件下，一步法得到微量3,4,5-三硝基吡唑（TNP），經(jīng)過薄層色譜及熔點(diǎn)進(jìn)行了表征，但始終無法擴(kuò)大產(chǎn)量，方法有待進(jìn)一步探索。
　　以N2O5/20%發(fā)煙硫酸體系硝化1-甲基吡唑時(shí)，在85℃條件下，得到產(chǎn)物1

4、-甲基-3,4-二硝基吡唑，且對(duì)該體系的反應(yīng)條件進(jìn)行了優(yōu)化，表明最優(yōu)工藝為：反應(yīng)溫度80-85℃，反應(yīng)時(shí)間1h，1-甲基吡唑與N2O5的摩爾比1:5，此時(shí)產(chǎn)物得率為80.65%；以N2O5/20%發(fā)煙硫酸體系硝化1-甲基吡唑，在165℃條件下，得到產(chǎn)物1-甲基3,4,5-三硝基吡唑，且對(duì)該體系的反應(yīng)條件進(jìn)行了優(yōu)化，表明最優(yōu)工藝為：反應(yīng)溫度165-170℃，反應(yīng)時(shí)間1.5h，1-甲基吡唑與N2O5的摩爾比1:5，此時(shí)產(chǎn)物得率為60.32%