ХИМИЯ ЖӘНЕ ХИМИЯЛЫҚ ТЕХНОЛОГИЯ БОЙЫНША IX ХАЛЫҚАРАЛЫҚ БІРІМЖАНОВ СЪЕЗІНІҢ ЕҢБЕКТЕРІ

ХИМИЯ ЖӘНЕ ХИМИЯЛЫҚ ТЕХНОЛОГИЯ БОЙЫНША IX ХАЛЫҚАРАЛЫҚ БІРІМЖАНОВ СЪЕЗІНІҢ ЕҢБЕКТЕРІ

 

 

443 

 

давления  в  исследованном  интервале.  Порядок  реакции,  определенный  по  тангенсу  угла 

наклона прямой, равен 1. 

 

Заключение 

 

Таким  образом,  восстановление  п-нитродиэтиланилина  на  пятикомпонентном 

катализаторе  в  среде  метанола  протекает  по  нулевому  порядку  по  нитросоединению, 

первому  порядку  по  водороду  с  присоединением  трех  молей  водорода  в  изученных 

пределах,  лимитируется  активацией  водорода,  о  чем  свидетельствуют  значительные 

анодные  смещения  потенциала  катализатора,  симбатное  смещение  скорости  реакции  и 

потенциала катализатора с введением в состав катализатора легирующих добавок. 

 

Список литературы 

 

1 Абдрахманова Р.М. Восстановление ароматических нитросоединений на скелетнем 

никелевом катализаторе, промотированном добавками титана и молибдена // автореферат 

дис.канд.хим.наук. Алма-Ата, 1970, с.3-10 

2  Савиных  В.Я.  Жидкофазное  восстановление  некоторых  ароматических 

нитросоединений  на  стационарном  никелевом  катализаторе  с  добавками  //  Автореферат 

дисс.канд.хим.наук. – Алма-Ата, 1974, с.8 

3  Батманов  К.Б.  Восстановление  некоторых  нитросоединений  на  стационарных 

катализаторах // автореферат дисс.канд.хим.наук. – Алма-Ата, 1980, с.14  

 

References 

 

1  Аbdrachmanova  R.М.  Reduction  of  aromatic  nitro  compounds  to  the  Raney  nickel 

catalyst  promoted  with  additions  of  titanium  and  molybdenum  //  Abstract  diss.kand.him.nauk. 

Аlmа-Аtа, 1970, p.3-10 

2  Savinych  V.Ya.  Liquid-phase  restoration  of  some  aromatic  nitro  compounds  on  a 

stationary nickel catalyst with additives // Abstract diss.kand.him.nauk. Аlmа-Аtа, 1974, p.8 

3  Batmanov  К.B.  Restoring  some  nitro  on  stationary  catalysts  //  Abstract 

diss.kand.him.nauk. Аlmа-Аtа, 1980, p.14  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ХИМИЯ ЖӘНЕ ХИМИЯЛЫҚ ТЕХНОЛОГИЯ БОЙЫНША IX ХАЛЫҚАРАЛЫҚ БІРІМЖАНОВ СЪЕЗІНІҢ ЕҢБЕКТЕРІ

 

 

444 

 

УДК 541.128: 661.5 

 

1,2

Каирбеков Ж.К.*, 

1,2

Ермолдина Э.Т., 

1,2

Джелдыбаева И.М.

 

 

1

ДГП НИИ Новых химических технологий и материалов,  

2

РГП Казахский национальный университет им. аль-Фараби, г. Алматы, Казахстан 

*Е-mail: 

zh_kairbekov@mail.ru

   

 

Каталитическое восстановление динитросоединений 

 

В  результате  проведенного  комплекса  научно-исследовательских  и  опытно-

промышленных  работ  решена  важная  задача  по  расширению  способов  получений 

ароматических  аминопродуктов.  На  основании  экспериментального  материала 

предложены  научные  основы  и  технологические  принципы  осуществления  процессов 

восстановления динитросоединений различного строения с применением промышленных 

и разработанных нами новых эффективных катализаторов. Замена широко применяемого 

в  производстве  аминов,  катализатора  Ni-Ренея  палладиевым  катализатором  позволяет 

успешно  решить  ряд  технологических  и  экологических  проблем.  К  ним  относится 

значительное  снижение  давления  водорода,  сокращение  времени  восстановления, 

многократность использования катализатора. 

Ключевые  слова:  восстановления,  динитросоединения,  2,4-динитротолуола,  3,5-

динитро-орто-ксилол, нитросульфанилид 

 

1,2

Қайырбеков Ж.Қ., 

1,2

Ермолдина Э.Т., 

1,2

Джелдыбаева И.М. 

 

1

ЕМК Жаңа химиялық технологиялар мен материалдар ҒЗИ,  

2

РМК әл-Фараби атындағы Қазақ ұлттық университеті, Алматы қ., Қазақстан 

 

Динитроқосылыстардың каталитикалық тотықсыздануы 

 

Жүргізілген  ғылыми-зерттеу  және  тәжірибе-өндірістік  кешенді  жұмыстарының 

нәтижесінде  ароматты  аминоөнімдерді  алу  әдістерін  кеңейту  бойынша  маңызды 

мәселелер  шешілді.  Тәжірибелік  материалдар  негізінде  бізде  жасалған  жаңа  тиімді 

катализаторлар  мен  өндірістік  катализаторларды  қолдана  отырып,  әртүрлі  құрылымды 

динитроқосылыстарды 

тотықсыздандыру 

үрдістерін 

жүргізудің 

технологиялық 

принциптері  мен  ғылыми  негізі  ұсынылды.  Аминдер  өндірісінде  кеңінен  қолданылатын 

Ni-Реней  катализаторын  палладий  катализаторымен  алмастыру  көптеген  технологиялық 

және  экологиялық  мәселелерді  сәтті  шешуге  мүмкіндік  береді.    Оған  сутек  қысымының 

айтарлықтай төмендеуі, тотықсыздандыру уақытының азаюы және катализаторларды көп 

рет пайдалану жатады.  

Түйін  сөздер:  тотықсыздану,  динитроқосылыстар,  2,4-динитротолуол,  3,5-динитро-

орто-ксилол, нитросульфанилид. 

 

1,2

Kairbekov Zh.K., 

1,2

Yermoldina E.T., 

1,2

Jeldybayeva I.M.

 

 

1

ASE Scientific Research Institute of New Chemical Technologies and Materials  

2

RSE al-Farabi Kazakh National University, Almaty, Kazakhstan 

 

The catalytic hydrogenation of the nitrocompound 

 

As a result of the complex research and pilot projects addressed an important challenge to 

increase  process  for  producing  aromatic  amino  products.  On  the  basis  of  experimental  data 

ХИМИЯ ЖӘНЕ ХИМИЯЛЫҚ ТЕХНОЛОГИЯ БОЙЫНША IX ХАЛЫҚАРАЛЫҚ БІРІМЖАНОВ СЪЕЗІНІҢ ЕҢБЕКТЕРІ

 

 

445 

 

suggested  the  scientific  bases  and  technological  principles  of  the  recovery  process  dinitro 

compounds of different structures with industry and we have developed new efficient catalysts. 

Replacing  widely  used  in  the  production  of  amines,  Ni-Raney  palladium  catalyst  can 

successfully  solve  a  number  of  technological  and  environmental  challenges.  These  include  a 

significant  reduction  in  the  pressure  of  hydrogen,  reducing  recovery  time,  repeated  use  of  the 

catalyst. 

Keywords:  recovery,  dinitro  compounds,  2,4-dinitrotoluene,  3,5-dinitro-ortho-xylene, 

nitrosulfanilid. 

 

Введение 

 

Ароматические диамины и их производные находят применение во многих отраслях 

химической  промышленности.  Так,  толуолидиндиамины  используются  в  производстве 

синтетических  красителей.  Продукты  восстановления  3,5-динитро-орто-ксилола  (ДНОК)  

и  нитросульфанилида  (НСА)  (компоненты  пурпурной-8)  применятся  для  полива 

чувствительных слоев трехслойных позитивных и негативных фотоматериалов. 

В настоящее время в промышленности синтез диаминов проводят восстановлением 

соответствующих  нитросоединений  на  Ni–скелетном  в  метаноле  при  333-353  К  и 

давлении водорода 3,0-6,5 МПа. Из-за наличия в гидрируемой смеси динитросоединении, 

метилового  спирта  и пирофорного никелевого  катализатора  процесс  имеет  повышенную 

взрывоопасность. 

 

Эксперимент 

 

Воостановление ДНОК, ДНТ и НСА нами изучено на катализаторах Pd/C в метаноле 

при  313-353  К.  При  варьировании  содержания  палладия  от  0,5  до  5,0  масс.долей, 

%удельная  активность  катализаторов  проходит  через  максимум,  который  соответствует 

катализатору  с  масс.долей    Pd  1,2-2,0%.  Наиболее  стабильным  при  восстановлении 

последовательных  навесок  этих  соединений  оказался  катализатор1,5%  Pd/С  [1-4]. 

Скорость  восстановления  динитросоединений  на  1,5%  Pd/С  определяется  природой 

ароматического  нитросоединения  и  их  заместителей  и  возрастает  в  ряду 

нитросульфанилид<ДНОК<ДНТ. 

Полученные 

результаты 

по 

восстановлению 

исследованных  динитросоединений  дают  возможность  проследить  какое  влияние  на 

скорость  и  кинетику  процесса  восстановления  оказывает  наличие  некоторых 

заместителей. 

 

Результаты и обсуждения 

 

Проведенные  укрупненные испытания 1,5%  Pd/С катализатора при восстановлении 

ДНТ, НСА показали его высокую эффективность по сравнению с Ni–Ренея (табл.1). 

Применение  палладиевого  катализатора  позволяет  снизить  давление  водорода  до 

1,0-1,5 МПа, сократить продолжительность восстановления в три раза и увеличить выход 

целевого  продукта  на  10%.  Данный  катализатор  рекомендован  для  промышленных 

испытаний. На основе опытно-промышленных результатов катализатор 1,5% Pd/С принят 

к промышленному внедрению (рисунок). 

1.

 

Восстановление ДНОК на катализаторе 1,5% Pd/С при давлении водорода 1,0-1,5 

МПа и температуре 343-353 К. 

 

ХИМИЯ ЖӘНЕ ХИМИЯЛЫҚ ТЕХНОЛОГИЯ БОЙЫНША IX ХАЛЫҚАРАЛЫҚ БІРІМЖАНОВ СЪЕЗІНІҢ ЕҢБЕКТЕРІ

 

 

446 

 

CH

3

CH

3  

NO

2

NO

2

+6H

2

CH

3

CH

3

NH

2

NH

2

 + 4H

2

O

 

 

2.

 

Выделение  3,5-диамино-о-ксилола  сульфата  серной  кислотой  в  токе  азота  при 

температуре  275-277  К  с  доведением  кислотности  реакционной  массы  до  рН  3,5  с 

последующей фильтрацией и промывкой метанолом 

 

CH

3

CH

3

NH

2

NH

2

 + H

2

SO

4

CH

3

CH

3

NH

2

NH

2

H

2

SO

4

 

 

3.

 

 Ацилирование 

3,5-диамино-о-ксилола 

сульфата 

4-нитротолуол-6-

сульфохлоридом в ацетоне в присутствии едкого натра и ацетата натрия при температуре 

308-313 К. 

CH

3

CH

3  

NO

2

NH

2 

 H

2

SO

4

+ 

NO

2

CH

3  

SO

3

Cl

 

+ 2NaOH + 2CH

3

COONa 

 

 

NO

2

CH

3  

SO

2

NH

 

CH

3  

CH

3  

NHO

2

S

  

CH

3  

+ Na

2

SO

4 

+ 2NaCl + 2H

2

O + 2CH

3

COOH

NO

2

 

 

4.

 

Восстановление  нитросульфанилида  (пурпурной  8)  водородом  на  катализаторе 

1,5% Pd/С при давлении водорода 1,0-1,5 МПа и температуре 348-358 К 

 

NO

2

SO

2

NH

 

CH

3  

CH

3  

NHO

2

S

  

CH

3  

NO

2

CH

3  

NO

2

+ 6H

2

 

 

 

ХИМИЯ ЖӘНЕ ХИМИЯЛЫҚ ТЕХНОЛОГИЯ БОЙЫНША IX ХАЛЫҚАРАЛЫҚ БІРІМЖАНОВ СЪЕЗІНІҢ ЕҢБЕКТЕРІ

 

 

447 

 

NH

2

CH

3  

SO

2

NH

 

CH

3  

CH

3  

NHO

2

S

  

CH

3 

NH

2

+ 4 H

2

O

 

 

Рисунок – Каталитический синтез компонента пурпурной-8. 

 

Таким образом, применение разработанного нами катализатора 1,5% Pd/С позволяет 

проводить  процесс  восстановления  динитросоединений  более  эффективно,  обеспечивает 

получение высококачественного продукта с максимальным выходом.  

 

Таблица  –  Результаты  укрупненных  испытаний  1,5%  Pd/С  катализатора  при 

восстановлении  3,5-динитро-о-ксилола,  2,4-динитротолуола  и  нитросульфоанилида  в 

метаноле 

Р

Н2

, 

МПа 

Т

ОП, 

К 

Навеска 

катализатора, г 

Навеска 

исх.вещества, г 

Т

пл

, К 

продукта 

Выход 

продукта, % 

Продолж. 

процесса, час  

3,5-динитро-о-ксилол 

3,0 

343 

5,0 

200 

340-341 

99,0 

3,0 

2,0 

353 

6,0 

180 

339-340 

99,2 

3,2 

1,5 

353 

6,0 

200 

339-340 

100,0 

3,5 

1,0 

353 

6,0 

200 

340-341 

99,8 

4,5 

0,8 

353 

6,0 

180 

340-341 

99,8 

5,0 

Ni-Ренея  

3,0 

353 

6,0 

200 

339-340 

87,8 

9,0 

2,4-динитротолуол 

3,0 

323 

4,0 

195 

370-371 

99,3 

2,8 

1,5 

333 

5,0 

200 

370-371 

99,6 

3,2 

1,0 

333 

5,0 

200 

371-372 

99,2 

3,5 

0,8 

333 

5,0 

180 

371-372 

99,5 

4,0 

Ni-Ренея 

3,0 

363 

5,0 

200 

370-371 

88,5 

6,5 

Нитросульфанилид  

3,0 

343 

5,0 

220 

501-502 

97,5 

4,5 

2,0 

353 

5,0 

200 

500-501 

97,4 

6,8 

1,5 

353 

5,2 

210 

501-502 

98,0 

7,5 

1,0 

353 

5,3 

200 

501-502 

97,9 

8,2 

0,8 

353 

5,3 

200 

501-502 

97,8 

9,0 

Ni-Ренея 

3,0 

353 

25,0 

250 

500-501 

88,1 

12,0 

 

Заключение 

 

В  заключении  отметим,  что  в  результате  проведенного  комплекса  научно-

исследовательских и опытно-промышленных работ решена важная задача по расширению 

способов 

получений 

ароматических 

диаминопродуктов. 

На 

основании 

экспериментального  материала  предложены  научные  основы  и  технологические 

ХИМИЯ ЖӘНЕ ХИМИЯЛЫҚ ТЕХНОЛОГИЯ БОЙЫНША IX ХАЛЫҚАРАЛЫҚ БІРІМЖАНОВ СЪЕЗІНІҢ ЕҢБЕКТЕРІ

 

 

448 

 

принципы  осуществления  процессов  восстановления  динитросоединений  различного 

строения  с  применением  промышленных  и  разработанных  нами  новых  эффективных 

катализаторов.  Замена  широко  применяемого  в  производстве  аминов,  катализатора  Ni-

Ренея  палладиевым  катализатором  позволяет  успешно  решить  ряд  технологических  и 

экологических  проблем.  К  ним  относится  значительное  снижение  давления  водорода, 

сокращение  времени  восстановления,  многократность  использования  катализатора. 

Применение  катализатора  1,5%  Pd/С  позволяет  перейти  к  безотходной  технологии 

производства, исключая отвалы отработанного никелевого катализатора.  

 

Список литературы 

 

1  Калиев  К.Б.,  Кубашева  А.,  Рахимова  А.А.,  Каирбеков  Ж.К.  Каталитическое 

восстановление  нитросоединений  на  нанесенных  палладиевых  катализаторах  //  Сборник 

тезисов докладов межвузовской конференции КазГУ, Алма-Ата, 1990, - С.134 

2  Калиев  К.Б.,  Каирбеков  Ж.К.,  Жубанов  К.А.  каталитическое  восстановление 

ароматических  нитросоединений  //  Тезисы  докладов  II  Респ.научно-техн.конф.,  Актау, 

1992, - С.65  

3 Нуракишев А.Н., Кадырбаев М.Т., Рахимова А.А., Каирбеков Ж.К. Каталитическое 

восстановление  ароматических  нитросоединений  на  многокомпонентных  никелевых 

катализаторах // Сб.тезисов докладов межвузовской конференции КазГУ, Алма-Ата, 1990, 

с.14 

4 Каирбеков Ж.К., Шалабаев М.Ш., Бостанов Т.Б., Нуракишев А.Н., Рахимова А.А. 

Восстановление  ароматических  нитросоединений  на  многокомпонентных  скелетных 

никелевых  катализаторах  //  Тез.докл.  VII  всес.конф.  «Kаталитические  реакции  в  жидкой 

фазе», Aлма-Ата. 1988. Ч.1, С.31-33 

  

References 

 

1 Каliev К.B., Кubasheva А., Rahimova А.А., Каirbekov Zh.К. The catalytic reduction of 

nitro compounds on supported palladium catalysts  // Sbornik tezisov dokladov mezhvuzovskoy 

konferencii KаzGU, Аlmа-Аtа, 1990, - P.134 

2  Каliev  К.B.,  Каirbekov  Zh.К.,  Jubanov  К.А.  Catalytic  hydrogenation  of  aromatic  nitro 

compounds // Теzisy dokladov II Resp.nauchno-techn.коnf., Акtau, 1992, -P. 65  

3  Nurakishev  А.N.,  Каdyrbaev  М.Т.,  Rakhimova  А.А.,  Каirbekov  Zh.К.  The  catalytic 

reduction  of  aromatic  nitro  compounds  to  the  multicomponent  nickel  catalysts  //  Sb.tеzisov 

dokladov mezhvuzovskoy konferencii КаzGU, Аlmа-Аtа, 1990, p.14 

4  Каirbekov  Zh.К.,  Shalabaev  М.Sh.,  Bostanov  Т.B.,  Nurakishev  А.N.,  Rakhimova А.А. 

Reduction of aromatic nitro compounds on skeletal multicomponent nickel catalysts // Tez.dokl. 

VII vses.коnf. «Catalytic reactions in liquid phase», Almа-Аtа. 1988. Part.1, P.31-33 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

жүктеу/скачать 31,15 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: