Hydrogenation of 2,4,6-Trinitrotoluene in Mixed Acetone/Water Over Palladium Catalyst

Abstract

Статья посвящена способу получения 2,4,6-тригидрокситолуола – ценного реагента, который находит применение в синтезе перспективных азокрасителей и пигментов, лекарственных препаратов, обладающих различными видами активности, топливных присадок и полимеров. В работе обсуждается двухстадийный метод синтеза на основе 2,4,6-тринитротолуола. Первая стадия заключается в гидрировании тринитроарена в присутствии 1 % Pd/Cибунит в смеси ацетон/вода 7:1 (об./об.). Данный состав растворителя обладает хорошей растворяющей способностью по отношению ко всем компонентам смеси и способствует сохранению активности катализатора на протяжении 10 последовательных циклов. Предлагаемый способ не предусматривает выделения 2,4,6-триаминотолуола, и после подкисления серной кислотой и разбавления водой гидрогенизат подвергается гидролизу до 2,4,6-тригидрокситолуола. Исследовано влияние мольного соотношения H2SO4/тринитроарен на выход и качество 2,4,6-тригидрокситолуола. Определено, чтооптимальнымзначением является соотношение 1,8 моль H2SO4/ 1 моль нитропроизводного. В результате исследования получен ТГТ с высоким выходом, который снижается незначительно от первого к десятому циклу с 91 до 85 %. This paper describes a process for 2,4,6-trihydroxytoluene, a valuable reactant that comes into use for the synthesis of promising azo dyes and pigments, medicinal drugs exhibiting various activities, propellant additives, and polymers. The paper discusses a two-stage synthetic method starting from 2,4,6-trinitrotoluene. The first stage involves hydrogenation of trinitro arene over a 1 % Pd/Sibunit in mixed 7/1 (v/v) acetone/water. This solvent system has a good solubilizing ability towards all the ingredients of the reaction mixture and aids in preserving the catalyst activity throughout 10 successive cycles of reuse. The method proposed herein does not provide for the isolation of 2,4,6-triaminotoluene, and once H2SO4-acidified and water-diluted, the hydrogenation product is hydrolyzed to 2,4,6-trihydroxytoluene. The effect of the molar ratio of H2SO4/trinitroarene on the yield and quality of 2,4,6-trihydroxytoluene is examined. The ratio of 1.8 mol H2SO4/1 mol nitro derivative has been found to be optimum. This study has consequently resulted in THT in a high yield that lowers negligibly from 91 to 85 % between the first and tenth cycle.