[发明专利]一种对硝基苯甲酸的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及有机合成技术领域，具体地说是一种由分子氧催化氧化对硝基甲苯制备对硝基苯甲酸的方法。

背景技术

对硝基苯甲酸是一种重要的医药中间体和有机合成原料，可用于生产盐酸普鲁卡因、普鲁卡因胺盐酸盐、叶酸(维生素Bc)、苯佐卡因、头孢菌素V、治疗高血压等药物以及活性丰色红M-8B、活性红紫X-2R，同时对硝基苯甲酸也是植物生长调节剂吲熟酯的重要原料，工业上需求量很大。传统制备对硝基苯甲酸的方法是用高价无机金属盐氧化对硝基甲苯，所用的氧化剂主要有高锰酸钾、重铬酸钾、次卤酸钠等。这种传统的方法成本高，对设备腐蚀严重，并且产生大量废液，污染环境，已受到各国的限制。近来随着绿色化学的发展和人们环境意识的增强，传统的高价无机金属盐氧化剂已经逐渐被环境友好的氧化剂如过氧化氢和分子氧所替代。北京工业大学佘远斌教授等于2006年在国际知名期刊《Organic Process Research & Development》第10卷757-761页报道了用金属酞箐为催化剂，以分子氧做为氧化剂制备了对硝基苯甲酸，产率为90.4％，但是此工艺中使用了大量有挥发性的有机试剂甲醇作为溶剂，在纯氧环境中存在爆炸的安全隐患。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足而提供的一种反应条件简单，环境友好，效率高，绿色化程度高的制备对硝基苯甲酸的方法。

实现本发明目的的具体技术方案是：

一种对硝基苯甲酸的制备方法，是以对硝基甲苯为原料，以疏水性离子液体溶解的金属酞菁为催化剂，氧气为氧化剂，在高压反应釜中反应，制备得到对硝基苯甲酸，其包括以下具体步骤：

a)、将金属酞菁与疏水性离子液体按质量比为1∶40～200放入反应釜中，再将对硝基甲苯与NaOH或KOH按物质的量比为1∶1～3放入反应釜中，且对硝基甲苯与疏水性离子液体质量比为1∶1～5，混合均匀。

b)、将经a步骤处理的反应釜充入氧气，氧气压力为0.5～2.5Mpa，然后将反应釜置于温度为60～100℃水浴中恒温反应4～12小时，冷却至室温；加入去离子水搅拌静置分层，取上层清液；清液中加入0.5～3.0mol/L的稀酸溶液直到上清液为酸性，产物以沉淀析出；抽滤、真空干燥，得到对硝基苯甲酸。

所述a步骤中的金属酞菁与疏水性离子液体的质量比为1∶50～200，对硝基甲苯与NaOH按物质的量比为1∶1～1.5，对硝基甲苯与离子液体的质量比为1∶1.5～4。

所述b步骤中的水浴温度为70～90℃。

所述b步骤中的恒温反应为8～12小时。

所述b步骤中的氧气压力为1.0～2.0Mpa。

所述b步骤中的稀酸溶液是浓度为1.5～2.0mol/L的HCl溶液或H₂SO₄溶液。

本发明与现有技术相比，具有以下显著优点：

(1)、生产成本低，所使用的氧化剂是价廉易得的分子氧。

(2)、催化体系易与反应体系分离，催化剂可以循环使用。

(3)、对硝基苯甲酸易于从体系中分离，且不使用有机溶剂。

具体实施方式

实施例1

a)、将0.050g钴酞菁和2.0g对硝基甲苯溶于10.0g[HMIM]PF₆离子液体中，并加0.58g NaOH于反应釜中，搅拌混合均匀，再充入0.5Mpa的氧气。

b)、把经上一步处理的反应釜置于温度为60℃恒温水浴中恒温反应4小时，反应结束，静置冷却至室温后倾倒出上层清液，加入0.5mol/L的稀HCl溶液，直到溶液成酸性，析出产物。过滤，真空干燥，得到对硝基苯甲酸。

c)、取催化体系重复使用，未明显发现催化剂的催化活性有所降低。

实施例2

a)、将0.150g铜酞菁和6.0g对硝基甲苯溶于6.0g[OMIM]BF₆离子液体中，并加5.25gKOH于反应釜中，搅拌混合均匀，再充入1.0Mpa的氧气。

b)、把经上一步处理的反应釜置于温度为70℃恒温水浴中反应8小时，静置冷却至室温后倾倒出上层清液，加入2mol/L的稀H₂SO₄溶液，直到溶液成酸性，析出产物。过滤，真空干燥，得到对硝基苯甲酸。

c)、取催化体系重复使用，未明显发现催化剂的催化活性有所降低。

实施例3