[发明专利]一种取代苯甲酸类化合物的制备方法

说明书

本发明涉及化工产品生产领域，具体公开了一种通式(Ⅱ)取代苯甲酸类化合物的制备方法，其由相应的取代烷基苯通式(Ⅰ)为原料，稀硝酸为反应介质，氧气为氧化剂，选用结构为式(Ⅲ)或式(Ⅳ)所示酰亚胺类化合物为催化剂，在高压釜中经催化氧化制得取代苯甲酸，其中R₁为C₁‑C₄的烷基；R₂为卤素，硝基，C₁‑C₄的烷基，甲氧基，三氟甲基。本发明提供一种生产纯度高，制备简单，反应条件温和，后处理简便，成本低且无污染的一种绿色的取代苯甲酸类化合物的制备方法。

技术领域

本发明涉及化工产品生产技术领域，具体涉及一种取代苯甲酸类化合物的制备方法。

背景技术

取代苯甲酸类化合物是一类应用广泛的有机中间体，主要用于医药、农药和化工原料的合成，还可用于染料、防腐剂、胶水、油漆及彩色胶片等，具有广阔的市场前景。比如：邻氯苯甲酸、对硝基苯甲酸、间溴苯甲酸、对三氟甲基苯甲酸、对叔丁基苯甲酸等。

目前，合成取代苯甲酸类化合物主要有：高锰酸钾氧化法、重铬酸钾氧化法、液相催化氧气氧化法和硝酸氧化法。由于高锰酸钾氧化法以水为溶剂，原料难溶于水，反应属于两相反应，导致反应不彻底收率偏低；重铬酸钾氧化法存在重金属的回收及污染等系列问题，不适宜工业化生产；液相催化氧气氧化法，基本以冰醋酸为溶剂，设备腐蚀极为严重，且溶剂难以回收再利用，需用到重金属催化剂，环境污染大，生产成本高；硝酸氧化法生产成本低，产物后处理简单，但是废气废酸量大受到环保法规的诸多限制，也难以满足现有市场的需求。

现有技术的硝酸氧化法，均以稀硝酸作为单一氧化剂，在较高的温度和压力条件下氧化得到取代苯甲酸。氧化反应本身为强放热反应，加上较高的反应温度，对生产而言存在较大的安全隐患。体系中，稀硝酸被还原成一氧化氮，一氧化氮难以被吸收利用只能作为废气排放，而反应的母液又无法再利用，较高的废气和废酸处理成本限制了该法的应用。

发明内容

本发明提供一种绿色的取代苯甲酸类化合物的制备方法，生产纯度高，制备简单，反应条件温和，后处理简便，成本低且污染小。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

一种取代苯甲酸类化合物的制备方法，包括以下步骤：

以式(Ⅰ)结构的取代烷基苯为原料，稀硝酸为反应介质，氧气为氧化剂，选用结构为式(Ⅲ)或式(Ⅳ)所示的酰亚胺类化合物为催化剂，先将取代烷基苯、稀硝酸、催化剂加入到高压釜中，然后向高压釜通入氧气进行氧化反应并经过后处理得到式(Ⅱ)结构的取代苯甲酸类化合物；

其中，R₁为C₁-C₄的烷基；R₂为卤素，硝基，C₁-C₄的烷基，甲氧基，三氟甲基。

本发明中，采用式(Ⅲ)或式(Ⅳ)所示的酰亚胺类化合物为催化剂，不仅能够显著降低反应温度，而且能够适当降低反应压力，在高压釜的氧化反应过程中所述的反应温度不高于100℃，高压釜内压力不超过1.0MPa。同时本发明中，采用稀硝酸为反应介质，氧气为氧化剂，从而避免了稀硝酸被还原成一氧化氮，更环保，同时反应的母液可以再利用，降低了废气和废酸处理成本。

所述的稀硝酸的质量百分数为10％-40％。

所述的稀硝酸与取代烷基苯的摩尔比为1-4:1，所述的催化剂与取代烷基苯的摩尔比为0.02-0.1:1。

所述的向高压釜通入氧气进行氧化反应，具体包括：先通入0.1-0.2MPa氧气置换高压釜内空气，然后通入0.2-1.0MPa氧气，开启搅拌，升温至50-100℃，进行氧化反应，反应时间为2-30h，物料出釜温度为25-90℃。