專(zhuān)利名稱(chēng)：微波合成鄰硝基苯甲酸的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種合成芳香酸的方法，具體地說(shuō)，是涉及一種微波合成鄰硝基苯甲 酸的方法。
背景技術(shù)：
目前，合成鄰硝基苯甲酸研究較多的是在堿性介質(zhì)中通過(guò)仿生催化氧氣氧化法。 佘遠(yuǎn)斌等人先后報(bào)道了在堿性介質(zhì)中以無(wú)水甲醇(精細(xì)化工，1998，1(15) :45 47)和甲 醇-苯(精細(xì)化工，2004，21 (6) :474 478)為溶劑選用金屬酞菁為仿生催化劑，催化氧氣 氧化鄰硝基甲苯合成鄰硝基苯甲酸的方法，此法解決了在酸性介質(zhì)中制備鄰硝基苯甲酸所 存在的設(shè)備腐蝕嚴(yán)重和環(huán)境污染等問(wèn)題。佘遠(yuǎn)斌等人之后又報(bào)道了使用綠色環(huán)保的乙醇水 溶液作為溶劑，采用鐵卟啉催化氧氣氧化鄰硝基甲苯綠色合成鄰硝基苯甲酸(化工學(xué)報(bào)， 2007，(58) 12 3055 3057)。然而該方法反應(yīng)壓力較高(2MPa)，堿濃度較高(3. 75mol/L)， 反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)(12h)，造成很大的資源浪費(fèi)。中國(guó)專(zhuān)利CN1944396A(
公開(kāi)日2007年4月11日)公開(kāi)了一種鄰硝基苯甲酸的 合成方法。該方法是以鄰硝基甲苯為原料，以金屬卟啉為催化劑，以含乙醇50 95%體積 的乙醇水溶液為溶劑，在1 6mol/L強(qiáng)堿性(氫氧化鈉)乙醇水溶液中，通入0. 8 3MPa 的氧氣，控制反應(yīng)溫度為35 55°C，反應(yīng)2 14h，得到鄰硝基苯甲酸。上述合成鄰硝基苯甲酸的方法主要存在以下問(wèn)題(1)反應(yīng)壓力較高(0. 8 3MPa)，相應(yīng)的使得合成反應(yīng)能耗也高，安全性差。(2)氫氧化鈉用量較大(1 6mol/L)，相應(yīng)的使得后處理過(guò)程中用于中和的酸量 也較大，造成含鹽廢水也多。既浪費(fèi)大量資源，又造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。(3)合成反應(yīng)時(shí)間太長(zhǎng)(2 12h)，相應(yīng)的使合成成本大幅增加。且在較短的反應(yīng) 時(shí)間內(nèi)很難得到高的原料轉(zhuǎn)化率，尤其是難以獲得較高的產(chǎn)物選擇性和收率。微波輻射是一種新的加熱手段，與普通加熱不同。普通加熱是通過(guò)輻射、對(duì)流及傳 導(dǎo)由表及里進(jìn)行加熱，過(guò)程比較緩慢，為避免溫度梯度過(guò)大，加熱速度不能太快，也不能對(duì) 處于同一反應(yīng)裝置內(nèi)的混合組分進(jìn)行選擇性加熱。而微波加熱是其表面和內(nèi)部同時(shí)進(jìn)行的 一種體系加熱，不需要熱的傳導(dǎo)和對(duì)流，不依賴(lài)于溫度梯度的推動(dòng)，體系受熱均勻，升溫迅 速。由于物質(zhì)吸收微波的能力與其介電常數(shù)有關(guān)，微波可以對(duì)混合組分進(jìn)行選擇性加熱，有 利于提高反應(yīng)的選擇性。另外微波加熱無(wú)滯后效應(yīng)，沒(méi)有熱輻射損耗，當(dāng)關(guān)閉微波源后，則 無(wú)微波能傳向物質(zhì)，對(duì)溫度控制要求高的反應(yīng)非常有利。目前，將微波方法用于鄰硝基苯甲酸的合成尚未見(jiàn)文獻(xiàn)報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有合成方法中存在的反應(yīng)壓力較高、堿用量較大、反應(yīng) 時(shí)間過(guò)長(zhǎng)、產(chǎn)物選擇性和收率不高等問(wèn)題，提供一種微波合成鄰硝基苯甲酸的方法。該方法 具有反應(yīng)壓力低、堿用量少、反應(yīng)時(shí)間短、產(chǎn)物選擇性和收率高等特點(diǎn)。該法不僅可有效利用資源、大幅度降低鄰硝基苯甲酸的合成成本和能耗，而且可大幅提高合成反應(yīng)的安全性， 顯著降低環(huán)境污染。本發(fā)明所提供的一種微波合成鄰硝基苯甲酸的方法，包括以下步驟以鄰硝基甲苯為原料，以乙腈、DMF、乙醇或含乙醇10 95%體積的乙醇水溶液 為溶劑，選用1 230ppm具有式(I)、式(II)或式(III)結(jié)構(gòu)的金屬卟啉作為催化劑，在 0. 3 2mol/L氫氧化鈉溶液中，通入0 0. 8MPa的氧氣，在微波反應(yīng)溫度為60 170°C， 微波合成功率為0 85W的條件下，反應(yīng)2 60min，所得產(chǎn)物經(jīng)高效液相色譜進(jìn)行檢測(cè)，
權(quán)利要求
1. 一種微波合成鄰硝基苯甲酸的方法，包括以下步驟以鄰硝基甲苯為原料，以乙腈、DMF、乙醇或含乙醇10 95%體積的乙醇水溶液為溶 劑，選用1 230ppm具有式(I)、式(II)或式(III)結(jié)構(gòu)的金屬卟啉作為催化劑，在0. 3 2mol/L氫氧化鈉溶液中，通入0 0. 8MPa的氧氣，在微波反應(yīng)溫度為60 170°C，微波合 成功率為0 85W的條件下，反應(yīng)2 60min，所得產(chǎn)物經(jīng)高效液相色譜進(jìn)行檢測(cè)，
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于MpM2、M3或M4代表鐵、錳或鈷，M3和M4相同。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于X代表氯。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于反應(yīng)壓力為0.5 0. SMPa0
5.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于氫氧化鈉用量為1 1.5mol/L。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于反應(yīng)時(shí)間為40 60min。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于反應(yīng)溫度為80 100°C。CN 102093224 A_權(quán) 禾丨J 要求書(shū)_2/2頁(yè)
8.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于微波合成功率為0 10W。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于催化劑用量為10 20ppm。
10.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于所述的溶劑為乙醇。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種微波合成鄰硝基苯甲酸的方法。該方法是在微波促進(jìn)條件下以鄰硝基甲苯為原料，以乙腈、DMF、乙醇或含乙醇10～95％體積的乙醇水溶液為溶劑，選用1～230ppm的金屬卟啉作為催化劑，在0.3～2mol/L氫氧化鈉溶液中，通入0～0.8MPa的氧氣，在微波反應(yīng)溫度為60～170℃，微波合成功率為0～85W，反應(yīng)2～60min的條件下，得到鄰硝基苯甲酸。本發(fā)明方法采用微波加熱的方式代替常規(guī)加熱反應(yīng)，不僅高選擇性、高收率地合成了目標(biāo)產(chǎn)物，而且顯著地降低了反應(yīng)壓力、減少了反應(yīng)堿量、縮短了反應(yīng)時(shí)間，從而有效地降低了反應(yīng)能耗和操作費(fèi)用，提高了反應(yīng)安全性，并使后處理過(guò)程更為簡(jiǎn)便，顯著地提高了反應(yīng)效率。
文檔編號(hào)C07C201/12GK102093224SQ20111002802
公開(kāi)日2011年6月15日 申請(qǐng)日期2011年1月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月26日
發(fā)明者佘遠(yuǎn)斌, 劉燃, 孫志成, 李靜, 鐘儒剛 申請(qǐng)人:北京工業(yè)大學(xué)