[发明专利]一种合成对硝基苯甲酸的方法

说明书

本发明涉及化工产品生产领域，具体涉及一种合成对硝基苯甲酸的方法。该方法是以对硝基甲苯为原料，稀硝酸为反应介质兼催化剂，氧气为氧化剂，在高压釜中经氧化制得对硝基苯甲酸，经冷却、反应液中析出晶型固体抽滤、得到母液和滤饼，滤饼用水淋洗、烘干，得到淡黄色产物对硝基苯甲酸。本发明提供一种生产纯度高，制备简单，成本低且无污染的一种绿色的合成对硝基苯甲酸的方法。

技术领域

本发明涉及化工产品生产领域，具体涉及一种合成对硝基苯甲酸的方法。

背景技术

对硝基苯甲酸是一种用途极广的医药、农药和染料中间体，在农药上主要用于合成杀虫剂和防霉剂，在医药上主要用于合成普鲁卡因、对胺甲基苯甲酸、普鲁卡因酰胺等麻醉药，还可用于有机合成的原料、染料及彩色胶片，具有广阔的市场前景。目前，工业上合成对硝基苯甲酸主要有两种工艺：液相催化氧气氧化法和硝酸氧化法。前者以冰醋酸为溶剂，设备腐蚀极为严重，溶剂消耗量大，且溶剂难以回收再利用，此外需用到重金属催化剂，环境污染大，生产成本高；后者生产成本低，产物后处理简单，但是反应所需压力高，废气废酸量大受到环保法规的诸多限制，难以满足现有市场的需求。

专利CN 1524842公开了一种以对硝基甲苯为反应原料，乙酸钴为催化剂，偶氮二异丁腈为引发剂，氧气为氧化剂在乙酸和二氯甲苯混合溶剂中制得对硝基苯甲酸的 方法，该法利用二氯甲苯减缓了乙酸对设备的腐蚀，但是反应时间长，收率低，不利于工业化生产。专利US 20080139841对乙酸钴-氧气氧化对硝基甲苯体系进行了改进，收率虽有提高，但该法以乙酸为溶剂，乙酸对设备腐蚀极为严重，且乙酸沸点较高难以回收，所用的引发剂N-羟基邻苯二甲酰亚胺价格高，总体而言该法的生产成本高，市场竞争优势不明显。

现有技术的硝酸氧化法，均以稀硝酸作为单一氧化剂，反应过程中稀硝酸被还原成一氧化氮气体导致压力猛增，需要不断排气泄压，泄压时夹带的物料容易堵塞泄压阀造成安全隐患，排出的废气量大又难处理，而反应母液又无法再利用，较高的废气和废酸处理成本限制了该法的应用。

发明内容

本发明目的是提供一种生产纯度高，制备简单，成本低且无污染的一种绿色的对硝基苯甲酸的方法。

为解决上述技术问题本发明采用的技术方案如下：

一种合成对硝基苯甲酸的方法，以对硝基甲苯为原料，稀硝酸为反应介质兼催化剂，氧气为氧化剂，在高压釜中经氧化制得对硝基苯甲酸，经冷却、反应液中析出晶型固体抽滤、得到母液和滤饼，滤饼用水淋洗、烘干，得到淡黄色产物对硝基苯甲酸。本发明的新方法利用氧气将氧化副产物一氧化氮氧化成二氧化氮，二氧化氮与水反应回到硝酸重新参与对硝基甲苯的氧化，新氧化体系里硝酸与一氧化氮间形成一个循环，理论上只要不断补充氧气，硝酸可视为不消耗，且压力维持在一个平衡值。采用这种环保的生产工艺，制备对硝基苯甲酸产品的收率在93%以上，所制备的对硝基苯甲酸的含量在99%以上。

所述稀硝酸的质量分数为10-40%，所述稀硝酸与对硝基甲苯的摩尔比为1-4:1。通入所述氧气前利用0.4-0.6 MPa氧气置换高压釜内空气，重复置换多次后，通入氧气压力为0.4-2.0 MPa，控制高压釜内的反应温度为120-230 ℃，反应时间为1-14 h，物料出釜温度为10-90 ℃。反应过程中所述的高压釜内压力不超过2.0 MPa，以间歇或连续的方式往高压釜内补入氧气。进一步地，本发明优化了氧化反应时各反应物、溶剂、氧化压力、稀硝酸浓度及之间的配比，可使反应后的母液不需经过任何处理或者补入少量硝酸至一定浓度便可进行循环套用，并且套用的次数可达8次。在第8次的循环套用中，利用母液制备的对硝基苯甲酸的产品的收率仍然能保持在93%以上，含量在99%以上。

所述过滤得到的母液不经过任何处理，直接通过回流管路引至高压釜循环套用，用作第2次氧化的反应介质，进行第2次氧化反应，再经冷却、反应液中析出晶型固体抽滤、得到母液和滤饼，滤饼用水淋洗、烘干，得到淡黄色产物对硝基苯甲酸。