[发明专利]一种利用对羟基苯甲酸甲酯和尿素制备对羟基苯甲腈的方法

说明书

以对羟基苯甲酸甲酯和尿素为基础原料，通过以人造沸石、硅胶、氧化铝、SiO₂、ZrO₂或分子筛等用磷酸水溶液浸渍后再经高温灼烧得到的以人造沸石、硅胶、氧化铝、SiO₂、ZrO₂或分子筛为载体的固载磷酸为催化剂，在高温下使对羟基苯甲酸甲酯在氨气氛围中与尿素反应生成的对羟基苯甲酰胺进行在位催化脱水，由对羟基苯甲酸甲酯和尿素直接制备得到含对羟基苯甲腈的混合物料，最后通过分步冷却冷凝或对冷凝得到的含对羟基苯甲腈的混合物料进行精馏，以相对于对羟基苯甲酸甲酯质量70%以上的收率得到质量百分含量大于97%的对羟基苯甲腈产品。

技术领域

本发明属于有机合成领域精细有机化学品领域，涉及一种利用对羟基苯甲酸甲酯和尿素制备对羟基苯甲腈的方法。

背景技术

对羟基苯甲腈，又名4-羟基苯甲腈、4-氰基苯酚、对氰基苯酚，CAS登记号为767-00-0，是一种熔点为112~114℃的白色光泽的鳞片状结晶性固体。对羟基苯甲腈是重要的有机合成中间体，在有机磷杀虫剂杀螟腈和苯腈磷和除草剂溴苯腈的制备中都有重要应用。同时，对羟基苯甲腈还可以作为中间体用于多种液晶材料和香料等的合成。

对羟基苯甲腈的合成方法主要有以下几种：（1）对硝基苯酚法，其本质是以对硝基苯酚为起始原料，经过还原得到对氨基苯酚后，再经重氮化反应得到氯化对羟基重氮苯，最后经氰基置换得到对氰基苯酚；（2）对羟基苯甲醛法，其本质是以对羟基苯甲醛为起始原料，经过与盐酸羟胺反应生成对羟基苯甲醛肟，最后经脱水生成对氰基苯酚；（3）对甲酚催化氨氧化法，其本质是以对甲酚为原料、氨气和氧气为氧化剂，在催化剂存在下直接使活泼的苄位甲基转化成氰基，最终生成对氰基苯酚；（4）对羟基苯甲酸-尿素直接缩合脱水法，其本质是通过对羟基苯甲酸与尿素反应先生成对羟基苯甲酰胺，再经高温脱水生成对氰基苯酚；（5）对羟基苯甲酸-尿素五氧化二磷高温脱水法，其本质是以五氧化二磷为脱水剂，通过对羟基苯甲酸与尿素反应先生成对羟基苯甲酰胺再脱水生成对氰基苯酚；（6）对羟基苯甲酸-尿素五硫化二磷高温脱水法，其本质是以五硫化二磷为脱水剂，通过对羟基苯甲酸与尿素反应先生成对羟基苯甲酰胺再脱水生成对氰基苯酚；（7）对羟基苯甲酸-尿素五氯化磷高温脱水法，其本质是以五氯化磷为脱水剂，通过对羟基苯甲酸与尿素反应先生成对羟基苯甲酰胺再脱水生成对氰基苯酚；（8）对羟基苯甲酸-尿素氨基磺酸高温脱水法，其本质是以氨基磺酸为脱水剂，通过对羟基苯甲酸与尿素反应先生成对羟基苯甲酰胺再脱水生成对氰基苯酚。

在这些制备对羟基苯甲腈的方法中，对硝基苯酚法存在反应步骤较多、产品收率低及反应中需使用剧毒的氰化亚铜而因此不利于工业化生产；对羟基苯甲醛法存在所用溶剂昂贵且难以回收带来的成本高等缺点；对甲酚催化氨氧化法存在单程转化率低、能耗高、一次投入大、催化剂使用寿命短等不足；对羟基苯甲酸-尿素直接缩合脱水法存在副反应多、产品收率低的不足；对羟基苯甲酸-尿素五氧化二磷高温脱水法存在脱水剂五氧化二磷易潮解且使用成本高，及高温作用下可使更多的原料或产品炭化而使得产品收率下降的不足；对羟基苯甲酸-尿素五氯化磷高温脱水法存在使用的五硫化二磷本生具有恶臭，且反应过程中有大量硫化氢气体产生等不足；对羟基苯甲酸-尿素五氯化磷高温脱水法存在五氯化磷极易潮解，且五氯化磷在反应中会与产物作用导致产物过度消耗的不足；对羟基苯甲酸-尿素氨基磺酸高温脱水法存在反应中氨基磺酸与物料会结块成团而使物料不能充分接触进行反应导致的原料转化率很低的不足。

本发明涉及的一种利用对羟基苯甲酸甲酯和尿素制备对羟基苯甲腈的方法，属于一种利用对羟基苯甲酸衍生物制备对羟基苯甲腈的方法，其目的是解决现有对羟基苯甲腈生产技术中原料成本高、一次性投入大、催化剂使用寿命短、非必需性辅料使用量大、环境污染重、使用高毒的有毒性辅料等问题。