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1、第31卷第4期当代化工Vol.31,No.42002年12月ContemporaryChemicalIndustryDecember,2002对氯苯甲酸合成工艺的研究王金菊,满瑞林,赵春霞(中南大学化学化工学院,湖南长沙410083)摘要:以季铵盐A-1为催化剂,高锰酸钾为氧化剂,对氯甲苯为原料,在中性条件下进行反应合成对氯苯甲酸。通过一系列实验,考察了催化剂A-1的用量、反应温度、反应时间、高锰酸钾用量、水的用量对对氯苯甲酸产率的影响。最优化条件为:反应温度93,反应时间2.5h,以季铵盐A-1为相转移催化剂,收率可达84.38%。实验证明,该方法反应条件温
2、和,反应时间较短,操作简单,降低了成本,有较好的工业生产应用前景。关键词:季铵盐A-1;对氯甲苯;高锰酸钾;对氯苯甲酸中图分类号:TQ245.3文献标识码:A文章编号:16710460(2002)04019203(Phasetransfercalatysis)是一种有机合成新方法。1前言相转移催化作用能使离子化合物与不溶于水的有20世纪70年代以来,国内为解决与农药杀机物质在极性溶液中进行,加快了反应速度,提高草丹、氰戊菊酯等品种的配套生产相继建成了几反应速率,而且条件温和,操作简便,反应选择性套甲苯氯化的工业装置,目前总生产能力已超过高,副反应少,而且使
3、用价格较低的季铵盐等做催6000ta。但是,由于农业行情和市场对氯甲苯异化剂,降低了生产成本,故相转移催化能有效地解[3]构体需求变化较大,致使生产装置大量开工不足,决传统方法存在的问题。采用金属氧化物催化效益不佳。加强下游中间体开发,带动相关农药,的方法制备氯苯甲酸,造价较高。本文介绍用相医药,染料工业的发展,是改变这一困难的唯一途转移催化法氧化对氯甲苯制备对氯苯甲酸。通过径。一系列的实验,取得了较好的结果,表明了该方法其中对氯苯甲酸是一种可重点开发的药物中在工业上有较好的应用前景。间体品种。它可用于非甾族消炎镇痛药物的合2实验成,染料和农药的合成,也可用于分析试剂等。传统对氯苯
4、甲酸的制备方法主要有a,a,a-三氯对2.1试剂[1]甲苯水解法,重铬酸钾氧化法,硝酸氧化法,次高锰酸钾,对氯甲苯,工业级季铵盐A-1,[2]氯酸钠氧化法,空气直接氧化法。重铬酸钾氧浓硫酸,乙醇等。化法污染严重,硝酸氧化法虽易于反应但对设备2.2仪器的腐蚀严重,且易引起副反应,空气氧化法对工艺JJ-1型定时磁力电动搅拌器;SHB-3循环的要求较高,这些方法都存在很大的缺陷。水多用真空泵,数字熔点仪,101A-1型电热鼓20世纪60、70年代兴起的相转移催化法风干燥箱,三颈瓶,冷凝管,布氏漏斗,抽滤瓶,控收稿日期:20020917作者简介:王金菊,女,2001级研究生,现就读
5、于中南大学化学化工学院,师从于满瑞林教授,e-mail:desade@163.com2002年12月王金菊等:对氯苯甲酸合成工艺的研究193温仪,烧杯等。入对氯甲苯,控温在90,反应以2h为基准。2.3分析方法采用红外光谱法和x-射线衍射仪测定对氯苯甲酸的组成。2.4实验方案[4]把一定量的催化剂A-1、高锰酸钾、水加入250mL的三颈瓶中,按实验装置图连接好实验仪器,用水浴加热,同时打开冷凝回流装置和搅拌器。待水浴温度升至一定温度,取6mL对氯甲苯逐滴滴入三颈瓶中(大约需要5min),滴加完毕,图1催化剂A-1的用量对产率的
6、影响控温反应2h左右。反应过程中注意温度的变化Fig.1TheeffectofcatalystA-1amountontheyieldofproduct以及三颈瓶中紫色褪去的时间。反应式为:CH3COOK由图1可以看出,无催化剂条件下反应极慢,PTC+KMnO4+MnO2+H2O随着催化剂A-1用量的增加,对氯苯甲酸的产率也增加,至催化剂取1.5mL时产率最大。在催ClCl化剂用量接近1.5mL左右时,产率的增加较缓反应完毕,趁热在布氏漏斗中进行抽滤,除去慢,考虑到催化剂的费用,及产品的成本等问题,反应中生成的二氧化锰沉淀。滤饼再用100mL故选择1.25mL为最佳用量。的沸水连续洗涤2
7、次,把洗涤液与滤液合并。如3.2KMnO4用量的影响液体的颜色为紫色,则加入几毫升乙醇,加热使高此列实验取A-11.25mL,对氯甲苯6mL,锰酸钾分解,再过滤,洗涤。将合并的滤液浓缩至H2O为216mL,KMnO4分别取15.805g,17.284g,100mL左右,冷却后加入11的硫酸进行酸化,20.545g,23.706g。在80左右滴加入6mL对立即出现大量白色沉淀。反应式为:氯甲苯,控温在92~96,以高锰酸钾褪色为
