仿生催化氧化硝基甲苯制取硝基苯甲酸的绿色工艺条件的研究-硕士论文

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1、北京工业大学硕士学位论文仿生催化氧化硝基甲苯制取硝基苯甲酸的绿色工艺条件的研究姓名：段立丽申请学位级别：硕士专业：应用化学指导教师：佘远斌20070501摘要摘要本文综述了邻、间、对硝基苯甲酸各种制备方法的优缺点及其研究进展。针对目前合成硝基苯甲酸反应条件苛刻，采用对设备腐蚀严重的酸性介质，或者采用有潜在爆炸危险性的甲醇-NaoH介质以及有毒有害的苯或苯的取代物为溶剂，收率不高等问题，本文提出了一种采用乙醇水溶液代替醋酸、甲醇、苯或苯的取代物为溶剂，仿生催化氧化硝基甲苯绿色合成硝基苯甲酸的新方法。并在乙醇．水．

2、NaoH介质中，温和条件(30巧0oc)下，研究了取代铁卟啉仿生催化氧气液相氧化邻、对硝基甲苯分别制取邻、对硝基苯甲酸的方法和工艺。采用测定熔点、红外光谱、液相色谱对主产物进行了鉴定。采用了液相色谱对主产物邻、对硝基苯甲酸的选择性、纯度及转化率进行了测定。分析结果表明上述产物的纯度均在98％以上。理论上，几乎所有的化学研究者都认为氧气或空气氧化反应是自由基反应，并且一致认为只有在有机溶剂中才能有效的控制反应的进程，而在水溶液中自由基类型的氧化反应则难以进行，因为水是公认的自由基湮灭剂。实际上，本文提出的在乙醇水

3、溶液中合成硝基苯甲酸的新方法不仅实现了仿生催化氧气氧化邻、对硝基甲苯制取邻、对硝基苯甲酸合成工艺的绿色化，而且突破了自由基氧化反应不易在水中进行的一般规律，解决了在水溶液反应中存在的许多技术问题，使邻、对硝基甲苯氧化的反应介质实现了从有机溶剂到水溶液的过渡。实验上，为了找出伪生催化氧气氧化邻、对硝基甲苯制取邻、对硝基苯甲酸的最佳工艺条件，本文系统地考察了不同催化剂、催化剂用量、乙醇体积浓度、碱浓度(M。)、氧气压力(PR)、反应温度(TR)、反应时间(tR)、邻、对硝基甲苯的初始浓度对反应的影响。其中绿色合成对

4、硝基苯甲酸的最佳工艺条件为：乙醇体积浓度《O％Ⅳ^，)、Ma-3．75mol／L、M眦-2．85×104mo儿、PR=1．6~Ⅱ’a、tR=12h、TR_50oC、MPNl=0．5mol／L，在此工艺条件下获得的对硝基苯甲酸的收率为91．3％；绿色合成邻硝基苯甲酸的最佳工艺条件为：乙醇浓度=80％(vⅣ)、Ma-3．75mol／L、PR-2．O~狂’a、tR-12h、1仁55oC、MotrI卸．5moI／L，在此工艺条件下获得的邻硝基苯甲酸的收率为76．3％．关键词：乙醇水溶液，取代铁卟啉，仿生催化，硝基甲苯，

5、硝基苯甲酸。氧气ABSTI认CTABSTRACTVhriousmeIhodsf．orp∞paringni仃obenzoicacidwe∞re啊ewedinthistllesis，andadVantag铭锄ddisadVaIltag鹤OfVariO璐pr印aringproc豁s髓of11i缸口benzoicacidwerealsorcvie’)lred．IIIordertooVefcomemeshoncomingsofpres醐tmethodsforsynmesisIli的benzoicacid，∞ch器1lsi

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