专利名称：微波合成邻硝基苯甲酸的方法
技术领域：
本发明涉及一种合成芳香酸的方法，具体地说，是涉及一种微波合成邻硝基苯甲 酸的方法。
背景技术：
目前，合成邻硝基苯甲酸研究较多的是在碱性介质中通过仿生催化氧气氧化法。 佘远斌等人先后报道了在碱性介质中以无水甲醇(精细化工，1998，1(15) :45 47)和甲 醇-苯(精细化工，2004，21 (6) :474 478)为溶剂选用金属酞菁为仿生催化剂，催化氧气 氧化邻硝基甲苯合成邻硝基苯甲酸的方法，此法解决了在酸性介质中制备邻硝基苯甲酸所 存在的设备腐蚀严重和环境污染等问题。佘远斌等人之后又报道了使用绿色环保的乙醇水 溶液作为溶剂，采用铁卟啉催化氧气氧化邻硝基甲苯绿色合成邻硝基苯甲酸(化工学报， 2007，(58) 12 3055 3057)。然而该方法反应压力较高(2MPa)，碱浓度较高(3. 75mol/L)， 反应时间长(12h)，造成很大的资源浪费。中国专利CN1944396A(
公开日2007年4月11日)公开了一种邻硝基苯甲酸的 合成方法。该方法是以邻硝基甲苯为原料，以金属卟啉为催化剂，以含乙醇50 95%体积 的乙醇水溶液为溶剂，在1 6mol/L强碱性(氢氧化钠)乙醇水溶液中，通入0. 8 3MPa 的氧气，控制反应温度为35 55°C，反应2 14h，得到邻硝基苯甲酸。上述合成邻硝基苯甲酸的方法主要存在以下问题(1)反应压力较高(0. 8 3MPa)，相应的使得合成反应能耗也高，安全性差。(2)氢氧化钠用量较大(1 6mol/L)，相应的使得后处理过程中用于中和的酸量 也较大，造成含盐废水也多。既浪费大量资源，又造成严重的环境污染。(3)合成反应时间太长(2 12h)，相应的使合成成本大幅增加。且在较短的反应 时间内很难得到高的原料转化率，尤其是难以获得较高的产物选择性和收率。微波辐射是一种新的加热手段，与普通加热不同。普通加热是通过辐射、对流及传 导由表及里进行加热，过程比较缓慢，为避免温度梯度过大，加热速度不能太快，也不能对 处于同一反应装置内的混合组分进行选择性加热。而微波加热是其表面和内部同时进行的 一种体系加热，不需要热的传导和对流，不依赖于温度梯度的推动，体系受热均勻，升温迅 速。由于物质吸收微波的能力与其介电常数有关，微波可以对混合组分进行选择性加热，有 利于提高反应的选择性。另外微波加热无滞后效应，没有热辐射损耗，当关闭微波源后，则 无微波能传向物质，对温度控制要求高的反应非常有利。目前，将微波方法用于邻硝基苯甲酸的合成尚未见文献报道。
发明内容
本发明的目的在于克服现有合成方法中存在的反应压力较高、碱用量较大、反应 时间过长、产物选择性和收率不高等问题，提供一种微波合成邻硝基苯甲酸的方法。该方法 具有反应压力低、碱用量少、反应时间短、产物选择性和收率高等特点。该法不仅可有效利用资源、大幅度降低邻硝基苯甲酸的合成成本和能耗，而且可大幅提高合成反应的安全性， 显著降低环境污染。本发明所提供的一种微波合成邻硝基苯甲酸的方法，包括以下步骤以邻硝基甲苯为原料，以乙腈、DMF、乙醇或含乙醇10 95%体积的乙醇水溶液 为溶剂，选用1 230ppm具有式(I)、式(II)或式(III)结构的金属卟啉作为催化剂，在 0. 3 2mol/L氢氧化钠溶液中，通入0 0. 8MPa的氧气，在微波反应温度为60 170°C， 微波合成功率为0 85W的条件下，反应2 60min，所得产物经高效液相色谱进行检测，
权利要求
1. 一种微波合成邻硝基苯甲酸的方法，包括以下步骤以邻硝基甲苯为原料，以乙腈、DMF、乙醇或含乙醇10 95%体积的乙醇水溶液为溶 剂，选用1 230ppm具有式(I)、式(II)或式(III)结构的金属卟啉作为催化剂，在0. 3 2mol/L氢氧化钠溶液中，通入0 0. 8MPa的氧气，在微波反应温度为60 170°C，微波合 成功率为0 85W的条件下，反应2 60min，所得产物经高效液相色谱进行检测，
2.根据权利要求1的方法，其特征在于MpM2、M3或M4代表铁、锰或钴，M3和M4相同。
3.根据权利要求1的方法，其特征在于X代表氯。
4.根据权利要求1的方法，其特征在于反应压力为0.5 0. SMPa0
5.根据权利要求1的方法，其特征在于氢氧化钠用量为1 1.5mol/L。
6.根据权利要求1的方法，其特征在于反应时间为40 60min。
7.根据权利要求1的方法，其特征在于反应温度为80 100°C。CN 102093224 A_权 禾丨J 要求书_2/2页
8.根据权利要求1的方法，其特征在于微波合成功率为0 10W。
9.根据权利要求1的方法，其特征在于催化剂用量为10 20ppm。
10.根据权利要求1的方法，其特征在于所述的溶剂为乙醇。
全文摘要
本发明涉及一种微波合成邻硝基苯甲酸的方法。该方法是在微波促进条件下以邻硝基甲苯为原料，以乙腈、DMF、乙醇或含乙醇10～95％体积的乙醇水溶液为溶剂，选用1～230ppm的金属卟啉作为催化剂，在0.3～2mol/L氢氧化钠溶液中，通入0～0.8MPa的氧气，在微波反应温度为60～170℃，微波合成功率为0～85W，反应2～60min的条件下，得到邻硝基苯甲酸。本发明方法采用微波加热的方式代替常规加热反应，不仅高选择性、高收率地合成了目标产物，而且显著地降低了反应压力、减少了反应碱量、缩短了反应时间，从而有效地降低了反应能耗和操作费用，提高了反应安全性，并使后处理过程更为简便，显著地提高了反应效率。
文档编号C07C201/12GK102093224SQ20111002802
公开日2011年6月15日 申请日期2011年1月26日 优先权日2011年1月26日
发明者佘远斌, 刘燃, 孙志成, 李静, 钟儒刚 申请人:北京工业大学