CN110078624A - 一种对硝基苯甲酸乙酯的制备工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种对硝基苯甲酸乙酯的制备工艺，方法的步骤中包括：采用乙醇作为溶剂配置对硝基苯甲酸溶液；将对硝基苯甲酸溶液置入进料罐，通过液相泵将进料罐中的对硝基苯甲酸溶液泵入固定床催化微反应罐中，在固定床催化微反应罐中的催化剂的作用下进行酯化反应，所得产物经过处理得到对硝基苯甲酸乙酯。它工艺简单，无污染，效率高，安全性高，通过该工艺提高了对硝基苯甲酸乙酯的纯度和转化率。

Description

一种对硝基苯甲酸乙酯的制备工艺
技术领域
本发明涉及一种对硝基苯甲酸乙酯的制备工艺。
背景技术
目前，对硝基苯甲酸乙酯是一种化学物质，分子式是C9H9NO4。无色或浅黄色针状结晶。熔点57℃，沸点186.3℃。易溶于乙醇和乙醚，不溶于水。主要用作有机合成中间体。在医药工业，用于生产局部麻醉药苯佐卡因、丁卡因盐酸盐以及镇咳药退嗽等。苯佐卡因(ABEE)又名氨基苯甲酸乙酯。无色斜方形结晶，无嗅无味。分子量165.19。熔点为91～92℃。易溶于醇、醚、氯仿。能溶于杏仁油、橄榄油、稀酸。难溶于水。临床上用于创面、溃疡面、烧伤、皮肤擦裂及痔的镇痛、止痒。苯佐卡因局部使用作用于皮肤、黏膜的神经组织，阻断神经冲动的传导，使各种感觉暂时丧失，麻痹感觉神经末梢而产生止痛、止痒作用。苯佐卡因局部麻醉作用较普鲁卡因弱，外用可缓慢吸收，作用持久，有止痛、止痒作用。苯佐卡因毒性仅为可卡因的1/20～1/160。对硝基苯甲酸乙酯是苯佐卡因的重要合成中间体。
以对硝基苯甲酸为原料生产对硝基苯甲酸乙酯具有较高的经济附加值，是合成苯佐卡因中间体的较好途径。目前工业上的主流生产方法是采用浓硫酸催化合成对硝基苯甲酸乙酯，用浓硫酸作催化剂，虽价格低廉，催化活性高，但反应复杂，副产物多，后续处理麻烦，产品色泽较深，并且浓硫酸对设备腐蚀严重，有废酸排放造成环境污染。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提高一种对硝基苯甲酸乙酯的制备工艺，它工艺简单，无污染，效率高，安全性高，通过该工艺提高了对硝基苯甲酸乙酯的纯度和转化率。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种对硝基苯甲酸乙酯的制备工艺，方法的步骤中包括：
采用乙醇作为溶剂配置对硝基苯甲酸溶液；
将对硝基苯甲酸溶液置入进料罐，通过液相泵将进料罐中的对硝基苯甲酸溶液泵入固定床催化微反应罐中，在固定床催化微反应罐中的催化剂的作用下进行酯化反应，所得产物经过处理得到对硝基苯甲酸乙酯。
进一步，固定床催化微反应罐中的催化剂为磺酸树脂催化剂。
进一步，进料罐温度为70℃，催化剂反应罐温度80～85℃，反应压力为0.4MPa，进料流量为5ml/min。
进一步，进料罐温度为70℃，催化剂反应罐温度85℃，反应压力为0.4MPa，进料流量为5ml/min。
进一步，还通过液相泵实现进料罐中的对硝基苯甲酸溶液的自循环。
进一步，所述对硝基苯甲酸溶液的质量百分含量为4％。
进一步，乙醇为99.9％质量百分含量的乙醇。
进一步，所得产物经过处理得到对硝基苯甲酸乙酯中的处理包括：对固定床催化微反应罐中的产物进行抽滤，再进行蒸馏、结晶、离心和干燥得到对硝基苯甲酸乙酯。
采用了上述技术方案后，本发明提出一种以对硝基苯甲酸为原料，利用固定床催化微反应罐经催化剂催化制备对硝基苯甲酸乙酯的方法，本发明方法避免了普通方法的繁杂操作，收率低，安全性差的缺点，本发明通过固定床催化微反应罐制得的对硝基苯甲酸乙酯的纯度和收率和传统方法相比有明显提高，生产效率提高，在工业上有很好的应用前景。
附图说明
图1为本发明的对硝基苯甲酸乙酯的制备工艺的工艺流程图。
具体实施方式
本发明提供了一种对硝基苯甲酸乙酯的制备工艺，本领域技术人员可以借鉴本文内容，适当改进工艺参数实现。特别需要指出的是，所有类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，它们都属于本发明保护的范围。本发明的方法及应用已经通过较佳实施例进行了描述，相关人员明显能在不脱离本发明内容、精神和范围内对本文的方法和应用进行改动或适当变更与组合，来实现和应用本发明技术。
本发明由对硝基苯甲酸制备对硝基苯甲酸乙酯的反应方程式如下：
如图1所示，一种对硝基苯甲酸乙酯的制备工艺，方法的步骤中包括：
采用乙醇作为溶剂配置对硝基苯甲酸溶液；
将对硝基苯甲酸溶液置入进料罐，通过液相泵将进料罐中的对硝基苯甲酸溶液泵入固定床催化微反应罐中，在固定床催化微反应罐中的催化剂的作用下进行酯化反应，所得产物经过处理得到对硝基苯甲酸乙酯。
固定床催化微反应罐采用了连续流微通道反应技术，极大地提高了传热传质效率和生产效率。
进一步，固定床催化微反应罐中的催化剂为磺酸树脂催化剂。催化剂的加入可加速合成反应的进行，降低反应所需活化能。在酯化部分通过可再生的固体酸性树脂替代了硫酸作为催化剂，极大的降低了环境污染和废水处理成本，提高了反应收率而且极大地降低了生产成本，减少污染。
进一步，进料罐温度为70℃，催化剂反应罐温度80～85℃，反应压力为0.4MPa，进料流量为5ml/min；这些参数的限定主要是为了能够更好地进行酯化反应，提高对硝基苯甲酸乙酯的转化率。
进一步提供了一种优选方案，进料罐温度为70℃，催化剂反应罐温度85℃，反应压力为0.4MPa，进料流量为5ml/min。
进一步，还通过液相泵实现进料罐中的对硝基苯甲酸溶液的自循环。
在本发明中，液相泵可以为恒流泵。
进一步，所述对硝基苯甲酸溶液的质量百分含量为4％。
进一步，乙醇为99.9％质量百分含量的乙醇。
进一步，所得产物经过处理得到对硝基苯甲酸乙酯中的处理包括：对固定床催化微反应罐中的产物进行抽滤，再进行蒸馏、结晶、离心和干燥得到对硝基苯甲酸乙酯。
本发明的固定床催化微反应罐反应速度快，安全性高，环保，生产效率高，成本低等等特点在有机合成中得到一定的应用。固定床催化微反应罐的主要优势有：
(1)精准控制反应温度，精准控制停留时间，氢气存量小，保证本质安全。
(2)采用固体酸性催化剂，催化效率高，几乎没有废水，减少浓硫酸的环境污染。
(3)相比间歇式反应釜的6小时反应时间，微反应设备的连续进料效率更高。
(4)占地面积更小，需要操作人员数量少，成本更低。
(5)反应自控化程度高。
本发明提出一种以对硝基苯甲酸为原料，利用固定床催化微反应罐经催化剂催化制备对硝基苯甲酸乙酯的方法，本发明方法避免了普通方法的繁杂操作，收率低，安全性差的缺点，本发明通过固定床催化微反应罐制得的对硝基苯甲酸乙酯的纯度和收率和传统方法相比有明显提高，生产效率提高，在工业上有很好的应用前景。
为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明。
实施例1：
取22.4g对硝基苯甲酸溶于乙醇溶液中(乙醇的质量百分含量为99.9％)，配置成百分含量为4％的对硝基苯甲酸溶液，放入进料罐中循环，在固定床催化微反应罐中填装磺酸树脂催化剂，设定进料罐温度为70℃，固定床催化微反应罐温度80℃，反应压力为0.4MPa，流量为5ml/min。开液相泵，将进料罐溶液打入固定床催化微反应罐后，接收出液。在连续反应中，取三次产品样品和一次混合样品，用高效液相色谱检测后得到，反应的转化率为89.92％。
实施例2：
取22.4g对硝基苯甲酸溶于乙醇溶液中(乙醇的质量百分含量为99.9％)，配置成百分含量为4％的对硝基苯甲酸溶液，放入进料罐中循环。在固定床催化微反应罐中填装磺酸树脂催化剂，设定进料罐温度为70℃，固定床催化微反应罐温度80℃，反应压力为0.4MPa，流量为10ml/min。开液相泵，将溶液打入固定床催化微反应罐后，接收出液。在连续反应中，取三次产品样品和一次混合样品，用高效液相色谱检测后得到，反应的转化率为86.55％。
实施例3：
取22.4g对硝基苯甲酸溶于乙醇溶液中(乙醇的质量百分含量为99.9％)，配置成百分含量为4％的对硝基苯甲酸溶液，放入进料罐中循环。在固定床催化微反应罐中填装磺酸树脂催化剂，设定进料罐温度为70℃，固定床催化微反应罐温度80℃，反应压力为0.4MPa，流量为20ml/min。开液相泵，将溶液打入固定床催化微反应罐后，接收出液。在连续反应中，取三次产品样品和一次混合样品，用高效液相色谱检测后得到，反应的转化率为81.41％。
以上所述的具体实施例，对本发明解决的技术问题、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种对硝基苯甲酸乙酯的制备工艺，其特征在于方法的步骤中包括：
采用乙醇作为溶剂配置对硝基苯甲酸溶液；
将对硝基苯甲酸溶液置入进料罐，通过液相泵将进料罐中的对硝基苯甲酸溶液泵入固定床催化微反应罐中，在固定床催化微反应罐中的催化剂的作用下进行酯化反应，所得产物经过处理得到对硝基苯甲酸乙酯。
2.根据权利要求1所述的制备工艺，其特征在于，
固定床催化微反应罐中的催化剂为磺酸树脂催化剂。
3.根据权利要求1所述的制备工艺，其特征在于，
进料罐温度为70℃，催化剂反应罐温度80~85℃，反应压力为0.4MPa，进料流量为5ml/min。
4.根据权利要求3所述的制备工艺，其特征在于，
进料罐温度为70℃，催化剂反应罐温度85℃，反应压力为0.4MPa，进料流量为5ml/min。
5.根据权利要求1所述的制备工艺，其特征在于，
还通过液相泵实现进料罐中的对硝基苯甲酸溶液的自循环。
6.根据权利要求1所述的制备工艺，其特征在于，
所述对硝基苯甲酸溶液的质量百分含量为4%。
7.根据权利要求1所述的制备工艺，其特征在于，
乙醇为99.9%质量百分含量的乙醇。
8.根据权利要求1所述的制备工艺，其特征在于，
所得产物经过处理得到对硝基苯甲酸乙酯中的处理包括：对固定床催化微反应罐中的产物进行抽滤，再进行蒸馏、结晶、离心和干燥得到对硝基苯甲酸乙酯。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE3335312C1 (de) * 1983-09-29 1985-06-27 Dynamit Nobel Ag, 5210 Troisdorf Verfahren zur Herstellung des Methyl- oder Ethylesters der p-Nitrobenzoesäure
CN105348108A (zh) * 2015-12-08 2016-02-24 浙江优创材料科技股份有限公司 二甲氨基苯甲酸乙酯中间体对硝基苯甲酸乙酯的制备方法

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