CN116768769A - 2-硝基-4-甲砜基苯甲酸的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种2‑硝基‑4‑甲砜基苯甲酸的制备方法，属于化工合成技术领域，包括以下步骤：将对甲砜基甲苯与浓硫酸混合，升温后分批次加入硝基胍进行硝化反应；硝化反应结束后加入催化剂和氧化剂，升温后进行氧化反应；氧化反应结束后冷却过滤即可得到2‑硝基‑4‑甲砜基苯甲酸。本发明采用硝基胍作为硝化剂，避免了硝酸的使用，不仅在硝化过程中安全稳定，而且减少了废酸的产出，降低了环保压力，此外，硝基胍的使用可以提高反应转化率，从而提高产品的收率。
Description
技术领域
本发明属于化工合成技术领域，具体涉及一种2-硝基-4-甲砜基苯甲酸的制备方法。
背景技术
2-硝基-4-甲砜基苯甲酸作为制备除草剂甲基磺草酮的一种重要的化工中间体，国内外有许多关于2-硝基-4-甲砜基苯甲酸的合成报道。其中常用的合成方法为：以对甲砜基甲苯为原料，在催化剂的作用下采用硝酸硝化、氧化制备2-硝基-4-甲砜基苯甲酸。
在实现本发明的过程中，发明人发现现有合成工艺至少存在以下缺陷：
采用硝酸进行硝化氧化的过程中会产生大量废酸，每生产一吨产品约产生废酸20吨，废水30吨，由此导致环保压力大，而且硝化反应安全系数低。
发明内容
基于上述背景问题，本发明旨在提供一种2-硝基-4-甲砜基苯甲酸的制备方法，采用硝基胍作为硝化剂，不仅硝化过程中安全稳定，而且减少了废酸的产出，降低了环保压力。
为达到上述目的，本发明实施例提供的技术方案是：
2-硝基-4-甲砜基苯甲酸的制备方法，包括以下步骤：
将对甲砜基甲苯与浓硫酸混合，升温后分批次加入硝基胍进行硝化反应；
硝化反应结束后加入催化剂和氧化剂，升温后进行氧化反应；
氧化反应结束后冷却过滤即可得到2-硝基-4-甲砜基苯甲酸。
进一步地，所述对甲砜基甲苯与浓硫酸的的质量比为1:5-7。
进一步地，所述对甲砜基甲苯与硝基胍的摩尔比为1:1.05-1.2。
进一步地，所述硝化反应的温度为40-55℃，反应时间为2-6h。
进一步地，所述催化剂为重铬酸钾。
更进一步地，所述对甲砜基甲苯与重铬酸钾的摩尔比为1:0.005-0.01。
进一步地，所述对甲砜基甲苯与氧化剂的摩尔比1:1-3。
更进一步地，所述氧化剂为过氧化氢、硫酸或其组合。
更进一步地，所述氧化剂为过氧化氢和硫酸的混合液，且混合液中过氧化氢与硫酸的摩尔比为2.2-2.5:1。
进一步地，所述氧化反应的温度为55-70℃，反应时间为4-8h。
与现有技术相比，本发明实施例至少具有以下效果：
1、本发明采用硝基胍作为硝化剂，避免了硝酸的使用，不仅在硝化过程中安全稳定，而且减少了废酸的产出，降低了环保压力，此外，硝基胍的使用可以提高反应转化率，从而提高产品的收率。
2、本发明将硝基胍分批次加入，可以避免硝基胍激烈放热而引发安全事故。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为了解决现有2-硝基-4-甲砜基苯甲酸生产时采用硝酸进行硝化氧化存在的废酸产出多，反应安全系数低等问题，本发明采用硝基胍作为硝化剂，避免了硝酸的使用，不仅在硝化过程中安全稳定，而且减少了废酸的产出，降低了环保压力，此外，硝基胍的使用可以提高反应转化率，从而提高产品的收率。
接下来将通过具体实施例对本发明进行描述。
实施例1
2-硝基-4-甲砜基苯甲酸的制备方法，包括以下步骤：
(1)向反应釜中加入150kg 98％的浓硫酸，然后加入30kg对甲砜基甲苯，升温至40℃，分四批加入19.257kg硝基胍，保温6h进行硝化反应；
(2)将步骤(1)中的物料转移至氧化釜中，加入0.259kg重铬酸钾和5.994kg过氧化氢，升温至55℃，保温8h进行氧化反应；
(3)氧化反应结束后进行冷却降温，之后过滤即可得到2-硝基-4-甲砜基苯甲酸，产品收率为92％，且产品中2-硝基-4-甲砜基苯甲酸的含量为99％；收集滤液可以循环使用。
实施例2
2-硝基-4-甲砜基苯甲酸的制备方法，与实施例1不同的是，本实施例在反应釜中加入180kg 98％的浓硫酸，且分四批加入20.174kg硝基胍。
本实施例中产品的收率为93％，产品中2-硝基-4-甲砜基苯甲酸的含量为99％。
实施例3
2-硝基-4-甲砜基苯甲酸的制备方法，与实施例1不同的是，本实施例在反应釜中加入210kg 98％的浓硫酸，且分四批加入22.008kg硝基胍。
本实施例中产品的收率为92％，产品中2-硝基-4-甲砜基苯甲酸的含量为99％。
实施例4
2-硝基-4-甲砜基苯甲酸的制备方法，与实施例1不同的是，本实施例在氧化釜中加入0.363kg重铬酸钾和11.987kg过氧化氢。
实施例5
2-硝基-4-甲砜基苯甲酸的制备方法，与实施例1不同的是，本实施例在氧化釜中加入0.518kg重铬酸钾和17.981kg过氧化氢。
实施例6
2-硝基-4-甲砜基苯甲酸的制备方法，与实施例1不同的是，本实施例中的氧化剂为过氧化氢和硫酸的混合液，且混合液中过氧化氢与硫酸的摩尔比为2.2:1，具体可通过将23.3kg50％的双氧水与25.5kg 60％的浓硫酸混合。
实施例7
2-硝基-4-甲砜基苯甲酸的制备方法，与实施例1不同的是，本实施例中的氧化剂为过氧化氢和硫酸的混合液，且混合液中过氧化氢与硫酸的摩尔比为2.5:1，具体可通过将26.5kg50％的双氧水与25.5kg 60％的浓硫酸混合。
实施例8
2-硝基-4-甲砜基苯甲酸的制备方法，包括以下步骤：
(1)向反应釜中加入180kg 98％的浓硫酸，然后加入30kg对甲砜基甲苯，升温至45℃，分四批加入19.257kg硝基胍，保温4h进行硝化反应；
(2)将步骤(1)中的物料转移至氧化釜中，加入0.363kg重铬酸钾和11.987kg过氧化氢，升温至60℃，保温6h进行氧化反应；
(3)氧化反应结束后进行冷却降温，之后过滤即可得到2-硝基-4-甲砜基苯甲酸，产品收率为92％，且产品中2-硝基-4-甲砜基苯甲酸的含量为99％；收集滤液可以循环使用。
实施例9
2-硝基-4-甲砜基苯甲酸的制备方法，包括以下步骤：
(1)向反应釜中加入180kg 98％的浓硫酸，然后加入30kg对甲砜基甲苯，升温至55℃，分四批加入19.257kg硝基胍，保温2h进行硝化反应；
(2)将步骤(1)中的物料转移至氧化釜中，加入0.363kg重铬酸钾和11.987kg双氧水，升温至70℃，保温4h进行氧化反应；
(3)氧化反应结束后进行冷却降温，之后过滤即可得到2-硝基-4-甲砜基苯甲酸，产品收率为91％，且产品中2-硝基-4-甲砜基苯甲酸的含量为99％；收集滤液可以循环使用。
对比例
2-硝基-4-甲砜基苯甲酸的制备方法，包括以下步骤：
(1)向反应釜中加入180kg 98％的浓硫酸，然后加入30kg对甲砜基甲苯，升温至45℃，加入17.938kg 65％的浓硝酸，保温4h进行硝化反应；
(2)将步骤(1)中的物料转移至氧化釜中，加入0.363kg重铬酸钾和11.987kg双氧水，升温至60℃，保温6h进行氧化反应；
(3)氧化反应结束后进行冷却降温，之后过滤即可得到2-硝基-4-甲砜基苯甲酸，产品收率为82％，且产品中2-硝基-4-甲砜基苯甲酸的含量为97％。
对比实施例8和对比例可以看出，本发明将硝化剂替换成硝基胍，可以有效提高产品的收率，且减少了废酸的产出，降低了环保压力。
应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.2-硝基-4-甲砜基苯甲酸的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将对甲砜基甲苯与浓硫酸混合，升温后分批次加入硝基胍进行硝化反应；
硝化反应结束后加入催化剂和氧化剂，升温后进行氧化反应；
氧化反应结束后冷却过滤即可得到2-硝基-4-甲砜基苯甲酸。
2.根据权利要求1所述的2-硝基-4-甲砜基苯甲酸的制备方法，其特征在于，所述对甲砜基甲苯与浓硫酸的质量比为1:5-7。
3.根据权利要求1所述的2-硝基-4-甲砜基苯甲酸的制备方法，其特征在于，所述对甲砜基甲苯与硝基胍的摩尔比为1:1.05-1.2。
4.根据权利要求1所述的2-硝基-4-甲砜基苯甲酸的制备方法，其特征在于，所述硝化反应的温度为40-55℃，反应时间为2-6h。
5.根据权利要求1所述的2-硝基-4-甲砜基苯甲酸的制备方法，其特征在于，所述催化剂为重铬酸钾。
6.根据权利要求5所述的2-硝基-4-甲砜基苯甲酸的制备方法，其特征在于，所述对甲砜基甲苯与重铬酸钾的摩尔比为1:0.005-0.01。
7.根据权利要求1所述的2-硝基-4-甲砜基苯甲酸的制备方法，其特征在于，所述对甲砜基甲苯与氧化剂的摩尔比为1:1-3。
8.根据权利要求7所述的2-硝基-4-甲砜基苯甲酸的制备方法，其特征在于，所述氧化剂为过氧化氢、硫酸或其组合。
9.根据权利要求8所述的2-硝基-4-甲砜基苯甲酸的制备方法，其特征在于，所述氧化剂为过氧化氢和硫酸的混合液，且混合液中过氧化氢与硫酸的摩尔比为2.2-2.5:1。
10.根据权利要求1所述的2-硝基-4-甲砜基苯甲酸的制备方法，其特征在于，所述氧化反应的温度为55-70℃，反应时间为4-8h。
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