[发明专利]一种对氰基苯甲酸的制备方法

说明书

本发明公开了一种对氰基苯甲酸的制备方法。该方法是以4‑氯甲基苯腈为原料，在碱性条件下经过水解来制备中间产物4‑氰基苯甲醇，加入相转移催化剂、活化剂、氧化剂和催化剂，在50‑100℃下进行氧化反应4‑15h，得终产品。本发明在氧化反应中采用特定的相转移催化剂以及催化剂，以及以加入盐类作为相转移催化剂的活化剂，将中间产物4‑氰基苯甲醇的氧化反应时间缩短至6‑10小时，终产品4‑氯甲基苯腈的收率达到86.4％以上，纯度达到98.6％以上。该方法安全、无污染、操作简便，纯度高，适用于绿色化学应用的新方法。

技术领域

本发明涉及一种对氰基苯甲酸的制备方法，属于化工生产工艺领域。

背景技术

对氰基苯甲酸是一种白色叶状结晶，分子式为C₈H₅NO₂，分子量为147.13，熔点为217-222℃，与水部分混溶，溶于醇、醚、热水和冰乙酸。能与热碱生成对苯二甲酸。对氰基苯甲酸作为止血芳酸的中间体，用于有机合成，液晶高分子合成，医药中间体等方面。

目前，对氰基苯甲酸的生产方法主要有以下几种：

第一、以4-氯甲基苯腈为原料，浓硝酸为氧化剂，合成对氰基苯甲酸，该合成路线虽然简单，但是副产物过多，污染严重，三废不易处理，不适合工业化应用。

第二、以对甲醇基苯甲酸为原料，合成对氰基苯甲酸，但是在这项合成方法中，使用了甲酸，甲酸腐蚀性强，不适于工作操作。

第三、采用了氨氧化法制备合成对氰基苯甲酸，但是这种方法存在着最大的问题是反应过程中需要很高的压力和温度，会增加工业生产的设备要求，不适合工业化大生产。

综上所述，传统的合成方法存在反应过程副产物过多，使用试剂腐蚀性强以及高温高压等限制条件，可见现有的方法不能满足现代化生产对氰基苯甲酸的需求。

发明内容

鉴于上述现有技术在制备对氰基苯甲酸中存在的问题，本发明提供一种新的对氰基苯甲酸的制备方法，该方法能耗较低、副反应少、反应步骤简单、反应产生的三废容易处理，相较现有方法更加绿色环保。

本发明的技术方案如下：

一种对氰基苯甲酸的制备方法，包括如下步骤：

(1)将4-氯甲基苯腈加入至无机碱的水溶液中，在50-100℃下进行水解反应；

(2)水解反应液用有机溶剂萃取，收集萃取液，除去有机溶剂，得中间产物Ⅰ；

(3)步骤(2)得到的中间产物Ⅰ中加入相转移催化剂、活化剂、氧化剂和催化剂，在50-100℃下反应4-15h，过滤；

其中，在步骤(3)中，所述的相转移催化剂为甲基三辛基氯化铵、甲基三辛基硫酸氢铵、四丁基氯化铵、四丁基硫酸氢铵中的一种或多种；所述的活化剂为所述活化剂为氯化钠、硫酸钠、磷酸二氢钠、氯化钾、硫酸钠中的一种；所述的催化剂为按照质量比1-3:1的钨酸钠二水合物和硫酸氧钒的混合物。

在上述技术方案中，在步骤(2)中所述中间产物Ⅰ为4-氰基苯甲醇。

在上述所有技术方案中，在步骤(1)中，所述的无机碱为碳酸钾、碳酸氢钾、氢氧化钾、碳酸钠、氢氧化钠、碳酸氢钠、氢氧化钙、碳酸铵、氨水中的一种。在步骤(1)中，4-氯甲基苯腈在无机碱的存在下，4位氯被羟基亲核取代，得中间产物4-氰基苯甲醇。步骤(1)的水解反应温度优先为80-86℃。

在上述所有技术方案中，在步骤(1)中，所述的无机碱的水溶液中无机碱与水的质量比为1:10-30，优先1:15-17，质量比过低原料大量剩余，质量比过高氰基水解为苯甲酸。

在上述所有技术方案中，在步骤(1)中，所述的4-氯甲基苯腈与无机碱的质量比为5:1-5:4。