[发明专利]一种2-羧基-5-硝基苯磺酸的电化学合成方法

说明书

本发明公开了一种2‑羧基‑5‑硝基苯磺酸的电化学合成方法,包括以下步骤：①将对硝基甲苯邻磺酸溶解于有机溶剂中得混合溶液，浓硫酸用去离子水配成硫酸溶液，将混合溶液与硫酸溶液混合得到电解液；②将①中电解液泵入电解槽中，在连续进料连续采出的模式下进行恒电流电解；③电解结束后，萃取、分离纯化电解液，获得2‑羧基‑5‑硝基苯磺酸。本申请通过电解氧化的方法合成2‑羧基‑5‑硝基苯磺酸，避免使用大量强氧化剂和催化剂，克服废物处理困难；通过控制电极电位，提高产品的选择性和收率；避免高温高压的苛刻条件，减少安全隐患的同时也降低了生产成本；连续进料采出的模式满足工业化生产的需要，水相循环使用符合当下化工生产过程绿色环保要求。

技术领域

本发明涉及有机物合成技术领域，尤其涉及一种2-羧基-5-硝基苯磺酸的电化学合成方法。

背景技术

2-羧基-5-硝基苯磺酸(2-Carboxy-5-nitrobenzenesulfonic acid)，CASNo.22952-26-7，分子式为C₇H₅NO₇S，分子量为247.18，淡黄色粉末状结晶，熔点145 146℃，易溶于水，可溶于甲醇等有机溶剂。

2-羧基-5-硝基苯磺酸是一种被广泛应用于染料、医药、农药等各个领域的重要精细有机中间体；其最主要的用途是制备除草剂甲酰胺磺隆，这种优良的除草剂已在全球范围内得到广泛应用。综上，其合成受到了研发人员的广泛关注。

因为对硝基甲苯邻磺酸上连有两个强吸电子基团，故使得芳环上甲基的氧化难度大，需要较强的氧化剂和催化剂才能使氧化反应进行。目前报道的以对硝基甲苯邻磺酸为原料氧化制备2-羧基-5-硝基苯磺酸的方法主要是化学氧化法。

传统的化学氧化的方法存在生产成本高、三废处理量大、操作过程危险性强、产品品质差等缺陷。例如申请号为WO2019108974的专利《Albumin-binding prodrugs ofauristatin E derivatives》、申请号为WO2012159116的专利《Fluorescent probes formonitoring voltage by photo-induced electron transfer》和文献《Opticallymonitoring voltage in neurons by photo-induced electron transfer throughmolecular wires》(Proceedings of the National Academy of Sciences of theUnited States of America,109(6),2114-2119,S2114/1-S2114/17；2012)，均采用重金属盐氧化剂氧化法，但该方法生产成本高，而且会产生大量的金属盐废水，环境污染严重。

文献《甲酰氨基嘧磺隆的合成》(现代农药,11(4),19-22,27；2012)，是以冰醋酸作为溶剂，硝酸作为氧化剂的氧化法，该法操作危险性大，产生的三废量大，处理困难，且存在严重的氮氧化物污染。文献《Use of 4,4′-Dinitrostilbene-2,2′-Disulfonic AcidWastewater As a Raw Material for Paramycin Production》(Environmental ScienceTechnology,44(23),9157-9162；2010)，采用次氯酸盐作为氧化剂，但该法只是针对废水中少量(＜1％)的显色物质的氧化脱色，所以反应的选择性不好，效率非常低，无法实现大批量的生产。

目前现有的2-羧基-5-硝基苯磺酸的氧化合成方法依旧存在着三废量大、处理困难、选择性不好、操作条件和安全性差、生产成本高等诸多弊病，故实现简单高效、绿色环保的2-羧基-5-硝基苯磺酸制备工艺仍是一个研究重点。

发明内容

本发明针对现有制备方法的缺点，提供了一种2-羧基-5-硝基苯磺酸的电化学合成方法，以克服处理困难的难题，提高选择性，改善操作条件和安全性并且降低成本。