北方伟业计量集团有限公司
对羟基苯甲醛法
1979年,Olah等[1]报道了芳香醛与盐酸羟胺在无水甲酸中反应可直接转化为腈,步骤短、条件温和、收率高,缺点是无水甲酸具有腐蚀性和强刺激性;Sampath等报道了在N-甲基吡咯烷酮(NMP)中,醛与盐酸羟胺直接反应合成腈的方法[2],方法简单,收率高,但存在所用溶剂昂贵且难以回收,成本高的缺点。于世涛等[3]选用芳烃类甲苯和二甲苯混合溶剂为反应介质,直接合成对羟基苯甲腈。
较佳工艺条件为:甲苯和二甲苯混合物(质量比为1:1)用量为15mL,反应时间1h,反应温度10℃。n(对羟基苯甲醛):n(盐酸羟胺)=1:1.1。在该条件下,产物收率达95.3%,纯度为99.6%,并且具有较好的重现性。甲苯和二甲苯混合溶剂的使用简化了工艺,提高了产物产率,简单的蒸馏即可实现回收,并且可重复使用,从而降低了产品生产成本,有利于实现产品的工业化生产。
对羟基苯甲酰胺法
酰胺脱水制备腈是常用的方法之一,具有原料易得、条件温和、收率高等特点。常用的脱水剂有五氧化二磷、亚硫酰氯、光气、对甲苯磺酰氯、氯代-N,N-二甲基甲酰氯化亚胺-吡啶等。但多数在制备过程中使用的脱水剂或催化剂,条件苛刻,步骤多,环境污染大,难以用于工业生产。
针对对羟基苯甲腈合成中存在的问题,刘显明等[4]以对羟基苯甲酰胺为原料,甲苯为溶剂和带水剂,二丁基氧化锡为催化剂脱水制备对羟基苯甲腈。二丁基氧化锡溶于盐酸,不溶于水及大部分有机溶剂,是一种多用途的产品,作为酯化催化剂,具有热稳定性及抗水解性,产品呈中性,无腐蚀作用;作为聚氨酯催化剂,能在水性涂料中形成稳定的分散体系。相关反应如下:
最佳工艺条件为二丁基氧化锡用量为0.125g、反应温度为120℃、反应时间为8h、甲苯用量为40mL,对羟基苯甲腈的收率为89.21%;二丁基氧化锡不溶于水及大部分有机溶剂,作为一种新型高效的脱水剂,后处理方便且可循环利用;该法路线短、无污染、操作简便、收率高、条件温和,是一条清洁生产路线,易实现工业化生产。
对羟基苯甲酸法
对羟基苯甲酸法制备对羟基苯甲腈,有着无溶剂高收率等优点,其主要脱水剂有氨基磺酸、P2O5、P2S5、PCl5。郭一锋等[5]以对羟基苯甲酸和尿素为基本原料,在以P2O5作为脱水剂和Al2O3作为催化剂的共同作用下,直接酰胺化一锅法合成对羟基苯甲腈。主要反应方程式如下,其中反应式(4)为反应的副反应。
通过实验分析发现,对羟基苯甲酸在Al2O3和P2O5作为催化剂和脱水剂,与尿素按摩尔比1:1.5配比在210℃下进行反应生成对羟基苯甲腈的收率最高,可达到80%。本方法制备对羟基苯甲腈的反应收率较好、纯度高,其成本低于溶剂法而且工艺流程简便。
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