对氯苯甲酸的合成工艺研究_于丽颖
第40卷第23期2012年12月广州化工
Guangzhou Chemical Industry Vol. 40No. 23December. 2012
对氯苯甲酸的合成工艺研究
于丽颖
(吉林化工学院化学与制药工程学院，吉林
摘
吉林132022)
要：以对氯苯甲醛为原料，过氧化氢作氧化剂，在水作溶剂的碱性条件下，一步反应合成对氯苯甲酸。考察了碱的浓
度、反应温度和物料摩尔比对反应产率的影响。实验结果表明：氢氧化钾浓度为40%，反应温度40ħ ，反应物质的量比n （对氯苯甲醛）∶n （30%过氧化氢）=1∶4，对氯苯甲酸收率达89%。通过测熔点和红外光谱表征了目标产物对氯苯甲酸的结构。
关键词：对氯苯甲醛；对氯苯甲酸；氧化反应；过氧化氢中图分类号：TQ245. 3
文献标识码：A
文章编号：1001－9677（2012）23－0073－02
Research on Synthesis of Parachlorobenzoic Acid
YU Li －ying
（College of Chemical and Pharmaceutical Engineering ，Jilin Institute
of Chemical Technology ，Jilin Jilin 132022，China ）
Abstract ：Parachlorobenzoic acid was synthesized through one step reactive based on p －chlorobenzaldehyde and hy-drogen peroxide under alkaline condition. The influence of yield rate was examined by the concentration of alkaline ，the reaction temperature and the molar rate. The results showed that the yield rate of parachlorobenzoic acid can reach 89%when the concentration of potassium hydroxide was 30%，the reaction temperature was 40ħ and the reaction molar rate n （benzaldehyde ）∶n （30%hydrogen peroxide ）was 1∶4. The structure of parachlorobenzoic acid was determined through melting point detecting and IR spectra.
Key words ：p －chlorobenzaldehyde ；parachlorobenzoic acid ；hydrogen peroxide
对氯苯甲酸是一种可重点开发的药物中间体品种。它可用于有机化工原料和农药的生产。它也是一种药物中间体品种，可用于非甾族消炎镇痛药物的合成，染料合成，也可用于分析
［1］
试剂等。
氯代苯甲酸的制备：一般是以容易得到的对氯甲苯为原料。合成方法有化学试剂氧化法、光氯化水解法、气相氧化法
［2－5］
。其中化学试剂氧化法中的重铬酸钾和液相氧气氧化法等
氧化法污染严重，硝酸氧化法虽易于反应但对设备腐蚀严重，且易引起副反应。光氯化水解法生产成本高，腐蚀设备严重，
［6］
产生大量废液、废气，污染环境，逐渐被各工业国淘汰。气相氧化法反应温度高，能耗大，不容易控制，容易产生焦油，收
［7］
率低。
本文采用过氧化氢氧化对氯苯甲醛制备对氯苯甲酸。在醛氧化成酸的过程中，过氧化氢对醛羰基先发生亲核加成反应，亲核加成过程中，生成中间体碳正离子，氯原子为吸电子基，使得羰基碳上正电荷增强，起到活化作用，亲核加成反应活性较高。因此，过氧化氢催化氧化对氯苯甲醛制备对氯苯甲酸，具有理论依据和可操作性。
剂均为分析纯。
X －数字熔点测定仪；IFS －113V 型红外光谱仪。
1. 2合成实验
在装有搅拌器、回流冷凝管的50mL 三口烧瓶中加入一定量的氢氧化钾和水，待氢氧化钾溶解后加入对氯苯甲醛，开动搅拌器，加热升温到指定温度后，缓慢滴加30%的过氧化氢，继续反应2h 。反应结束后，冷却反应液至室温，加入15%盐酸至溶液的pH =1，冷却，有固体生成，减压过滤，滤饼于室温干燥，计算产率。用熔点仪测定熔点和红外光谱表征目标产物对氯苯甲酸的结构。
2
2. 1
结果与讨论
不同碱浓度对反应产率的影响
1
1. 1
实验部分
实验原料
30%过氧化氢、对甲基苯甲醛、氢氧化钾、甲醇，以上试
在对氯苯甲醛与30%过氧化氢以及KOH 摩尔比为1∶4∶3，反应温度为30ħ 条件下进行反应，考察了在不同碱氢氧化钾的浓度下对反应产率的影响，实验结果如表1所示。
实验结果表明，氢氧化钾碱的浓度为40%时，产品的产率和对氯苯甲酸色泽较好；提高碱的浓度，产率偏低，这可能是当碱的浓度较大时，对氯苯甲醛发生了歧化反应所致。
作者简介：于丽颖（1967－），女，教授，主要从事有机化学理论课教学和有机化学实验课教学，研究方向为精细化学品加工。
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广州化工2012年12月
表1
碱浓度对产率的影响
实验对氯苯甲醛∶反应碱的序号H 熔点/ħ
2O 2∶KOH 温度/ħ浓度/%产率/%11∶4∶34020无－21∶4∶3403082. 4241 24331∶4∶3404089. 0241. 5 243. 541∶4∶3405041. 0241 243. 85
1∶4∶3
40
60
34. 1
242 244
2. 2不同反应温度对反应产率的影响
氢氧化钾碱的浓度为40%，其它条件同上，改变反应温度，不同温度对反应产率的影响如表2所示。
表2
反应温度对产率的影响
实验对氯苯甲醛∶反应碱的序号H 浓度/%产率/%熔点/ħ
2O 2∶KOH 温度/ħ11∶4∶3204041. 0－21∶4∶3304086. 7241 24331∶4∶3404089. 0241. 243. 541∶4∶35040102. 4241 243. 85
1∶4∶3
60
40
82. 0
242 244
实验结果表明，首先随着温度的升高产率增加，反应温度为40ħ 时，产率较高。20ħ 时产率较低，反应不完全。但温度太高，反应有副产物或盐类的产生，在50ħ 时导致产率超过100%，60ħ 时产品颜色不佳，这可能是在较高温度下发生了深度氧化所致。
2. 3不同物料摩尔比对反应产率的影响
氢氧化钾碱的浓度为40%，反应温度为40ħ 时，改变对
氯苯甲醛与40%过氧化氢不同物料摩尔比，探讨不同物料摩尔比对反应产率的影响见表3所示。
表3
摩尔比对产率的影响
n （对氯苯甲醛）∶
反应碱的n （H 2O 2）
温度/ħ浓度/%产率/%熔点/ħ
1∶2404054. 6－1∶3404075. 1241 2431∶4404089. 0241. 243. 51∶5404090. 1241 243. 81∶6
40
40
90. 8
242 244
实验结果表明，物料摩尔比为1∶4目标产物产率较高，继续增加物料摩尔比，产率无明显上升，考虑到原料的经济价值，适宜的醛与过氧化氢的摩尔比为1∶4为宜。过氧化氢为氧化剂，增加过氧化氢的用量，反应中对氯苯甲醛被氧化的程度增加，对氯苯甲酸的收率增加。
2. 4产品结果分析
2. 4. 1熔点的测定
对氯苯甲酸的熔点测定值241 243. 8ħ ，文献值：243ħ ，实验值与文献值基本相同。初步断定目标产物为对氯苯甲酸。2. 4. 2红外光谱表征及解析
产物对氯苯甲酸的红外光谱图与标准红外光谱图基本一
致。其中1602cm －1、1496. 2cm －1
是芳环骨架伸缩振动的特征
吸收峰；1686. 6cm －1
是芳酸中C =O 键伸缩振动的吸收峰；2555 2961cm －1是芳酸二聚体或氢键存在时羧基中O －H 伸缩
振动的吸收带；1544cm －1和1352cm －1
分别是氯基对称和不对称峰伸缩振动的吸收峰，红外光谱各吸收峰峰型强度位置与标准谱图十分吻合。因此，可以初步断定此目标产物为对氯苯甲酸。
3结论
以对氯苯甲醛为原料，在碱性条件下，用过氧化氢氧化合成对氯苯甲酸。实验结果表明：氢氧化钾碱的浓度为40%，反应温度为40ħ ，物料摩尔比n （对氯苯甲醛）∶n （过氧化氢）=1∶4，对氯苯甲酸产率达89%以上，超过了文献报道的结果。本文探索出一条简便，清洁，环境友好的合成对氯苯甲酸的工艺路线。
参考文献
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