一种2-硝基-4-甲砜基苯甲酸的制备方法与流程 专利技术说明

有机化合物处理,合成应用技术1.本发明涉及一种2-硝基-4-甲砜基苯甲酸的制备方法。背景技术：2.硝基-4-甲砜基苯甲酸是一种重要的精细化工中间体，广泛用于医药、 农药、染料等领域，尤其是用于合成除草剂甲基磺草酮。甲基磺草酮属于 三酮类除草剂，它以杀草谱广、活性高、可混性强、毒性低、对环境友好、 对后茬作物安全、使用灵活等特点在国外已取得相当大的成功。2-硝基-4‑ꢀ甲砜基苯甲酸硝化、氧化反应的合成路线安全隐患大，企业原有间歇釜式 工艺存在主要问题如下：硝化过程放热量大，绝热温升达到132.8℃，arc 测试硝化反应液初始分解温度为140℃，长时间维持较高温度或继续升高 反应温度容易引起失控反应，甚至造成爆炸。氧化反应控制难度大，滴加 过程控制严格，在硫酸体系下，一旦硝酸滴加过快，容易生成二硝化副产 物，风险较大；釜式反应温度高、时间长，容易生成焦油杂质。3.为了解决上述问题，特此提出本发明。技术实现要素：4.本发明的目的在于提供一种2-硝基-4-甲砜基苯甲酸的制备方法。5.本发明的目的可以通过以下技术方案实现：6.一种2-硝基-4-甲砜基苯甲酸的制备方法，甲砜基甲苯为原料，硫酸为 溶剂与催化剂，硝酸为硝化试剂，经连续管式硝化反应制备得到2-硝基-4‑ꢀ甲砜基甲苯，然后经硝酸氧化得到2-硝基-4-甲砜基苯甲酸，其合成反应 式如下：[0007][0008]具体步骤如下：[0009]s1：对甲砜基甲苯硫酸溶液、硝酸的配制 将硫酸用计量泵泵入配料釜中，并向其中投入已计量对甲砜基甲苯固体物 料，搅拌，完全溶解后待用；将发烟硝酸泵入高位槽中待用；[0010]s2：管式硝化反应运行[0011]采用计量泵将对甲砜基甲苯溶液和硝酸送至管式反应器进行连续硝化 反应，反应液在管式反应器中停留时间为2-3min；[0012]s3：水析[0013]预先向接收釜中泵入冷却水，开启搅拌，经管式反应器反应液进入接 收釜，经水淬灭后析出产物；[0014]s4：离心、洗涤[0015]接收釜中的物料冷却后，经离心、洗涤得2-硝基-4-甲砜基甲苯湿品， 无需烘干，硝化物直接用于氧化；[0016]s5：配料[0017]在配料釜中依次加入水、浓硝酸和步骤s4中的2-硝基-4-甲砜基甲苯， 搅拌至固体溶解，降至室温后，经过滤器过滤后，转至高位槽备用；[0018]s6：进料[0019]反应器温度设定在150-160℃，将高位槽中的物料泵入反应器，反应器 内压力稳定在1.3～1.5mpa，反应器中的物料运送到接收釜中；[0020]s7：后处理[0021]在接收釜内减压蒸馏回收硝酸，所得固体用naoh溶液调ph，碱溶最 终ph控制在7-8，过滤，回收滤饼为未反应的原料，滤液用盐酸调至强酸 性，降温至室温，充分析晶，过滤，少量水淋洗滤饼，烘干，即得目标产 品2-硝基-4-甲砜基苯甲酸。[0022]优选的，步骤s2中，所述反应液在管式反应器中停留时间为2.5min。[0023]优选的，步骤s6中，所述反应器温度通过外循环油浴温度设定155℃。[0024]优选的，步骤s7中，滤液用盐酸调至强酸性，ph＝1。[0025]优选的，所述配料釜和接收釜为搪玻璃开式搅拌容器。[0026]优选的，步骤s6中，所述输送泵为磁力泵。[0027]有益技术效果：[0028]本发明2-硝基-4-甲砜基苯甲酸的制备方法，在硫酸浓度在85-87％范 围内，管式硝化温度在60-80℃之间，二硝物含量合格，反应收率和纯度均 达到要求。具体实施方式[0029]下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、 完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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作出 创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。[0030]实施例1[0031]一种2-硝基-4-甲砜基苯甲酸的制备方法，甲砜基甲苯为原料，硫酸为 溶剂与催化剂，硝酸为硝化试剂，经连续管式硝化反应制备得到2-硝基-4‑ꢀ甲砜基甲苯，然后经硝酸氧化得到2-硝基-4-甲砜基苯甲酸，具体步骤如 下：[0032]s1：将硫酸用计量泵泵入配料釜中，并向其中投入已计量对甲砜基甲 苯固体物料，搅拌，完全溶解后待用；将发烟硝酸泵入高位槽中待用；硫 酸采用87％，质量流量控制为307kg/h，对甲砜基甲苯流量控制为130kg/h， 硝酸采用98％，质量流量控制为54kg/h；配料釜温度控制在30℃，常压。[0033]s2：采用计量泵将对甲砜基甲苯溶液和硝酸送至管式反应器进行连续 硝化反应，反应液在管式反应器中停留时间为2min；管式反应器为60℃。[0034]s3：预先向接收釜中泵入冷却水，开启搅拌，经管式反应器反应液进 入接收釜，经水淬灭后析出产物；接收釜的温度范围为20℃。[0035]s4：接收釜中的物料冷却后，经离心、洗涤得2-硝基-4-甲砜基甲苯湿 品，无需烘干，硝化物直接用于氧化。[0036]s5：在配料釜中依次加入水、浓硝酸和步骤s4中的2-硝基-4-甲砜基 甲苯，搅拌至固体溶解，降至室温后，经过滤器过滤后，转至高位槽备用。[0037]s6：反应器温度设定在150℃，将高位槽中的物料泵入反应器，反应 器内压力稳定在1.3mpa，反应器中的物料运送到接收釜中。[0038]s7：在接收釜内减压蒸馏回收硝酸，所得固体用naoh溶液调ph，碱 溶最终ph控制在7，过滤，回收滤饼为未反应的原料，滤液用盐酸调至强 酸性，降温至室温，充分析晶，过滤，少量水淋洗滤饼，烘干，即得目标 产品2-硝基-4-甲砜基苯甲酸。[0039]实施例2[0040]一种2-硝基-4-甲砜基苯甲酸的制备方法，甲砜基甲苯为原料，硫酸为 溶剂与催化剂，硝酸为硝化试剂，经连续管式硝化反应制备得到2-硝基-4‑ꢀ甲砜基甲苯，然后经硝酸氧化得到2-硝基-4-甲砜基苯甲酸，具体步骤如 下：[0041]s1：将硫酸用计量泵泵入配料釜中，并向其中投入已计量对甲砜基甲 苯固体物料，搅拌，完全溶解后待用；将发烟硝酸泵入高位槽中待用；硫 酸采用87％，质量流量控制为307kg/h，对甲砜基甲苯流量控制为130kg/h， 硝酸采用98％，质量流量控制为54kg/h；配料釜温度控制在40℃。[0042]s2：采用计量泵将对甲砜基甲苯溶液和硝酸送至管式反应器进行连续 硝化反应，反应液在管式反应器中停留时间为3min，管式反应器为80℃。[0043]s3：预先向接收釜中泵入冷却水，开启搅拌，经管式反应器反应液进 入接收釜，经水淬灭后析出产物；接收釜的温度范围为80℃。[0044]s4：接收釜中的物料冷却后，经离心、洗涤得2-硝基-4-甲砜基甲苯湿 品，无需烘干，硝化物直接用于氧化。[0045]s5：在配料釜中依次加入水、浓硝酸和步骤s4中的2-硝基-4-甲砜基 甲苯，搅拌至固体溶解，降至室温后，经过滤器过滤后，转至高位槽备用。[0046]s6：反应器温度设定在160℃，将高位槽中的物料泵入反应器，反应 器内压力稳定在1.5mpa，反应器中的物料运送到接收釜中。[0047]s7：在接收釜内减压蒸馏回收硝酸，所得固体用naoh溶液调ph，碱 溶最终ph控制在7-8，过滤，回收滤饼为未反应的原料，滤液用盐酸调至 强酸性，降温至室温，充分析晶，过滤，少量水淋洗滤饼，烘干，即得目 标产品2-硝基-4-甲砜基苯甲酸。[0048]实施例3[0049]一种2-硝基-4-甲砜基苯甲酸的制备方法，甲砜基甲苯为原料，硫酸为 溶剂与催化剂，硝酸为硝化试剂，经连续管式硝化反应制备得到2-硝基-4‑ꢀ甲砜基甲苯，然后经硝酸氧化得到2-硝基-4-甲砜基苯甲酸，具体步骤如 下：[0050]s1：将硫酸用计量泵泵入配料釜中，并向其中投入已计量对甲砜基甲 苯固体物料，搅拌，完全溶解后待用；将发烟硝酸泵入高位槽中待用；硫 酸采用85％，质量流量控制为307kg/h，对甲砜基甲苯流量控制为130kg/h， 硝酸采用98％，质量流量控制为54kg/h；配料釜温度控制在30℃，常压， 计量泵的压力0.6mpa。[0051]s2：采用计量泵将对甲砜基甲苯溶液和硝酸送至管式反应器进行连续 硝化反应，反应液在管式反应器中停留时间为2.5min，管式反应器为60℃。[0052]s3：预先向接收釜中泵入冷却水，开启搅拌，经管式反应器反应液进 入接收釜，经水淬灭后析出产物；接收釜的温度范围为40℃。[0053]s4：接收釜中的物料冷却后，经离心、洗涤得2-硝基-4-甲砜基甲苯湿 品，无需烘干，硝化物直接用于氧化。[0054]s5：在配料釜中依次加入水、浓硝酸和步骤s4中的2-硝基-4-甲砜基 甲苯，搅拌至固体溶解，降至室温后，经过滤器过滤后，转至高位槽备用。[0055]s6：反应器温度设定在155℃，将高位槽中的物料泵入反应器，反应 器内压力稳定在1.4mpa，反应器中的物料运送到接收釜中。[0056]s7：在接收釜内减压蒸馏回收硝酸，所得固体用naoh溶液调ph，碱 溶最终ph控制在7.5，过滤，回收滤饼为未反应的原料，滤液用盐酸调至 强酸性，降温至室温，充分析晶，过滤，少量水淋洗滤饼，烘干，即得目 标产品2-硝基-4-甲砜基苯甲酸。[0057]实施例4[0058]一种2-硝基-4-甲砜基苯甲酸的制备方法，甲砜基甲苯为原料，硫酸为 溶剂与催化剂，硝酸为硝化试剂，经连续管式硝化反应制备得到2-硝基-4‑ꢀ甲砜基甲苯，然后经硝酸氧化得到2-硝基-4-甲砜基苯甲酸，具体步骤如 下：[0059]s1：将硫酸用计量泵泵入配料釜中，并向其中投入已计量对甲砜基甲 苯固体物料，搅拌，完全溶解后待用；将发烟硝酸泵入高位槽中待用；硫 酸采用85％，质量流量控制为307kg/h，对甲砜基甲苯流量控制为130kg/h， 硝酸采用98％，质量流量控制为54kg/h；配料釜温度控制在30℃，常压， 计量泵的压力0.6mpa。[0060]s2：采用计量泵将对甲砜基甲苯溶液和硝酸送至管式反应器进行连续 硝化反应，反应液在管式反应器中停留时间为2.5min，管式反应器为70℃。[0061]s3：预先向接收釜中泵入冷却水，开启搅拌，经管式反应器反应液进 入接收釜，经水淬灭后析出产物；接收釜的温度范围为60℃。[0062]s4：接收釜中的物料冷却后，经离心、洗涤得2-硝基-4-甲砜基甲苯湿 品，无需烘干，硝化物直接用于氧化。[0063]s5：在配料釜中依次加入水、浓硝酸和步骤s4中的2-硝基-4-甲砜基 甲苯，搅拌至固体溶解，降至室温后，经过滤器过滤后，转至高位槽备用。[0064]s6：反应器温度设定在155℃，将高位槽中的物料泵入反应器，反应 器内压力稳定在1.4mpa，反应器中的物料运送到接收釜中。[0065]s7：在接收釜内减压蒸馏回收硝酸，所得固体用naoh溶液调ph，碱 溶最终ph控制在7.5，过滤，回收滤饼为未反应的原料，滤液用盐酸调至 强酸性，降温至室温，充分析晶，过滤，少量水淋洗滤饼，烘干，即得目 标产品2-硝基-4-甲砜基苯甲酸。[0066]实施例5[0067]一种2-硝基-4-甲砜基苯甲酸的制备方法，甲砜基甲苯为原料，硫酸为 溶剂与催化剂，硝酸为硝化试剂，经连续管式硝化反应制备得到2-硝基-4‑ꢀ甲砜基甲苯，然后经硝酸氧化得到2-硝基-4-甲砜基苯甲酸，具体步骤如 下：[0068]s1：将硫酸用计量泵泵入配料釜中，并向其中投入已计量对甲砜基甲 苯固体物料，搅拌，完全溶解后待用；将发烟硝酸泵入高位槽中待用；硫 酸采用85％，质量流量控制为307kg/h，对甲砜基甲苯流量控制为130kg/h， 硝酸采用98％，质量流量控制为54kg/h；配料釜温度控制在30℃，常压， 计量泵的压力0.6mpa。[0069]s2：采用计量泵将对甲砜基甲苯溶液和硝酸送至管式反应器进行连续 硝化反应，反应液在管式反应器中停留时间为2.5min，管式反应器为80℃。[0070]s3：预先向接收釜中泵入冷却水，开启搅拌，经管式反应器反应液进 入接收釜，经水淬灭后析出产物；接收釜的温度范围为50℃。[0071]s4：接收釜中的物料冷却后，经离心、洗涤得2-硝基-4-甲砜基甲苯湿 品，无需烘干，硝化物直接用于氧化。[0072]s5：在配料釜中依次加入水、浓硝酸和步骤s4中的2-硝基-4-甲砜基 甲苯，搅拌至固体溶解，降至室温后，经过滤器过滤后，转至高位槽备用。[0073]s6：反应器温度设定在155℃，将高位槽中的物料泵入反应器，反应 器内压力稳定在1.4mpa，反应器中的物料运送到接收釜中。[0074]s7：在接收釜内减压蒸馏回收硝酸，所得固体用naoh溶液调ph，碱 溶最终ph控制在7.5，过滤，回收滤饼为未反应的原料，滤液用盐酸调至 强酸性，降温至室温，充分析晶，过滤，少量水淋洗滤饼，烘干，即得目 标产品2-硝基-4-甲砜基苯甲酸。[0075]表1(步骤s1中硫酸和硝酸)：[0076][0077]由表1可知，硫酸浓度在85-87％范围内，步骤s2中，管式硝化温度 在60-80℃之间，二硝物含量合格，反应收率和纯度均达到要求。[0078]以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点，对 于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而 且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实 现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而 且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因 此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发 明内。[0079]此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实 施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起 见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也 可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。









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