4-硝基邻二甲苯的制备和选择性氧化研究

摘要

以邻二甲苯为原料经选择性硝化反应制备4-硝基邻二甲苯，再选择性氧化4-硝基邻二甲苯制备2-甲基-4-硝基苯甲酸。 研究了催化作用下硝酸作为硝化试剂的邻二甲苯的硝化反应，以提高硝化选择性来制备4-硝基邻二甲苯。实验结果表明，以硝硫混酸为硝化剂，当（）值为78时邻二甲苯转化率最高可以达到94％，4-硝基邻二甲苯的选择性达到45％。而在多聚磷酸催化作用下能进一步提高邻二甲苯的对位硝化选择性。探索了多聚磷酸催化条件下影响硝化反应选择性的因素，如多聚磷酸浓度，反应温度，反应时间等。以等物质的量的多聚磷酸和硝酸硝化邻二甲苯，在50℃下反应6h可使邻二甲苯的转化率达到80％以上，产物中4-硝基邻二甲苯的比例可由硝硫混酸的45％提高到65％。 研究了以4-硝基邻二甲苯为前体所发生氧化反应的选择性特性。探索了过氧化氢、硝酸、高铁酸钾、次氯酸钠、高锰酸钾等氧化剂的氧化选择性。实验结果发现高锰酸钾和次氯酸钠对4-硝基邻二甲苯中硝基对位甲基具有很好的氧化选择性。讨论了反应时间，反应温度，pH和催化剂等因素对氧化反应的影响。在中性体系中，以四丁基溴化铵为催化剂，高锰酸钾氧化体系中，2-甲基-4-硝基苯甲酸氧化产率为55％；而在碱性条件下，以四丁基溴化铵为催化剂，次氯酸钠氧化体系氧化产率可达到53％。

目录

文摘

英文文摘

声明

1绪论

1.1邻二甲苯硝化反应研究进展

1.1.1邻二甲苯选择性硝化的硝化方法

1.1.2邻二甲苯选择性硝化

1.2 4-硝基邻二甲苯选择性氧化反应研究进展

1.3本课题的主要研究内容

2邻二甲苯的选择性硝化

2.1试剂和仪器

2.2实验方法

2.3结果与讨论

2.3.1硝化方法的选择

2.3.2硝硫混酸(φ)值对反应的影响

2.3.3磷酸浓度对反应的影响

2.3.4多聚磷酸-硝酸体系硝化反应时间的确定

2.3.5反应温度对多聚磷酸-硝酸体系硝化的影响

2.3.6多聚磷酸用量对反应的影响

2.3.7三酸混合体系对反应的影响

2.3.8表面活性剂对反应的影响

2.4小结

3 4-硝基邻二甲苯的氧化

3.1试剂和仪器

3.2实验方法

3.3结果与讨论

3.3.1理论解释和预测

3.3.2高锰酸钾氧化法

3.3.3次氯酸钠氧化法

3.3.4硝酸氧化法

3.3.5 K2FeO4氧化

3.3.6其他氧化方法

3.3.7产物的结构表征

4结论

致 谢

参考文献

附 录