年产1000吨对氨基苯甲酸生产工艺设计的文献综述.doc

南华大学化学化工学院毕业设计 毕业设计文献综述 学 院： 化 学 化 工 学 院 题 目： 年产1000吨对氨基苯甲酸的工艺设计 起止时间： 2013年 12月23日至2014 年 5月30日 学生姓名： 廖 秀 红 专业班级： 化学工程与工艺101班 指导教师： 贺 楚 华 系 主 任： 王 延 飞 院 长： 王 宏 青 2014年01 月07 日南华大学化学化工学院本科毕业设计(论文)文献综述课题名称年产1000吨对氨基苯甲酸装置的工艺设计指导教师贺楚华院系化工系专业化学工程与工艺班级101班学生姓名廖秀红学号20104540108开题日期2013.01要求：一、说明材料来源情况；二、对课题的研究历史、研究现状等进行准确的分析与归纳并作出简要评述；三、表达自己的观点与主张，阐述该课题的发展动向和趋势。文献综述正文：对氨基苯甲酸，英文名为p-aminobenzoic acid，别称4-氨基苯甲酸，化学式C7H7NO2，结构式为，分子量为137.14，熔点187188，微溶，密度为1.374（25），无色针状晶体，在空气中或光照下变为浅黄色。易溶于热水、乙醚、乙酸乙酯、乙醇和冰醋酸，难溶于水、苯，不溶于石油醚。对氨基苯甲酸广泛用于染料和医药中间体。用于生产活性红M-80，M-10B，活性红紫X-2R等染料以及制取氰基苯甲酸生产药物对羧基苄胺。对氨基苯甲酸也可用作防晒剂，其衍生物对二甲氨基甲酸辛酯，是优良的防晒剂，商品名称Padimate O.制备或来源。对氨基苯甲酸还是机体细胞生长和分裂所必需的物质叶酸的组成部分之一，在酵母、肝脏、麸皮、麦芽中含量甚高。它是由莽草酸途径经分支酸合成的。对氨基苯甲酸作为一种非常重要的有机化工原料，贯穿于整个化学工业，同时在现实生活中也具有非常广泛的应用。因此，选择一种经济环保的生产对氨基苯甲酸的方法具有很重要的现实意义。对氨基苯甲酸的生产历史悠久，随着化工产业的迅猛、飞速发展, 对氨基苯甲酸的生产工艺也随之发生变化，合成工艺不断的得到改进，并趋于完善。制取对氨基苯甲酸主要的方法有如下四种：一 以对硝基苯甲酸为原料合成对氨基苯甲酸1.1化学还原法1.1.1活泼金属还原法活泼金属还原法是最早用于合成PABA的方法,即由对硝基苯甲酸用活泼金属在电解质存在下还原合成PABA。常用的活泼金属有Fe、Sn和Al等。(1)Fe还原法以Nacl为电解质,稀HCI为介质,在98102间,用铁屑还原对硝基苯甲酸,PABA的收率87.5%;或先用NaZCq水溶液将对硝基苯甲酸处理成对硝基苯甲酸钠,使用活性更大的NH;Cl作电解质,PABA的收率提高到93%。(2)Sn还原法Sn还原法中最常用的还原剂是SnCI:。由于SnCI:在水溶液中易水解,因此,用SnCI:还原对硝基苯甲酸时,需要在有机介质中进行。Bellamy等闭报道,以CH3CH:OH或CH3COOCZHS为溶剂,用SnCI:.2HZO还原对硝基苯甲酸,收率为95%。该法具有反应快、收率高等特点,但产品分离较困难,由于使用有机溶剂,成本较高。(3)AI还原法AI的还原能力较弱,在无机酸介质中,需采用较高的温度。Kham等闭以浓HCI为介质,用AI还原对硝基苯甲酸,PABA的收率为89.4%。Sarmah等困改用有机介质,如THF,用Al一NICI。ZHZO还原对硝基苯甲酸,PABA的纯度大于95%。该法具有价格便宜、收率高等特点,但反应条件苛刻,后处理麻烦。1.1,2金属氢化物还原法金属氢化物还原剂主要包括周期表第三主族元素的氢化物,如LIAIH;、NaBH;等,LIAIH;的还原能力较强,能将对硝基苯甲酸还原成对经甲基苯胺,因此不能用于合成PABA。NaBH、的还原能力较弱,单独的NaBH不对硝基起作用,需与过渡金属盐组成复合还原剂,才能用于还原对硝基苯甲酸。Borah等困用NaBH4一BIC13作还原剂,PABA的收率可达90%以上。该法主要用于实验室合成PABA。1.1.3硫化物还原法硫化物是一类比较温和的还原剂,胡建立川以NaZS还原对硝基苯甲酸,PABA的收率为81.3%。日本专利闭曾报道用NaHS还原对硝基苯甲酸,PA-BA的收率为85%。1.2催化还原法1.2.1Ni催化还原法在水合麟中用RaneyNi作化剂川,PABA收率超过90%,且纯度很高。黄文焕等10以Ni一AI合金为催化剂,催化加氢合成PABA,反应温度136,压力3.1MPa,催化剂用量6%,原料液浓度8写,PABA收率达85%以上。1.2.2Pt催化还原法Pt催化剂的活性很强,在常温常压下即可加氢。胡建立川以PtO:为催化剂加氢制得PABA。此法RO:价格昂贵,且氢化程度不易控制,因而应用上受到限制。1.2.3Pd催化还原法Pd催化氢化以Pd一C催化剂最为常用。PaPehevskaya等“口报道以CH。CHZOH为介质,在70,用Pd一C为催化剂,氢化还原对硝基苯甲酸,收率为90%。Gustafsson等制造的Pd/AI催化剂片比普通的载体Pd活性大,可以大大提高反应速度。该法的优点是反应快、收率高、Pd价格较便宜,具有一定的生产使用价值。1.2.4ReZS7催化还原法Bogutskaya等以Re:57为催化剂,氢化还原对硝基苯甲酸合成PABA,并研究了不同类型的ReZ57的催化活性。ReZS?具有特殊的催化功能,不易中毒,但活性较低,需要较高的温度和压力。1.3电解还原法1.3.1直接电解还原法是利用阴极反应直接还原对硝基苯甲酸合成对氨基苯甲酸的方法,张积树等l23报道,用Pb板作阴极,C棒为阳极,以HCI水溶液为溶剂,NH4CI为电解质,电解还原对硝基苯甲酸,电流效率为45%。1.3.2间接电解还原法是利用媒介在电极上产生还原剂与对硝基苯甲酸进行化学反应,还原剂被氧化后回到阴极上再生,以此达到还原剂循环使用而产物不断生成的目的。Uldu-p。等报道,用Cu作阴极,Pb为阳极,以10%一25%NaZ50;为电解质,Ti(50;)2为媒质电解还原对硝基苯甲酸,电流效率为8。%。张积树等lz探讨ZnZ+、Sn,十等媒质对电流效率的影响,结果表明SnZ十的效果比Zn升好,电流效率可达95写以上。该法与直接电解还原法相比,可以在较低的电压下进行,因而节省电能。同时,由于还原剂可以再生,减少了物耗及公害,但电极、电解液及隔膜材料等问题有待解决。二 以对苯二甲酸为原料合成对氨基苯甲酸沈文斌等3利用废涤纶水解产物对苯二甲酸为原料,经酷化、单皂化、氨解、Hofmann降解四步反应,CONHZNHZ四步反应均有较高的转化率,总收率为57.3%,而且反应条件缓和。所得产品含量大于98.5%。三 以对甲基苯胺为原料合成对氨基苯甲酸以对甲基苯胺为原料,经乙酞化、氧化和水解制得PABA,氧化过程需要手工搅拌,水解过程中则将水解后所得反应液,先用氨水调至弱碱性,再用乙酸反滴至结晶析出,结晶常常难以析出,重结晶溶剂也未获得满意的结果。若在氧化过程中增加了机械搅拌,将高锰酸钾固体在沸水中溶解后的溶液,分批加人反应瓶中,避免了固体高锰酸钾颗粒带来的浓度分布不均和搅拌带来的困难;在水解反应中,将水解后得到的溶液,直接用氨水调pH至4一5,使产物容易析出结晶。并且经多次摸索,可用水或氯仿为重结晶的溶剂。用水重结晶精品收率为26.8%。四 以分枝酸为原料生物合成对氨基苯甲酸张学俊等15研究了分枝酸在合成对氨基苯甲酸生物酶的作用下,在生物代谢的分枝点上发生着五个不同途径的转化反应,分别生成PABA、邻氨基苯甲酸、异分枝酸、预苯酸以及对经基苯甲酸。PABA的合成,涉及到三个酶PabA、PabB和PabC。利用提纯的酶于实验室里再现了生物体内的这一合成过程,在入一265nm对酶的活性进行了连续的测定,经核磁共振确认了产物为PABA,并发现当所加人的PabB和PabC的浓度比为1,1时,PABA的生成速率趋于最大。生物合成PABA是具有环保的合成方法,是当前研究的热点。参考文献参考文献:1肖新荣,等.对氨基苯甲酸两种合成路线的小试研究及应用评价J.衡阳医学院学报,2997,25(4):385一386.2ZasosovVA,TsytanovaAM.AmethodforpreparingP一amino-benzoieaeidJ.MedPromSSSR,1970,15(8):38一39.3BellamyFD,OuK.Seleetivereduetoinaromatienitroeompoundswith。tannouschlorideinnonaeidicandaquousmediumJ.Tetra-bedronLett.1984,25(8):839一843.二4KhamMS,HananA,MajeedA.Observationandgeometryas-signmentofindividualeonformationofarymethylethersinthegasphaseJ.JChemSoePak,z,55,10(3):593一395.二sSarmahP,BaruaNC.Afaeilereduetionproeedurefo:nitroreneswithA卜NIC12一THF,ystemJ.TetrahedronLett,1990,31(28):4065一4066.二6BorahHN,PrajapatiD,SandhuJ5.Anewandeffieient,ystemforseleetivereduetionofnitroarenesandazomethinesJ.JChemResSysonP,1994,(6):228一229.7胡建立.对氨基苯甲酸的合成研究J.染料工业,1999,36(l):41-43.8JukiehiHirate.EleetroehemiealpreparationofP一aminobenzoieaeidandsulfate一P一aminobenzoieaeidfromP一nitrobenzoieaeidP.JP1097089柯伟.对氨基苯甲酸制造技术J.化学与粘合,1997,(4):23。-232.10黄文焕,薛连海,王文拴,李嵘汉.对氨基苯甲酸合成新工艺的研究J.吉林化工学院学报,2001,18(2):1一3.11PaPehevskayaTA,BogutskayaLV,BelousovM.AminationswithaminationsandformamidesynthesisofterephalamieaeidofP一nitroallineJ.NeftepererabNefekhim