第3组5-硝基水杨酸合成方案

1、5-5-硝基水杨酸硝基水杨酸制作人：韦龙琴制作人：韦龙琴 房楚楚房楚楚 赵雅琴赵雅琴合成方案合成方案摘要摘要目的：采用新方法合成目的：采用新方法合成5-5-硝基水杨酸。硝基水杨酸。方法：以水杨酸为原料，采用硝酸脲和硫酸为硝方法：以水杨酸为原料，采用硝酸脲和硫酸为硝化试剂，反应得到化试剂，反应得到5-5-硝基水杨酸；以收率为指标硝基水杨酸；以收率为指标考察了反应条件包括硝酸脲和水杨酸物料配比、考察了反应条件包括硝酸脲和水杨酸物料配比、反应温度、反应时间对反应的影响。反应温度、反应时间对反应的影响。结果：得到适合的反应条件为硝酸脲结果：得到适合的反应条件为硝酸脲/ /水杨酸水杨酸（摩尔比）（摩尔比

2、）1.2 11.2 1，反应温度，反应温度25 25 ，反应时，反应时间间6 h6 h，收率为，收率为86.486.4。结论：新方法收率较高，反应条件温和，适合工结论：新方法收率较高，反应条件温和，适合工业化生产。业化生产。合成路线合成路线合成方法合成方法硝酸脲按方法步骤制备：取水杨酸（13.8 g，0.10 mol）溶于浓硫酸（40 mL）中，冰浴冷却，保持温度在0 。剧烈搅拌下，将自制的硝酸脲（14.8 g，0.12 mol）缓慢分批加入到上述溶液中，整个加料过程控制在15 min 内完成，加料温度控制在0 左右。加料完毕后，将反应液升温至25 ，继续搅拌反应6 h。反应结束后，将反应液倒

3、入冰水（100 g）中，过滤，干燥，得粗产品18.0 g。以75乙醇水溶液（50 mL）重结晶粗产品，过滤、干燥，得产品5-硝基水杨酸15.8 g，熔点229231 （文献值8为228229 ），收率（以水杨酸计）为86.4。收率的计算公式如下：投料量投料量反应物质反应物质分子量分子量投料比投料比投料量投料量密度密度溶解度溶解度水杨酸138.05113.8g0.1mol1.44g/ml易溶于乙醇浓硫酸98*40ml*1.84g/ml易溶于水硝酸脲123.081.214.8g0.12mol1.59g/ml微溶于水溶于乙醇乙醇水溶液43.07*50ml*0.79g/ml*反应条件的筛选反应条件的筛

4、选物料配比的影响。物料配比的影响。浓硫酸既作为硝化试剂又作为溶剂，有笔者在试验浓硫酸既作为硝化试剂又作为溶剂，有笔者在试验中发现，增加浓硫酸用量对提高反应收率的影响有中发现，增加浓硫酸用量对提高反应收率的影响有限，但却使得后处理过程需要更多的冰水稀释，造限，但却使得后处理过程需要更多的冰水稀释，造成了大量废水的排放。在浓硫酸用量确定的情况下，成了大量废水的排放。在浓硫酸用量确定的情况下，水杨酸用量确定为水杨酸用量确定为0.1 mol0.1 mol，硝酸脲与水杨酸的摩，硝酸脲与水杨酸的摩尔比对反应的影响如表尔比对反应的影响如表1 1所示。所示。由表由表1 1可见，当硝酸脲与水杨酸的摩尔比大于可见

5、，当硝酸脲与水杨酸的摩尔比大于1.2 1 1.2 1 时，目标产物时，目标产物5-5-硝基水杨酸的收率明显硝基水杨酸的收率明显下降，这是由于硝酸脲过量时，容易生成二硝化下降，这是由于硝酸脲过量时，容易生成二硝化的产物。所以最终选择硝酸脲的产物。所以最终选择硝酸脲/ /水杨酸（摩尔比）水杨酸（摩尔比）1.2 1 1.2 1 为合适的反应条件，浓硫酸的用量为为合适的反应条件，浓硫酸的用量为40 mL40 mL。5-5-硝基水杨酸的合成，在参考文献中有：硝基水杨酸的合成，在参考文献中有：混酸硝化的温度一般在混酸硝化的温度一般在70 70 左右，在这个左右，在这个温度下，混酸对反应设备的腐蚀严重；还温

6、度下，混酸对反应设备的腐蚀严重；还有：在有：在50 50 下采用醋酸水溶液和硝酸汞进下采用醋酸水溶液和硝酸汞进行硝化的，但是收率仍然不高。在本试验行硝化的，但是收率仍然不高。在本试验中，水杨酸用量确定为中，水杨酸用量确定为0.1 mol0.1 mol，我们了解，我们了解1010、2525、35 3 35 3 个反应温度下、个反应温度下、2-10 h 2-10 h 的反应时间内的反应结果，如表的反应时间内的反应结果，如表2 2所示所示反应温度和反应时间的影响反应温度和反应时间的影响由表由表2 可见，硝化温度在可见，硝化温度在25 为宜，低于为宜，低于25 则反应时间需则反应时间需要大大延长，高于要大大延长，高于25 则虽然反应时间缩短但明显有副产物则虽然反应时间缩短但明显有副产物生成。而在生成。而在25 的合适反应温度下，反应的合适反应温度下，反应6 h 就可以达到令人就可以达到令人满意的反应