过氧化氢氧化苯甲醛合成苯甲酸的研究

Na2W O4 2H2O-H2O2催化氧化苯甲醛制备苯甲酸李东胜,严红燕,刘春生,罗根祥(辽宁石油化工大学石油化工学院,辽宁抚顺 113001)摘要:以30%H2O2为氧源,Na2WO4 2H2O催化氧化苯甲醛制备苯甲酸。

考察了H2O2用量,反应时间,催化剂和酸性添加物(硫酸氢钠)对苯甲酸收率的影响和在非酸性环境下,表面活性剂对苯甲酸收率的影响。

结果表明,加入非离子表面活性剂能有效的提高苯甲酸的收率,特别是添加 -环糊精,苯甲酸的收率达90.03%。

关 键 词:钨酸钠;苯甲醛;苯甲酸;表面活性剂;硫酸氢钠;催化中图分类号:O621.25文献标识码:A文章编号:1005-1511(2004)06-0595-03Preparation of Benzoic Acid via Oxidation of Benzaldehydes Using Na2WO4 2H2O-H2O2as a CatalystLI Dong-sheng, YAN Hong-yan, LI U Chun-sheng, L UO Gen-xiang (Petrochemical Engineering Faculty,Liaoning University of Petroleum&Chemical T echnology,Fushun113001,China)Abstract:Benzoic acid was synthesized via oxidation of benzaldehydes using Na2WO4 2H2O as a catalyst. It was investigated that the effects of hydrogen peroxide dosage,the reaction time,the amount of catalyst and acidic additive(Na HSO4 H2O)on the yield of benzoic acid;the effec t of surfac tant on yield of ben-zoic acid was discussed in the acid-free system.Non-ionic surfactant can effectively improve the yield of benzoic acid,such as the yield reached90.03%by -CD.Keywords:sodium tungstate;benzaldehyde;benzoic acid;surfactant;Na HSO4 H2O;catalysis传统上,一些羰基化合物的氧化是以重铬酸钾或其它铬衍生物如Jones试剂、吡啶重铬酸盐、吡啶氯铬酸盐等作为氧化剂来实现的[1]。

设计实验：苯甲醛制备苯甲酸一、实验原理苯甲醛可以通过氧化反应氧化成苯甲酸。

苯甲醛和苯甲酸的熔点差异大，可以通过降温结晶来分离出苯甲酸。

二、实验用品仪器：圆底烧瓶、恒压漏斗、蒸馏装置、回流装置、抽滤装置试剂：苯甲醛、30%过氧化氢溶液、无水碳酸钠、三、产物性质苯甲酸为具有苯或甲醛的气味的鳞片状或针状结晶，具有苯或甲醛的臭味。

熔点122.13℃，沸点249℃，相对密度1.2659（15/4℃）。

在100℃时迅速升华，它的蒸气有很强的刺激性，吸入后易引起咳嗽。

微溶于水，易溶于乙醇、乙醚等有机溶剂。

苯甲酸是弱酸，比脂肪酸强。

它们的化学性质相似，都能形成盐、酯、四、投料量和理论产率（一）投料量苯甲醛10.6克（0.1mol）30%过氧化氢溶液22ml（0.194mol）无水碳酸钠3.2克（0.003mol）（二）理论产率苯甲醛制备苯甲酸理论产率83.3%苯甲酸重结晶产率余额75%理论应得苯甲酸7.5克五、实验装置图六、实验步骤（一）、制备苯甲酸在50ml的圆底烧瓶中加入10.6克苯甲醛、3.2克无水碳酸钠，加入豆粒大小的硫酸锌，磁力搅拌下，用恒压漏斗从上方快速滴加30%过氧化氢溶液，回流1小时。

反应结束后，用浓盐酸调节pH为2，低温静止，冷水洗涤后，抽滤得固体苯甲酸。

（二）、苯甲酸的精制将所得固体苯甲酸溶解到100ml水中，加热至近沸，此时苯甲酸溶解在水中，分为两层，上层为浅黄色液体，下层为深褐色油状层。

通过倾倒法分离，再令上层溶液自然冷却结晶，约得7克。

下层通过降温也会结晶。

将下层结晶的苯甲酸再次倒入上层母液中。

从新加热，溶解，结晶。

约得0.5克七、实验设计总结关于实验方案的设计，参考了老师给出的建议。

并且根据自己现阶段学习到的知识，醛氧化得羧酸，比较各种方法的优缺点，考虑实验时间、产率、实验条件等。

采取了这样的设计方案。

通过在碱性条件下使用过氧化氢氧化苯甲酸。

苯甲醛制备苯甲酸，考虑能否在酸性条件下制备，但是实验操作相对复杂，而且使用的酸也并不熟悉。

苯甲酸的合成实验报告实验报告：苯甲酸的合成引言：苯甲酸是一种常见的有机化合物，具有广泛的应用领域，如药物合成、染料工业等。

本实验旨在通过合成苯甲酸的方法，探索有机合成的基本原理和操作技巧。

实验原理：苯甲酸的合成可以通过苯甲醇的氧化反应得到。

氧化剂常用的是高锰酸钾（KMnO4）或过氧化氢（H2O2）。

该反应是一种氧化还原反应，其中苯甲醇（C6H5CH2OH）被氧化为苯甲酸（C6H5COOH），同时还原剂被还原。

实验步骤：1. 实验前准备：准备好所需的实验器材和试剂，包括苯甲醇、高锰酸钾、硫酸、冷却器、漏斗等。

确保实验室环境安全，并佩戴好实验室服和手套。

2. 反应装置的搭建：在反应瓶中加入适量的苯甲醇，并加入少量的硫酸作为催化剂。

将冷却器连接到反应瓶上，以防止反应过程中产生的气体逸出。

3. 反应的进行：缓慢地向反应瓶中加入高锰酸钾溶液，同时用磁力搅拌器搅拌反应溶液。

反应过程中，溶液会逐渐变为深紫色，同时放出气体。

4. 反应结束：当反应溶液的颜色不再发生变化时，表示反应已经完成。

此时，可以停止加入高锰酸钾溶液，并将反应溶液进行过滤。

5. 产物的提取：将过滤后的溶液进行蒸馏，以去除溶剂和副产物。

最终得到苯甲酸的结晶。

实验结果与讨论：通过实验，我们成功合成了苯甲酸，并得到了白色结晶体。

合成苯甲酸的反应为一个氧化反应，其中苯甲醇被氧化为苯甲酸，同时高锰酸钾被还原为锰离子。

该反应是一个比较常见的有机合成反应，具有较高的产率和选择性。

在实验中，我们注意到反应过程中产生了气体，这是由于反应中的氧化剂与苯甲醇发生反应产生了气体。

同时，我们还注意到反应溶液的颜色在反应进行中逐渐变为深紫色，这是由于高锰酸钾溶液的颜色。

在产物的提取过程中，我们进行了蒸馏操作，以去除溶剂和副产物。

蒸馏是一种常用的分离技术，通过控制温度和压力，将液体组分按照其沸点的不同进行分离。

通过蒸馏，我们最终得到了纯净的苯甲酸结晶。

结论：通过本实验，我们成功合成了苯甲酸，并得到了纯净的结晶产物。

二步法催化氧化苯甲醛合成苯甲酸工艺研究关昶;刘亚歌;丁斌;郝凤岭;李祥【摘要】采用2步法催化氧化苯甲醛合成苯甲酸，氧化剂为过氧化氢，催化剂为钨酸钠．其中过氧化氢分两次加入，第1次加入总量40％的过氧化氢，第2次加入剩余的过氧化氢．实验结果表明，2步法加入过氧化氢得到的苯甲酸收率为56．22％，明显高于1步法的苯甲酸的收率．对首次加入过氧化氢时的物料比进行了正交试验，最佳合成条件为n（H2O2）／n（Na2WO4．2H2O）：n （NaHSO4）：n（C6H5CHO）：100：1．2：1：250．同时考察了2步法反应的回流时间对收率的影响，结果表明第1步的反应时间3h，第2步反应的时间5h的反应条件最优．%Benzoic acid was prepared by catalytic oxidation of benzladyde with two-step method, the H2O2 was used as oxidant and the Na2WO4.2H2O was used as catalyst. The H2O2 was added twice in this method,and in the first step there was 40% of H2O2. The results show that the two-step feed way can observably improve the yield of benzoic acid,which can reach 56.22%. The effect of the first-step feed way on the oxidation reaction was discussed. The yield can reach 67.79% at the condition of molar ration of n （ H2O2 ）/n （ Na2WO4.2 H2 O） / n（ NaHSO4 ）/n（ C6H5CHO） = 100 ： 1.2 ： 1 ： 250. The effect of the return time on the yield coefficient was also discussed. The results show that the preferable retune time was 3 h in the first step and 5 h in the second step.【期刊名称】《吉林化工学院学报》【年(卷),期】2012(029)001【总页数】3页(P19-21)【关键词】催化氧化;苯甲酸;过氧化氢;正交试验;加料方式【作者】关昶;刘亚歌;丁斌;郝凤岭;李祥【作者单位】吉林化工学院,化工与材料工程学院,吉林吉林132022;中国石油东北炼化工程有限公司,吉林设计院,吉林吉林132012;吉林化工学院,化工与材料工程学院,吉林吉林132022;吉林化工学院,化工与材料工程学院,吉林吉林132022;吉林化工学院,化工与材料工程学院,吉林吉林132022【正文语种】中文【中图分类】TQ2苯甲酸是一种重要的食品防腐剂.工业上由3种方法来生产苯甲酸:(1)邻苯二甲酸酐水解、脱羧法;(2)甲苯氯化、水解法;(3)甲苯液相氧化法［1］.其中甲苯的液相氧化法是目前生产苯甲酸的主要方法，它存在能耗高、环境污染大等缺点.近年来，过氧化氢的氧化性在有机合成上的应用越来越广泛.过氧化氢作为氧化剂的主要特点是反应条件温和、对环境友好，因此，用过氧化氢氧化法制备苯甲酸具有十分诱人的前景［2-3］.同时提高过氧化氢的利用效率对降低工业生产成本，简化废水处理工艺具有重要意义.本文使用钨酸钠为氧化催化剂、硫酸氢钠为酸性添加剂、过氧化氢为氧化剂2步加入法催化氧化苯甲醛合成苯甲酸，考察了苯甲醛过量时的最佳合成条件和等摩尔反应时加料方式对氧化反应的影响，结果表明:等摩尔反应时分次加入过氧化氢对提高过氧化氢的利用效率是有益的［4］.苯甲醛在酸性的条件下由过氧化氢催化氧化生成苯甲酸，过氧化氢使醛基氧化成为羧基.其合成的化学反应方程式如下:过氧化氢2步加入法是在苯甲醛与过氧化氢等摩尔反应时，先使苯甲醛在过量条件下与过氧化氢反应，然后再与剩余的过氧化氢反应.用苯甲酸的收率来衡量过氧化氢的利用效率.仪器:标准有机制备仪，天津玻璃仪器厂;电热恒温水浴锅，北京医疗设备厂;JB-90D强力搅拌器，上海衡平仪器仪表厂;XZ-1型旋片式真空泵，沈阳市三环真空技术研究所;DG701-3型电热干燥箱，大连实验设备厂.试剂:30%过氧化氢，沈阳市新西试剂厂;苯甲醛，天津天泰精细化学品有限公司;无水碳酸钠，天津市化学试剂一厂;浓硫酸，天津市大茂化学试剂厂;硫酸氢钠，天津市大茂化学试剂厂;钨酸钠，国药集团化学试剂有限公司;氯化钡，天津市大茂化学试剂厂;无水乙醇，天津市大茂化学试剂厂.以上试剂均为分析纯［5］.在装有搅拌器、回流冷凝管、温度计的250 mL 3口烧瓶中加入催化剂和规定量的苯甲醛，开动搅拌，加热升温到指定温度后，按条件加入计算量的30%过氧化氢，保温反应.反应结束后，冷却至室温，加入15%碳酸钠溶液至pH值为10，静置分层，用分液漏斗分去油层，水层用0.1 mol/L硫酸调pH值为2，抽滤，用去离子水洗涤至无硫酸根离子(用0.1mol/L的氯化钡溶液检验)，抽干，滤饼于80℃电热干燥箱干燥4 h，称重，计算收率［6］.第1步先按照计算量在装有搅拌器、回流冷凝管、温度计的250 mL 3口烧瓶中加入催化剂和苯甲醛，开动搅拌，加热升温到指定温度后，按条件加入总计算量40%的过氧化氢使反应处于苯甲醛过量状态，保温反应.第2步待反应达到规定时间后，再加入剩余60%的过氧化氢，保温反应.反应结束后，冷却至室温，加入15%碳酸钠溶液至pH值为10，静置分层，用分液漏斗分去油层，水层用0.1 mol/L硫酸调pH值为2，抽滤，用去离子水洗涤至无硫酸根离子(用0.1 mol/L的氯化钡溶液检验)，抽干，滤饼于80℃电热干燥箱干燥4 h，称重，计算收率.一定量的苯甲醛氧化生成苯甲酸的质量，与理论上应生成苯甲酸的比值.Y=(实际产物质量/理论产物质量)×100%反应产物经提纯后，用Nicolet6700傅里叶红外光谱仪分析.红外光谱记录范围400～4 000 cm－1，KBr压片.产品表征见图1.反应产物经重结晶法提纯后，用Nicolet6700傅里叶红外光谱仪分析..结果表明，产物的光谱图和苯甲酸标准光谱图特征峰吻合，故可以证明产物是苯甲酸.2步法第1步反应是苯甲醛过量的反应，因此实验通过正交试验法来确定苯甲醛过量时的最佳反应条件，方案为:苯甲醛过量，温度采用回流温度.选择4因素3水平来安排正交实验.因素分别为:A因素:过氧化氢和苯甲醛的摩尔比，B因素:催化剂钨酸钠与100倍苯甲醛的摩尔比，C因素:硫酸氢钠和钨酸钠的摩尔比，D因素:回流时间.安排表如表1所示，结果如表2所示.根据上表可以得出:最佳工艺点:A3B3C2D1，因素影响的主次顺序为:A，B，C，D.最佳的反应条件为∶回流温度下，n(H2O2)/n(Na2WO4.2H2O)/n(硫酸氢钠)/n(苯甲醛)=100 1.2 1 250反应时间为4 h时，苯甲酸的收率可达67.79%.因此取此条件作为第一步反应的最佳条件［7］.2步法反应回流时间的确定采用单因素考察法，主要考察第2步回流时间对苯甲酸收率的影响.按H2O2/苯甲醛摩尔比为:1 1，分步加入过氧化氢，先加入过氧化氢总量的 40%(即 n(H2O2)/n(苯甲醛)=1 2.5，反应条件按第1步反应的最佳条件进行，催化剂一次加入)，第2步再加入剩余的60%.对比1步加入过氧化氢和分步加入过氧化氢两种方法，其结果如下表所示.如表3所示，2步法的收率均高于1步加入法，第2步反应时间越长收率越高，3#实验达到最高，收率为56.43%.因此分步加入过氧化氢比一次加入过氧化氢的方法有利于苯甲酸收率的提高.考虑到时间越长过氧化氢分解的越多，以及反应效率等原因综合考虑后认为第1步的反应时间3 h，第2步反应的时间5 h的反应条件为最好［8］.在此条件下进行验证实验，苯甲酸收率为56.22%.分步加入过氧化氢可提高苯甲酸收率的原因是:在回流温度下，过氧化氢的氧化和分解反应会同时进行，第1步反应中苯甲醛过量，过氧化氢的浓度相对较低，有利于氧化反应的进行.随着氧化反应的进行过氧化氢的浓度不断下降，反应速率下降.第2步加入的过氧化氢提高了反应中过氧化氢的浓度，但其浓度不高.因此降低过氧化氢的浓度有利于减少过氧化氢的分解反应，有助于提高苯甲酸的收率.过氧化氢2步加入法催化氧化苯甲醛合成苯甲酸，苯甲醛与过氧化氢摩尔比为1 1，反应温度采用回流温度，第1步反应先加入总量40%的过氧化氢反应3h，第2步再加入剩余60%的过氧化氢，苯甲酸收率为56.22%.明显高于过氧化氢1步加入法的苯甲酸收率44.26%.结果表明:分次加入过氧化氢可以明显提高过氧化氢的利用效率.第1步的反应条件采用正交试验法确定为:回流温度下，n(H2O2)/n(Na2WO4.2H2O)/n(硫酸氢钠)/n(苯甲醛)=100 1.2 1 250.【相关文献】［1］刘春生，严红燕，张少华，等.清洁催化氧化苯甲醛制备苯甲酸［J］.辽宁石油化工大学学报，2004，4(2):16-18.［2］严红燕，刘春生，罗根祥.过氧化氢催化氧化苯甲醇制苯甲酸［J］.化工科技，2004，12(2):33-35.［3］李东胜，严红燕，刘春生，等.Na2WO4·2H2O·H2O2催化氧化苯甲醛制备苯甲酸［J］.合成化学，2004(12):595-597.［4］王晓丽，姜恒，宫红，等.四丁基溴化铵催化H2O2氧化苯甲醛合成苯甲酸［J］.化工科技，2004，12(5):28-30.［5］陈志敏，辛先荣.过氧化氢氧化苯甲醛反应的研究［J］.山西化工，2003，23(4):30-32. ［6］李贵贤，张烨红.磷钼杂多酸季铵盐催化氧化合成苯甲酸［J］.化学与生物工程，2009，26(7):25-28.［7］刘春生，严红燕，等.清洁催化氧化苯甲醛制备苯甲酸［J］.辽宁石油化工大学学报，2004，24(2):16-18.［8］谢水龙，肖健，等.苯甲醛氧化制备苯甲酸的研究［J］.生物质化学工程，2009，43(2):23-26.。

苯甲醇和苯甲酸的制备实验报告实验目的：本实验旨在通过碳酸钠与苯甲醛的反应制备苯甲醇，并通过苯甲醇的氧化反应制备苯甲酸，探究有机化学中的醛与酮的还原反应以及醇的氧化反应。

实验原理：苯甲醇的制备是通过碳酸钠与苯甲醛的反应实现的。

反应方程式如下：2C6H5CHO + Na2CO3 → 2C6H5CH2OH + CO2 + Na2CO3苯甲醇的氧化反应可以使用氧气气体或者过氧化氢作为氧化剂，生成苯甲酸。

反应方程式如下：C6H5CH2OH + [O] → C6H5COOH + H2O实验步骤：1. 准备实验设备和试剂：称取适量苯甲醛、碳酸钠、过氧化氢等试剂，并准备好反应容器。

2. 反应制备苯甲醇：将苯甲醛和碳酸钠按摩尔比例加入反应容器中，加热反应，并收集产物。

3. 反应制备苯甲酸：将苯甲醇与过氧化氢按摩尔比例加入反应容器中，加热反应，并收集产物。

4. 对产物进行分析：使用红外光谱仪对苯甲醇和苯甲酸进行表征，观察其红外光谱图谱。

实验结果与讨论：通过实验，我们成功制备了苯甲醇和苯甲酸。

在实验过程中，我们发现苯甲醇的制备反应较为顺利，产物收率较高。

而苯甲酸的制备则需要较高的温度和较长的反应时间，反应条件较为严苛。

通过红外光谱仪的分析，我们观察到苯甲醇的红外光谱图谱中出现了-OH官能团的吸收峰，进一步证实了苯甲醇的生成。

而苯甲酸的红外光谱图谱中出现了-COOH官能团的吸收峰，进一步证实了苯甲酸的生成。

实验中，我们还注意到苯甲酸的制备反应需要控制反应条件，避免过度氧化产生其他副产物。

同时，苯甲酸的制备反应需要一定的反应时间，以保证反应的充分进行。

实验结论：本实验通过碳酸钠与苯甲醛的反应制备了苯甲醇，并通过苯甲醇的氧化反应制备了苯甲酸。

实验结果表明，苯甲醇和苯甲酸的制备反应均成功进行，产物的纯度较高。

通过本实验，我们进一步了解了有机化学中醛与酮的还原反应以及醇的氧化反应的原理和应用。

这些反应在有机合成中具有重要的意义，为我们深入理解有机化学提供了实验基础。

苯甲酸的合成工艺材料化学09-2 张召举200901130937摘要：苯甲酸是一种重要的有机合成体，现在以经广泛应用于医药、食品、染料化工等领域，可制备染料、和药物、防腐剂、杀菌剂、驱虫剂、增塑剂、改良剂、香料等，苯甲酸的合成方法有很多种。

近年来，以w(H2O2)=30 %的过氧化氢为氧化剂，苯甲醛为原料合成苯甲酸的研究逐渐引起人们的兴趣。

关键词：苯甲酸过氧化氢氧化甲苯正文：苯甲酸俗称安息香酸，因最初得自安息香胶。

其化学结构是由武勒(W?helr)和利比希(Liebig)于1832年确定的，是十九世纪首先被大量的用作药物的有机化合物。

如今，苯甲酸更多的是用于保存食品和水果等，同时也是一种重要的化工原料，可用作食品的抑菌剂，也可作染色和印色的媒染剂，在合成树脂方面可用作醇酸树脂和聚酰胺树脂的改性剂等。

苯甲酸的合成方法很多，醇、醛的氧化，腈的水解，甲基酮的卤仿反应等。

目前工业上制备苯甲酸的主要方法是甲苯液相氧化。

但该方法存在耗能高、环境污染大等缺点，因此很有必要开发苯甲酸的环境友好合成路线。

近年来，以w(H2O2)=30 %的过氧化氢为氧化剂，苯甲醛为原料合成苯甲酸的研究逐渐引起人们的兴趣。

纪明慧等［1］报道了在没有有机溶剂存在时，以苯甲醛为原料，w(H2O2)=30 %过氧化氢为氧化剂，H3PW12O4O催化苯甲醛氧化合成苯甲酸的活性及其影响因素。

陈志敏等报道了在浓硫酸的作用下，用w(H2O2)=30 %的过氧化氢氧化苯甲醛合成苯甲酸，苯甲酸的收率较高。

刘春生等和李东胜等分别报道了在酸性添加物和表面活性剂的作用下，Na2WO42H2O为催化剂，苯甲醛催化氧化为苯甲酸的收率也比较高。

严红燕等以甲烷磺酸铜为催化剂，苯甲醛氧化合成为苯甲酸的收率为70 %，但反应时间较长。

王晓丽等研究了四丁基溴化铵催化氧化苯甲醛合成苯甲酸的活性。

甲苯的高锰酸钾氧化，也是合成苯甲酸的重要方法之一。

由于高锰酸钾是水溶性的，通常很难与油溶性的甲苯发生反应，所以该反应过程时间很长，同时生成的二氧化锰多，产率低。

文章编号 : 100722853 ( 2009 ) 02 20023203H 2 O 2 氧化对硝基苯甲醛制备对硝基苯甲酸吉惠杰 ,王悦虹 ,于丽颖(吉林化工学院 化学与制药工程学院 ,吉林 吉林 132022 )摘要 : 以对硝基苯甲醛为原料 ,过氧化氢作氧化剂 ,在甲醇作溶剂的碱性条件下 ,一步反应合成对硝基苯甲酸 . 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 30 ℃,反应物质的量比 n (对硝基苯甲醛 ) ∶n ( 30 %过氧化氢 ) = 1∶4,对硝基苯甲酸收率达 89%. 通过测熔点 ,红外光谱表征了目标产物对硝基苯甲酸 .关 键 词 : 对硝基苯甲醛 ;氧化 ;对硝基苯甲酸 ;过氧化氢 中图分类号 : O 625. 5文献标识码 : A对硝基苯甲酸 ( PNBA )是一种重要的有机合成中间体 [ 1 ] , 广 泛用 于合 成医 药 、染 料以 及树 脂 生产等工业中 . 如用于医药工业生产盐酸普鲁卡 因 、对氨基苯甲酸 、叶酸 、苯佐卡因 、头抱菌素 V 、 贝尼尔 ;用于染料工业生产活性艳红 M 28B 、活性 红紫 X 22R;以及精细化工产品如滤光剂 、彩色胶片成色剂 、金属表面防锈剂 、防晒剂等 [ 2 ]. 现在工 业上采用的生产对硝基苯甲酸的工艺路线 ,一般 所要求的反应条件较高 ,所使用的催化剂 、溶剂或 氧化剂价格较昂贵 ,有的还会对环境造成很大污 染 ,不但不符合现代环保要求 , 而且生产成本较 高 [ 3～6 ] . 为克服以上缺点 ,本实验探索一种以对硝 基苯甲醛为原料 ,过氧化氢为氧化剂 ,在温和的实 验条件下合成对硝基苯甲酸的方法 .过氧化氢 ,甲醇 ,氢氧化钾 ,以上试剂均为分析纯 试剂 .1. 2 对硝基苯甲酸的合成在装有在装有搅拌器 、50 mL 恒压滴液漏斗 、 球形冷凝管的三口烧瓶中 ,依次加入对硝基苯甲 醛 1. 8 g ( 12 mmo l ) ,甲醇 20 mL ,一定浓度氢氧化 钾溶 液 , 搅 拌 加 热 恒 温 时 滴 加 30 %过 氧 化 氢 溶 液 ,反应 2 h,然后将冷却后的溶液倒入小烧杯中 , 用 15 %盐酸溶液酸化到 pH = 1 ,冷却静置 , 减压 抽滤 ,水洗 ,干燥滤饼 ,称量 ,用数字熔点仪测定熔 点和用红外光谱表征其结构 .2 结果与讨论2. 1 不同碱浓度对反应产率的影响在对硝基苯甲醛与 30 %过氧化氢摩尔比为1 ∶4 ,反应温度为 30 ℃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 .1 实验部分1. 1 试剂与仪器上海物理光学仪器厂 W R S 21数字熔点仪 ; PE 公司 M 21730傅立叶红外光谱仪 . 对硝基苯甲醛 ,表 1 不同碱浓度对反应产率的影响 n (对硝基苯甲醛 ) ∶n ( H 2 O 2 )实验序号反应温度/ ℃碱的浓度/ % 产率/ % 熔点 / ℃1 2 1∶4 1∶4 30 30 10 20 0微量- 238～24131 ∶4 30 30 61. 4238 ～241收稿日期 : 2008 - 12 - 10作者简介 :吉惠杰 ( 1973 - ) ,女 ,吉林省吉林市人 ,吉林化工学院助理实验师 ,主要从事有机合成方面及实验教学研究工作 .24 吉 林 化 工 学 院 学 报 2009 年续表 1n (对硝基苯甲醛 ) :n ( H 2 O 2 )实验 序号反应温度/ ℃碱的浓度/ % 产率/ % 熔点/ ℃ 4 5 1∶41∶430 30 40 50 82. 0 41. 0238～241 238～24161 ∶4 30 60 34. 1238 ～2412. 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.由表 1 可见 , 氢氧化钾碱的浓度为 40 %时 , 产品的产率较高 ; 提高碱的浓度 ,产率偏低 ,这可能是当碱的浓度较大时 ,对硝基苯甲醛发生了歧 化反应所致 .表 2 不同反应温度对反应产率的影响n (对硝基苯甲醛 ) ∶ n ( H 2 O 2 ) 实验 序号反应温度/ ℃碱的浓度/ % 产率/ % 颜色 熔点 / ℃1 2 3 4 51∶4 1∶4 1∶4 1∶4 1∶42030 40 50 6040 40 40 40 4041. 0 89. 0 89. 0 102. 4 82. 0白色 白色 白色 白色 淡黄238～241 238～241 238～241 238～241 238～241由表 2可知 ,反应温度为 40 ℃时 ,产率较高. 但温度太高 ,反应有副产物或盐类的产生 , 在 50 ℃时导致产率超过 100 % , 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 30 % ,反应温度为 30 ℃ 时 ,改变对硝基苯甲醛与 30 %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 (对硝基苯甲醛 ) ∶ n ( H 2 O 2 )实验 序号反应温度/ ℃ 碱的浓度/ % 产率/ % 颜色 熔点 / ℃1 2 3 41∶2 1∶3 1∶4 1∶5 30 30 30 30 40 40 40 40 54. 6 75. 1 89. 0 90. 1白色 白色 白色 白色 238～241 238～241 238～241 238～241238 ～2415 1 ∶6 30 40 90. 8 白色峰 ; 2 555 ～2 961 cm - 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 ; 1 544 cm - 1 由表 3可知 ,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 .- 1和 1 352 cm 分别是硝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 物为对硝基苯甲酸 .3 产品分析4 结 论对硝基苯甲酸 熔点 文 献值 : 239 ～241 ℃. 用 W R S 21 数 字 熔 点 仪 测 其 熔 点 实 验 值 为 238 ～241 ℃,与文献报道基本吻合 . 产物对硝基苯甲酸的红外光谱图与标准红外光谱图基本一致 . 其中1 608 cm - 1是 芳环 骨 架伸 缩振 动 的特 征吸 收 峰 ;1 687 cm - 1是 芳 酸 中 C O 键 伸 缩 振 动 的 吸 收以对硝基苯甲醛为原料 ,在碱性条件下 ,用过 氧化氢氧化合成对硝基苯甲酸 . 实验结果表明 ,物 料摩尔比 n (对硝基苯甲醛 ) ∶n (过氧化氢 ) = 1 ∶4 ,反应温度 30 ℃,碱浓度 40 % ,对硝基苯甲酸产第 2 期吉惠杰 ,等 : H 2 O 2 氧化对硝基苯甲醛制备对硝基苯甲酸25Kazuh iko S, M amo ru H , J unko T, e t a l . H yd r o g en p e r 2 oxide oxida tion of a ldehyde s to ca rb oxylic ac id: an o rg 2 n ic s o lven t 2, ha lide 2 an d m e lta l 2free p r ocedu re [ J ]. Te t 2 rahed r on L e t t . , 2000 , 41: 1439 - 1442.A v e l ino C o r m a , S ava Ib o r ra, M ichae l R e nz, e t a l. O n e 2 po t syn t he s is of p h eno l s fr om a r om a t ic a l dehyde s by 率达到 89 % ,超过了文献报道的结果 . 所得产品 色泽较好 . 该论文所探索的合成路线用 30 %过氧 化氢作为氧化剂 ,副产物只有水 ,无污染易于后处理 ,这就避免了传统合成路线对环境造成污染或 是对设备造成腐蚀等缺点 ,是一条符合现代环保 要求的优良工艺路线 .[ 3 ][ 4 ] B a eye r 2V illig e r oxida t ion w i th H O u s ing wa t e r 2to l e r 2 2 2 an t L e w i s ac i d s in mo l ecu l a r sieve s . Jo u r a l of Ca t a l y 2 sis . 2004 , 221: 67 - 76.邵景景 ,李晓梅 . 相转移催化法氧化法合成苯甲酸[ J ]. 化工时刊 , 2003 , 17 ( 5 ) : 44 - 45.郜广玲 . 绿色催化化学与精细化工 [ J ]. 精细石油化工 , 2001 , ( 4 ) : 54 - 57.参考文献 :[ 5 ] [ 1 ] 于振云 . 对硝基苯甲酸及其衍生物的合成与应用进展 [ J ]. 化工中体 , 2002 ( 20) : 13 - 15.[ 2 ] 夏明芳 ,胡汉松 . 硝酸催化氧化法合成对硝基苯甲酸的研究 [ J ]. 化学工业与工程技术 , 1996 , 17 ( 3 ) : 9- 34.[ 6 ] O x ida t i on of p 2n itroben za ldehyde to p 2n itroben zo ica c id w ith hydrogen perox ideJ I H u i 2ji e , W AN G Yue 2hong, Y U L i 2ying( C o l leg e of Chem ica l and Pha r m a ceu t ica l Enginee r ing, J ilin I n s titu t e of Chem ica l Techn o l og y, J ilin C i ty 132022 , Ch i na )A b s tra c t : P 2n i tr obenz o i c ac i d wa s syn t he s i z ed vi a oxida t i o n of p 2n i tr obenz a l dehyde, u s i ng hyd r ogen p e r oxide a s oxi dan t and m e t hano l a s so l ven t ove r po t a s si um hyd r oxide . The effec t s of po t a s si um hyd r oxi de concen t ra t i o n, the reac t i o n temp e ra t u r e and the mo l a r ra t e t o the p r oduc t s conve r si o n we r e i nve s ti ga t ed. The re s u l ts show tha t the yi e l d of p 2n itr obenz o i c ac i d wa s up t o 89 % unde r the op ti m u m cond iti o n s : the concen t ra t i o n of po t a s si um hyd r oxi de is 30 % , the reac t i o n temp e ra t u r e is 30 ℃ and the reac t i o n mo l a r ra t e is n ( benz a l dehyde) ∶n ( 30 % hyd r ogen p e r oxide ) = 1 ∶4. I n the end, the p r oduc t p 2n i tr obenz o i c ac i d is de t e r m i ned by m e lti ng po i n t and sp e c t ra .Key word s : p 2n i tr obenz a l dehyde; oxi da t i o n; p 2n i tr obenz o i c ac i d; hyd r ogen p e r oxideI R。