对叔丁基苯甲酸的合成
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中 图分 类 号 ：ＴＱ０ ２ 文 献 标 识 码 ：Ａ 文 章 编 号 ：１０ ０ ８—５８ （０ ６ ０ ６ ８２ ０ ）２—０ ９ ０ ９—０ ３
０ 前 言
对叔丁基苯 甲酸为无色针状结 晶或结 晶粉末 ，是重要的有机合成 中间体 ，它主要用于 生产醇酸树脂 的改进剂 、切 削油和润滑油添加剂 、 聚丙烯成核剂 、聚酯 聚合作用 的调节剂 、此外 ，它的钡盐、钠 盐、锌盐 等可用作 聚氯 乙烯 的稳 定剂等 等．国外早在 ２ ０世纪 ３ ０年代就开始 了对 叔 丁 基苯 甲酸 的 实验 研 究 ，而 目前 国 内用 户 、尤 其 是 石 化 行 业所 需 的 对 叔 丁 基 苯 甲 酸 大 部 分 仍 依 赖 进 口 ， 因此 ，开 发 研 究 对 叔 丁 基 苯 甲酸 具 有 现 实 意义 ．
２２ ． 实验 装 置
对叔丁基苯 甲酸实验合成装置为 ３ ０ｍｌ ０ 钛制高 温高压反应釜 （ 自制加工 ） ，反应釜 内 部设有可控 制搅拌 （ 搅拌速率计数 系统 ） ，在顶部设有进气 口和取样 口，下部设有 出料 口， 具 体 实 验装 置 如 图 １所 示 ．
２ ３ 合 成 方 法 ．
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第８ 第２ 卷 期 ２００６年 ６月
辽 宁 师 专 学报 Ｊ ｕ ｎ ｌ ｆ ｉ ｏｎｉ ｇ Ｔｅａｃ ｒ ｌｅ ｅ ｏ ｒ ａ ａ ｎ ｏＬ ｈｅ ｓ Ｃｏ ｌｇ
Ｖ０ ． Ｎｏ． １８ ２
１ ２ 反 应 机 理 ．
本 实 验 以 醋酸 为 溶 剂 ，醋 酸 钴 和 醋 酸 锰 为 催 化 剂 ．对 叔 丁 基 苯 甲 酸 的 自催 化 氧 化 反 应 为 自由基 链 式 反 应 ， 反 应方 程 式 如 下 ：
ＣＨ３ Ｃ ＣＨ３ － —
Ｃ ３ Ｃ Ｃ Ｈ 一 — Ｈ３
—
采用 液 相 醋酸 溶 剂 氧 化 法 进 行 对 叔 丁基 苯 甲酸 的 合 成 研 究 ，先 向 反 应 装 置 中 加 入 对 叔 丁 基 甲苯 ４ ，醋 酸 钴 、醋 酸 锰 合 计 为 ２ｇ ０ｍｌ ，在 ８ ０℃ 、０ ３ＭＰ 的 条 件 下 ，通 过 氧 气 流 ． ａ 量 控 制 反应 速 度 ，通 过 中 间取 样 分 析 确 定 反 应 时 间 ，反 应 结 束 后 溶 液 结 晶 ，分 离 出对 叔 丁 基苯甲酸．
２４ ． 分 析 方 法
本实验 主要分析 仪器有 ：ＩＳ ８型红 外光谱 仪 （ Ｆ８ 惠普公 司 ） ；ＨＰ ０ ０型液 相色 谱仪 １９ （ 普 公 司 ） ４型 数 字 测 定 仪 （ 京 泰 克 仪 器 有 限 公 司 ） 通 过 产 物 进 行 红 外 光 谱 分 析 ， 惠 ；Ｘ 北 ． 显示 出 对叔 丁基 苯 甲酸 的特 征 蜂 （ 图 ２ ，经 ＨＰ Ｃ分 析 ，其 含 量 为 ９ ％ ，熔 点 １４～ 见 ） Ｌ ５ ６
１ 工 艺 路 线 及 反应 机 理
１ １ 工 艺 路 线 ．
国内外合成对叔 丁基苯 甲酸的工艺路线主要有 ：高温气相氧化法… ，液相非溶 剂氧化法和 液相 溶剂氧化 法＿ ３．高 温气相 氧化法反应 ２】 温 度 较 高 （２ ４ ０℃ ） ，催 化 剂 制 备 较 为 复 杂 ，其 优点 是 对叔 丁 基苯 甲酸 的转 化 率 较 高 ，达 ９ ％ ，缺 点 是 产 品 的 收 率 较 低 ， 仅 为 ６ ． ％左 右 ， ７ ２４ 副产 物 多 、 能耗 大 ． 目前 ， 国 内外 采 用 此 法 生 产 对 叔 丁 基 苯 甲酸 的 较 少 ． 液 相 非 溶 剂 氧 化 法 是 以 过 量 的 对 叔 丁 基 苯 甲酸 作 为 溶 剂 ，其 缺点 同样 是 反应 温度 较 高 （７ １ ０℃ 左 右 ） ，能 量 消 耗 大 ， 因 而 国 内外 采 用 此 方 法 生 产 亦 较 少 ．液 相 溶 剂 氧 化 法 的 优 点 是 由 于 溶 剂 （ 醋 酸 和 甲苯 如 等 ） 的 加入 ，增 加 了催 化 剂 的 溶 解 度 ，使 得 原 料 与 催 化 剂 充 分 接 触 ， 同 时 ，该 溶 剂 又 可 溶 解 对 叔 丁 基 苯 甲 酸 ， 防 止 反 应 后 期 产 物 的 析 出 ， 正 是 由 于溶 剂 的存 在 可 使 氧 化 反 应 在 较 低 的温 度 下 进 行 ，因 此 ，反应 温 度可 控 制 在 ５ ～９ ０ ０℃ ，其 特 点 是 原 料 损 失 小 、能 耗 低 、转 化 率 和 收 率 较 高 ，本 实 验正 是 采 用 此 法 制 备 对 叔 丁基 苯 甲酸 ．
。
ＣＨ３
ｃ＿３— ｃＨ３ Ｈ３ — Ｈ ＋－ Ｃ ３ ｃ ｃ－ Ｈ ＋ Ｈ ＣＨ３ ｃ Ｈ３ Ｃ Ｃ
州 一
Ｃ Ｈ３
ＣＨ３ Ｃ ＣＨ３ － ＣＨ３ Ｈ３ —
—
Ｃ Ｈ２
２ 实 验 部 分 ２ １ 原料 ． 主 要有 ：对 叔 丁 基 甲苯 （ 业 级 ，纯 度 ≥ ９ ％ ） 工 ８ ；醋 酸 （ 业 级 ，纯 度 ≥ ９ ％） 工 ５ ；醋 酸 钴 （ 学纯 ） 醋酸 锰 （ 学 纯 ） 化 ； 化 ；溴 化 钠 （ 学 纯 ） 化 ．
Ｊ ｎ． ｕ ２ ００６
【 实验研究】
对叔丁基苯 甲酸 的合成
徐 莹
（ 岭 师 专 ，辽 宁 铁 岭 １ ２ ０ ） 铁 １ ０ ０
摘 要 ： 以对 叔 丁 基 甲苯 为 原 料 ，冰 醋 酸 为 溶剂 ，醋 酸 钴 和 醋 酸 锰 为 催 化 剂 ，通 入 氧 气 氧 化 ，探 讨 合 成 对 叔 丁 基 苯 甲 酸 的 影 响因素 ，从而确定 了该氧化过程的最佳工艺条件 ：反 应温度 ９ ０℃ ，醋酸用 量为 原料用 量的 ３ ５倍 ，催 化剂用 量 为原料 用量 的 ． １ ％ ，对 叔 丁 基 苯 甲酸 的 转 化 率 可 达 ９ ％ ， 收 率 为 ８ ％ 以上 ． ５ ５ ５ 关 键 词 ：对 叔 丁 基 甲苯 ；对 叔 丁 基 苯 甲酸 ； 氧化
０ 前 言
对叔丁基苯 甲酸为无色针状结 晶或结 晶粉末 ，是重要的有机合成 中间体 ，它主要用于 生产醇酸树脂 的改进剂 、切 削油和润滑油添加剂 、 聚丙烯成核剂 、聚酯 聚合作用 的调节剂 、此外 ，它的钡盐、钠 盐、锌盐 等可用作 聚氯 乙烯 的稳 定剂等 等．国外早在 ２ ０世纪 ３ ０年代就开始 了对 叔 丁 基苯 甲酸 的 实验 研 究 ，而 目前 国 内用 户 、尤 其 是 石 化 行 业所 需 的 对 叔 丁 基 苯 甲 酸 大 部 分 仍 依 赖 进 口 ， 因此 ，开 发 研 究 对 叔 丁 基 苯 甲酸 具 有 现 实 意义 ．
２２ ． 实验 装 置
对叔丁基苯 甲酸实验合成装置为 ３ ０ｍｌ ０ 钛制高 温高压反应釜 （ 自制加工 ） ，反应釜 内 部设有可控 制搅拌 （ 搅拌速率计数 系统 ） ，在顶部设有进气 口和取样 口，下部设有 出料 口， 具 体 实 验装 置 如 图 １所 示 ．
２ ３ 合 成 方 法 ．
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第８ 第２ 卷 期 ２００６年 ６月
辽 宁 师 专 学报 Ｊ ｕ ｎ ｌ ｆ ｉ ｏｎｉ ｇ Ｔｅａｃ ｒ ｌｅ ｅ ｏ ｒ ａ ａ ｎ ｏＬ ｈｅ ｓ Ｃｏ ｌｇ
Ｖ０ ． Ｎｏ． １８ ２
１ ２ 反 应 机 理 ．
本 实 验 以 醋酸 为 溶 剂 ，醋 酸 钴 和 醋 酸 锰 为 催 化 剂 ．对 叔 丁 基 苯 甲 酸 的 自催 化 氧 化 反 应 为 自由基 链 式 反 应 ， 反 应方 程 式 如 下 ：
ＣＨ３ Ｃ ＣＨ３ － —
Ｃ ３ Ｃ Ｃ Ｈ 一 — Ｈ３
—
采用 液 相 醋酸 溶 剂 氧 化 法 进 行 对 叔 丁基 苯 甲酸 的 合 成 研 究 ，先 向 反 应 装 置 中 加 入 对 叔 丁 基 甲苯 ４ ，醋 酸 钴 、醋 酸 锰 合 计 为 ２ｇ ０ｍｌ ，在 ８ ０℃ 、０ ３ＭＰ 的 条 件 下 ，通 过 氧 气 流 ． ａ 量 控 制 反应 速 度 ，通 过 中 间取 样 分 析 确 定 反 应 时 间 ，反 应 结 束 后 溶 液 结 晶 ，分 离 出对 叔 丁 基苯甲酸．
２４ ． 分 析 方 法
本实验 主要分析 仪器有 ：ＩＳ ８型红 外光谱 仪 （ Ｆ８ 惠普公 司 ） ；ＨＰ ０ ０型液 相色 谱仪 １９ （ 普 公 司 ） ４型 数 字 测 定 仪 （ 京 泰 克 仪 器 有 限 公 司 ） 通 过 产 物 进 行 红 外 光 谱 分 析 ， 惠 ；Ｘ 北 ． 显示 出 对叔 丁基 苯 甲酸 的特 征 蜂 （ 图 ２ ，经 ＨＰ Ｃ分 析 ，其 含 量 为 ９ ％ ，熔 点 １４～ 见 ） Ｌ ５ ６
１ 工 艺 路 线 及 反应 机 理
１ １ 工 艺 路 线 ．
国内外合成对叔 丁基苯 甲酸的工艺路线主要有 ：高温气相氧化法… ，液相非溶 剂氧化法和 液相 溶剂氧化 法＿ ３．高 温气相 氧化法反应 ２】 温 度 较 高 （２ ４ ０℃ ） ，催 化 剂 制 备 较 为 复 杂 ，其 优点 是 对叔 丁 基苯 甲酸 的转 化 率 较 高 ，达 ９ ％ ，缺 点 是 产 品 的 收 率 较 低 ， 仅 为 ６ ． ％左 右 ， ７ ２４ 副产 物 多 、 能耗 大 ． 目前 ， 国 内外 采 用 此 法 生 产 对 叔 丁 基 苯 甲酸 的 较 少 ． 液 相 非 溶 剂 氧 化 法 是 以 过 量 的 对 叔 丁 基 苯 甲酸 作 为 溶 剂 ，其 缺点 同样 是 反应 温度 较 高 （７ １ ０℃ 左 右 ） ，能 量 消 耗 大 ， 因 而 国 内外 采 用 此 方 法 生 产 亦 较 少 ．液 相 溶 剂 氧 化 法 的 优 点 是 由 于 溶 剂 （ 醋 酸 和 甲苯 如 等 ） 的 加入 ，增 加 了催 化 剂 的 溶 解 度 ，使 得 原 料 与 催 化 剂 充 分 接 触 ， 同 时 ，该 溶 剂 又 可 溶 解 对 叔 丁 基 苯 甲 酸 ， 防 止 反 应 后 期 产 物 的 析 出 ， 正 是 由 于溶 剂 的存 在 可 使 氧 化 反 应 在 较 低 的温 度 下 进 行 ，因 此 ，反应 温 度可 控 制 在 ５ ～９ ０ ０℃ ，其 特 点 是 原 料 损 失 小 、能 耗 低 、转 化 率 和 收 率 较 高 ，本 实 验正 是 采 用 此 法 制 备 对 叔 丁基 苯 甲酸 ．
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ＣＨ３
ｃ＿３— ｃＨ３ Ｈ３ — Ｈ ＋－ Ｃ ３ ｃ ｃ－ Ｈ ＋ Ｈ ＣＨ３ ｃ Ｈ３ Ｃ Ｃ
州 一
Ｃ Ｈ３
ＣＨ３ Ｃ ＣＨ３ － ＣＨ３ Ｈ３ —
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Ｃ Ｈ２
２ 实 验 部 分 ２ １ 原料 ． 主 要有 ：对 叔 丁 基 甲苯 （ 业 级 ，纯 度 ≥ ９ ％ ） 工 ８ ；醋 酸 （ 业 级 ，纯 度 ≥ ９ ％） 工 ５ ；醋 酸 钴 （ 学纯 ） 醋酸 锰 （ 学 纯 ） 化 ； 化 ；溴 化 钠 （ 学 纯 ） 化 ．
Ｊ ｎ． ｕ ２ ００６
【 实验研究】
对叔丁基苯 甲酸 的合成
徐 莹
（ 岭 师 专 ，辽 宁 铁 岭 １ ２ ０ ） 铁 １ ０ ０
摘 要 ： 以对 叔 丁 基 甲苯 为 原 料 ，冰 醋 酸 为 溶剂 ，醋 酸 钴 和 醋 酸 锰 为 催 化 剂 ，通 入 氧 气 氧 化 ，探 讨 合 成 对 叔 丁 基 苯 甲 酸 的 影 响因素 ，从而确定 了该氧化过程的最佳工艺条件 ：反 应温度 ９ ０℃ ，醋酸用 量为 原料用 量的 ３ ５倍 ，催 化剂用 量 为原料 用量 的 ． １ ％ ，对 叔 丁 基 苯 甲酸 的 转 化 率 可 达 ９ ％ ， 收 率 为 ８ ％ 以上 ． ５ ５ ５ 关 键 词 ：对 叔 丁 基 甲苯 ；对 叔 丁 基 苯 甲酸 ； 氧化
