CN108299258B - 一种对甲砜基苯甲酸的合成方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种对甲砜基苯甲酸的合成方法，包括如下操作步骤：将提前配制好的Co2+电解液用电化学方法氧化为Co3+电解液，然后将原料对甲砜基甲苯加入电解液中混合，在一定温度条件下，利用Co3+的强氧化性将对甲砜基甲苯氧化为对甲砜基苯甲酸。固体分离，母液Co3+还原为Co2+电解液，此电解液精制后循环使用。本发明中的钴电解液可一直重复利用，反应过程中无需溶剂，大大减少了三废的排放，该化学反应的产品选择性达到99％以上，非常符合当下化工生产过程中绿色环保的要求。

Description

一种对甲砜基苯甲酸的合成方法
技术领域
本发明涉及一种对甲砜基苯甲酸的合成方法，特别涉及一种以对甲砜基甲苯和七水硫酸钴为原料制备对甲砜基苯甲酸的合成方法。
背景技术
对甲砜基甲酸(p-Methylsulphonylbenzoic acid)，CAS No.4052-30-6，分子式为C8H8O4S，通常为白色粉末，熔点268-271℃，沸点363℃，微溶于水，溶于甲醇等有机溶剂。对甲砜基苯甲酸是合成医药和农药产品的原料，主要用于合成除草剂、抗菌剂及漂白活性剂的中间体。
现有制备对甲砜基苯甲酸的方法主要有以对甲砜基甲苯为原料，采用了氧气、硝酸氧化的方法得到对甲砜基苯甲酸。目前工业生产的主要技术是硝酸氧化法，这种工艺主要存在以下问题：
(1)反应过程不易控制，过程的转化率、选择性和收率低。
(2)反应产物复杂，不易分离，产品品质差。
(3)反应过程的安全性差，三废多，污染严重。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明提供了一种制备对甲砜基苯甲酸的方法，该合成方法简单、快速、能耗低且无三废。
为了实现上述目的，本发明一种对甲砜基苯甲酸的合成方法，所述的方法包括以下步骤：
(1)电化学氧化：在H型电解槽阳极中加入预先配制好的Co2+电解液，在阴极中加入与阳极等浓度的硫酸水溶液，在恒温水浴中进行电氧化反应；
(2)化学氧化：将上一步得到的电解液和原料对甲砜基甲苯分别加入到反应器中进行混合，在一定温度下进行反应，对甲砜基甲苯：Co3+的物质的量之比为1:7～1:10；
(3)固液分离：将上一步得到的物料进行固液分离，固相为对甲砜基苯甲酸粗产品，液相电解液进行萃取精制后循环使用，再进行电化学氧化；
(4)固体水洗：将上一步得到的固体进行水洗除杂，固体进入下一步，水相经过处理后循环使用。
(5)溶剂提纯：将得到的对甲砜基苯甲酸粗产品用有机溶剂进行提纯，干燥，得白色固体粉末，称重，取样检测，计算收率≥98％，选择性≥99％。
进一步，所述步骤(1)中电化学氧化的操作条件为：硫酸浓度1～8mol/L，Co2+浓度0.1～0.7mol/L,反应的操作温度10～50℃，操作的电流密度是200～3000A/m2，电解时间为1～15h。
进一步，所述步骤(2)中反应的操作温度为10～60℃，反应时间为1～5h。
进一步，所述步骤(3)中用于电解液萃取精制的有机溶剂为1,2-二氯乙烷、四氯化碳、正己烷中的一种。
进一步，所述步骤(5)中用于提纯产品的有机溶剂为1,2-二氯乙烷、四氯化碳、正己烷中的一种。
本发明的突出优点是：本发明中钴盐能够循环使用，减少了氧化剂的使用，减少三废排放，且产品的选择性和收率都有大幅度提高，符合当下化工生产过程绿色环保要求。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细的说明。
实施例一
(1)电化学氧化：在H型电解槽阳极中加入预先配制好的Co2+电解液，硫酸浓度2mol/L，Co2+浓度0.2mol/L，在阴极中加入的硫酸水溶液浓度2mol/L，在10℃恒温水浴中进行电氧化反应，操作的电流密度是500A/m2，电解时间为3h。
(2)化学氧化：将上一步得到的电解液和原料对甲砜基甲苯分别加入到反应器中进行混合，在20℃温度下进行反应3h，对甲砜基甲苯：Co3+的物质的量之比为1:3；
(3)固液分离：将上一步得到的物料进行固液分离，固相为对甲砜基苯甲酸粗产品，液相电解液用1,2-二氯乙烷进行萃取精制后循环使用，再进行电化学氧化。
(4)固体水洗：将上一步得到的固体进行水洗除杂，固体进入下一步，水相经过处理后循环使用。
(5)溶剂提纯：将得到的对甲砜基苯甲酸粗产品用1,2-二氯乙烷进行提纯，干燥，得白色固体粉末，称重，取样检测，计算收率98.2％，选择性99.1％。
实施例二
(1)电化学氧化：在H型电解槽阳极中加入预先配制好的Co2+电解液，硫酸浓度5mol/L，Co2+浓度0.5mol/L，在阴极中加入的硫酸水溶液浓度5mol/L，在30℃恒温水浴中进行电氧化反应，操作的电流密度是1000A/m2，电解时间为8h。
(2)化学氧化：将上一步得到的电解液和原料对甲砜基甲苯分别加入到反应器中进行混合，在40℃温度下进行反应4h，对甲砜基甲苯：Co3+的物质的量之比为1:5；
(3)固液分离：将上一步得到的物料进行固液分离，固相为对甲砜基苯甲酸粗产品，液相电解液用四氯化碳进行萃取精制后循环使用，再进行电化学氧化。
(4)固体水洗：将上一步得到的固体进行水洗除杂，固体进入下一步，水相经过处理后循环使用。
(5)溶剂提纯：将得到的对甲砜基苯甲酸粗产品用四氯化碳进行提纯，干燥，得白色固体粉末，称重，取样检测，计算收率98.5％，选择性99.4％。
实施例三
(1)电化学氧化：在H型电解槽阳极中加入预先配制好的Co2+电解液，硫酸浓度7mol/L，Co2+浓度0.6mol/L，在阴极中加入的硫酸水溶液浓度7mol/L，在40℃恒温水浴中进行电氧化反应，操作的电流密度是2000A/m2，电解时间为11h。
(2)化学氧化：将上一步得到的电解液和原料对甲砜基甲苯分别加入到反应器中进行混合，在50℃温度下进行反应5h，对甲砜基甲苯：Co3+的物质的量之比为1:9；
(3)固液分离：将上一步得到的物料进行固液分离，固相为对甲砜基苯甲酸粗产品，液相电解液用正己烷进行萃取精制后循环使用，再进行电化学氧化。
(4)固体水洗：将上一步得到的固体进行水洗除杂，固体进入下一步，水相经过处理后循环使用。
(5)溶剂提纯：将得到的对甲砜基苯甲酸粗产品用正己烷进行提纯，干燥，得白色固体粉末，称重，取样检测，计算收率99％，选择性99.7％。

Claims (3)

1.一种对甲砜基苯甲酸的合成方法，其特征在于，所述的方法包括如下操作步骤：(1)电化学氧化：在H型电解槽阳极中加入预先配制好的Co2+电解液，在阴极中加入与阳极等浓度的硫酸水溶液，在恒温水浴中进行电氧化反应；电化学氧化的操作条件为：硫酸浓度1～8mol/L，Co2+浓度0.1～0.7mol/L,反应的操作温度10～50℃，操作的电流密度是200～3000A/m2，电解时间为1～15h；(2)化学氧化：将上一步得到的电解液和原料对甲砜基甲苯分别加入到反应器中进行混合，在一定温度下进行反应，对甲砜基甲苯：Co3+的物质的量之比为1:1～1:10；反应的操作温度为10～60℃，反应时间为1～5h；(3)固液分离：将上一步得到的物料进行固液分离，固相为对甲砜基苯甲酸粗产品，液相电解液进行萃取精制后循环使用，再进行电化学氧化；(4)固体水洗：将上一步得到的固体进行水洗除杂，固体进入下一步，水相经过处理后循环使用；(5)溶剂提纯：将得到的对甲砜基苯甲酸粗产品用有机溶剂进行提纯，干燥，得白色固体粉末，称重，取样检测，计算收率≥98％，选择性≥99％。
2.根据权利要求1所述的一种对甲砜基苯甲酸的合成方法，其特征在于，所述步骤(3)中用于电解液萃取精制的有机溶剂为1,2-二氯乙烷、四氯化碳、正己烷中的一种或两种组合。
3.根据权利要求1所述的一种对甲砜基苯甲酸的合成方法，其特征在于，所述步骤(5)中用于提纯产品的有机溶剂为1,2-二氯乙烷、四氯化碳、正己烷中的一种或两种组合。
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