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本文针对现有对氯苯甲酸和2-氯-4-硝基苯甲酸合成方法中存在的问题,研究了在温和条件下,以金属卟啉模拟酶为仿生催化剂,分子氧为氧源,在强碱.醇的溶液中,仿生催化氧化对氯甲苯和2-氯-4-硝基甲苯制备对氯苯甲酸和2-氯-4-硝基苯甲酸的新方法。该方法相对于传统方法而言,采用金属卟啉仿生催化剂替代常规催化剂,以清洁廉价的氧气替代污染严重的化学氧化剂,以碱性介质替代设备腐蚀严重的酸性介质,实现了在温和的条件下将对氯甲苯和2.氯-4-硝基甲苯氧化成对氯苯甲酸和2-氯-4-硝基苯甲酸。研究表明,对氯甲苯、2-氯-4-硝基甲苯的最高转化率分别可达到36.1%和100.0%,对氯苯甲酸、2-氯-4-硝基苯甲酸的最高选择性分别可达到83.3%N 60.4%,最高收率分别可达到30.1%和60.4%。
系统地研究了催化剂用量、反应温度、反应压力、反应时间和碱浓度等因素对氧气液相氧化对氯甲苯制取对氯苯甲酸和2-氯-4-硝基甲苯制取2-氯-4-硝基苯甲酸的影响。研究结果表明,在温度为80℃、氧气压力为2.0 MPa、NaOH浓度为2.0 mol/L、反应10 h时,对氯苯甲酸的收率为30.1%;在氧气压力为2.0MPa、反应温度为70℃、NaOH浓度为2.4 mol/L、反应7 h时,原料2-氯-4-硝基甲苯全部转化,且产物2-氯-4-硝基苯甲酸的收率达到60.4%。所得产物经熔点测定、红外光谱、液相色谱等定性定量分析,证实为目标产物。且其纯度均为97.0%以匕。