2-硝基-4-甲砜基苯甲酸的合成方法

简述

 2-硝基-4-甲砜基苯甲酸是一种化学物质，别名邻硝基对甲砜基苯甲酸，分子式是C₈H₇NO₆S，分子量245.21，淡橙黄色粉末。2-硝基-4-甲砜基苯甲酸是一种重要的化学原料，广泛应用于农药、医药、染料，尤其在农药领域，是合成除草剂硝磺草酮的重要中间体[1]。在除草剂硝磺草酮的绿色合成探析中，原料选用2-硝基-4-甲砜基苯甲酸，通过氯化，缩合，重排反应完成硝磺草酮的制备。最终合成的产物收率可以达到87.0%及以上[2]。

反应危险性研究

为研究以对甲砜基甲苯（MST）为原料，合成2-硝基-4-甲砜基苯甲酸（NMSBA）的硝化及氧化反应危险性。采用反应量热仪（RClmx）、差示扫描量热仪（DSC）和绝热加速量热仪（ARC）对硝化反应、原料和硝化液的热分解过程进行测试，并利用模拟软件理论计算氧化反应焓值。结果表明：DSC测得原料MST的分解热为495.04J/g，分解放热量等级为2级；ARC测得硝化反应液绝热条件下最大反应速率到达时间(TMRad)>24h，绝热条件下最大反应速率到达24h对应的温度(Td24)为116.92℃；RC1mx测得硝化过程绝热温升ΔTad为165.1℃，硝化反应的最大累积度为10.99%，发生冷却失效时，体系所能达到的最高温度（MTSR）为38.14℃；根据软件模拟，氧化反应MTSR为175.30℃[3]。

合成方法

化学氧化法

将活性二氧化锰、 2-硝基-4-甲砜基甲苯和体积浓度为70%的硫酸溶液混合搅拌，其中活性二氧化锰为氧化剂与硫酸构建二氧化锰/硫酸体系。上述物质在160℃下反应16 h， 2-硝基-4-甲砜基苯甲酸产率高达93%。该方法操作简便、低排放、低成本、利用率高，可以解决现有制备2-硝基-4-甲砜基苯甲酸的方法中污染大、催化剂毒性强以及设备易堵塞的问题[4]。另外，过氧化碳酰胺也可作为氧化剂。通过优化反应条件，产品收率可达88.3%，纯度为98%。在相应的合成工艺中，增加产物收率的同时可以实现出产石膏晶须[5]。

电化学法

电化学合成2-硝基-4-甲砜基苯甲酸的方法，包括如下步骤：（1）配制硫酸水溶液，将2-硝基-4-甲砜基甲苯，催化剂和相转移剂加入硫酸水溶液中混合得到电解液；（2）将电解液加入H型电解槽的阳极室，另取硫酸水溶液加入阴极室，进行恒电压电解反应；（3）将反应后的阳极室内的液体，萃取，减压蒸馏和重结晶，得到2-硝基-4-甲砜基苯甲酸。该法相比较寻常的氧化合成，通过控制电极电位使反应按预定的目标进行，避免了强氧化剂的使用和高温高压等苛刻条件，大大减少了资源浪费和环境污染。另外，该方法简单，周期短，绿色无污染，反应条件较温和，催化活性高，适合工业化生产[6]。

参考文献

[1]刘虎.2-硝基-4-甲砜基苯甲酸合成技术研究[D].合肥工业大学,2013.DOI:10.7666/d.Y2336542.

[2]王世银,史娟.新型除草剂硝磺草酮的绿色合成探析[J].化工管理, 2019(16):1.DOI:CNKI:SUN:FGGL.0.2019-16-039.

[3]彭艳丽,范李科,李美美,等.硝磺草酮中间体2-硝基-4-甲砜基苯甲酸的反应危险性研究[J].精细与专用化学品,2024,32(04):14-17+23.DOI:10.19482/j.cn11-3237.2024.04.04.

[4]冯健,谢媛媛.利用二氧化锰制备2-硝基-4-甲砜基苯甲酸的绿色合成方法[J].嘉兴学院学报,2023,35(06):126-130.

[5]张明明,陈春光,陈学玺.2-硝基-4-甲砜基苯甲酸合成方法改进和废酸处理[J].农产品加工,2015,(09):10-12.

[6]付雁,陈逸翀,张金利,等.一种电化学合成2-硝基-4-甲砜基苯甲酸的方法:CN202111385620.8[P].CN116145158A.