响应面法优化微波辐射合成对硝基苯甲酸乙酯
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ｏｆ ｃａｔａ ｌｙｓｔ（ｔｈｅ ｍａｓｓ ｒａｔｉｏ ｏｆ ａ ｌｕｍｉｎｕｍ ｃｈｌｏｒｉｄ ａｎｄ ｐ－ｎｉｔｒｏｂｅｎｚｏｉｃ ａｃｉｄ）．Ｏｎ ｔｈｅ ｂａｓｉｓ ｏｆ ｓｉｎｇｌｅ ｆａｃｔｏｒ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ，ｔｈｅ
ｍｉｃｒｏｗａｖｅ ｉｒｒａｄｉａｔｉｏｎ ｐｏｗｅｒ ｗａｓ ｆ ｉｘｅｄ ａｔ ４００Ｗ ，ｔｈｅ ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ｐ—ｎｉｔｒｌ０一ｅｔｈｙｌｂｅｎｚｏａｔｅ ｗａｓ ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ ｂｙ ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｓｕｒｆａｃｅ ｍｅｔｈｏｄｏｌｏｇｙ．Ｔｈｅ ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ ｐｒｏｃｅｓｓ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ｗｅｒｅ ａｓ ｆｏｌｌｏｗｓ：ｔｈｅ ｍｏｌｅ ｒａｔｉｏ ｏｆ ｅｔｈａｎｏｌ ａｎｄ Ｄ—ｎｉｔｒｏｂｅｎｚｏｉｃ ａｃｉｄ ｗａｓ ５．２，ｔｈｅ ｍｉｃｒｏｗａｖｅ ｉｒｒａｄｉａｔｉｏｎ ｔｉｍｅ ｗａｓ ９．８ｍｉｎ ａｎｄ ｔｈｅ ｍａｓｓ ｒａｔｉｏ ｏｆ ａｌｕｍｉｎｕｍ ｃｈｌｏｒ ｉｄ ａｎｄ ｐ－ｎｉｔｒｏｂｅｎｚｏｉｃ ａｃｉｄ ｗａｓ １７．４％ ．Ｔｈｅ ｙｉｅｌｄ ｏｆ ｐ－ｎｉｔｒｏ—ｅｔｈｙｌｂｅｎｚｏａｔｅ ｃａｎ ｒｅａｃｈ ９２．０８％ ．Ｐｒｏｄｕｃｔ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｗａｓ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚｅｄ ｂｙ ＩＲ．
９２．０８％。产 品结 构经 红外表 征 。
关键 词 ：响应 面 法 ；三 氯化 铝 ；微 波辐 射 ；对硝基 苯 甲酸 乙酯 ；工 艺优化
ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００８－１２６７．２０１６．０２．００５
中图分类号 ：ＴＱ２４６．１￣６
文献标志码 ：Ａ
文 章编 号 ：１００８—１２６７（２０１６）０２—００１３—０４
Ｒ， ｅｓ￣ｏｃ ｏ ｎｓｅ ｓｕｒｆ ｔａｃｅ ｏｐｔｉｍ ｉｚａｔｉ￣ ｏ ｎ ｏｅｆｌ ｓｙｎｔｍｈｅｓｉｓ ｏｆＩ ｐ—一 ｎｉｔｒｏ—一ｅｔ…ｎ ｙｌＤｅｎｚｏａｔ ｅ
ｕｎｄｅｒ ｍ ｉｃｒｏｗａｖｅ ｉｒｒａｄｉａｔｉｏｎ
ＴＡＮＧ Ｊｉａｎ－ｋｅ，ＣＨＥＮＧ Ｂａｎｇ－ｇｕｉ，Ｍ Ａ Ｃｈｕｎ－ｌｅｉ
（Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ａｎｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｔａｉｙｕａｎ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， Ｔａｉｙｕａｎ Ｓｈａｎｘｉ ０３０００８，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｐ－ｎｉｔｒｏ－ｅｔｈｙｌｂｅｎｚｏａｔｅ ｗａｓ ｐｒｅｐａｒｅｄ ｂｙ ｍｉｃｒｏｗａｖｅ ｉｒｒａｄｉａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ ｗｉｔｈ ｐ－ｎｉｔｒｏｂｅｎｚｏｉｃ ａｃｉｄ ａｎｄ ｅｔｈａｎｏｌ ａｓ ｒａｗ ｍａｔｅｒｉａｌｓ ａｎｄ ａ ｌｕｍｉｎｕｍ ｃｈｌｏｒｉｄ ａｓ ｃａｔａ ｌｙｓｔ．Ｔｈｅ ｙｉｅｌｄ ｏｆ ｐ－ｎｉｔｒｏ－ｅｔｈｙｌｂｅｎｚｏａｔｅ ｗｅｒｅ ｉｎｆ ｌｕｅｎｃｅｄ ｂｙ ｔｈｅ ｍｏｌｅ ｒａｔｉｏ ｏｆ ｅｔｈａｎｅｌ ａｎｄ ｐ－ｎｉｔｒｏｂｅｎｚｏｉｃ ａｃｉｄ。ｍｉｃｒｏｗａｖｅ ｉｒｒａｄｉａｔｉｏｎ ｐｏｗｅｒ，ｍｉｃｒｏｗａｖｅ ｉｒｒａｄｉａｔｉｏｎ ｔｉｍｅ ａｎｄ ｔｈｅ ａｍｏｕｎｔ
第 ３０卷第 ２期 ２０１６年 ３月
天 津 化 工 Ｔｉａｎｊｉｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ
Ｖｏ１．３０Ｎｏ．２ Ｍａｒ．２０１６
响应 面法优 化微 波辐射合成对硝 基苯 甲酸 乙酯
唐建可，程帮贵 ，马春蕾
（太原工业 学院化 学与４ｋＳ＂ｒ系，山西 太原 ０３０００８）
摘 要 ：采 用微 波 辐 射 方 法 ，对硝 基 苯 甲酸与 乙醇作 原料 ，三 氯 化 铝 作催 化 剂合 成 对 硝 基 苯 甲酸 乙
不溶于水ｎ 。对硝基苯 甲酸 乙酯是一种重要 的
，
药 中间体 ，主要用于生产一些镇咳药或局部麻醉
微波辐射合成技术是一种物理催化过程 ，避免 了传 统 加热 方 式 易造 成 物 料加 热 不 均匀 的问 题 ，可 使反应速度加快 ，改进了传统加热方式存在加热时 间过长的缺点陋 １。本研究采用微波辐射方法 ， 以对 硝基苯 甲酸与乙醇为原料 ，三氯化铝为催化剂 合成
如盐酸普鲁卡因、苯佐卡因等 。传统的浓硫酸 化合成方法收率低 ，反应时间长 ，后续处理过程 烦 ，设备易腐蚀 ，有废酸液排放污染环境 。
收稿 日期 ：２０１５—０９—２７ 基金项 目：太原工业学院大学生科技创新项 目（２０１４年 ） 作者简介 ：唐建可 （１９９Ｏ一 ），男 ，助理实验师 ，硕士 ，主要从事化工 、制 药分离和药物中间体合成研 究。
酯。研 究 了醇酸 比 、微 波 辐射 功 率、微 波 辐射 时 间 、催 化 剂 用量 对产 物 收率 的影 响 。在 单 因素 实验
基础 上 ，固定微 波辐射 功 率 ４００Ｗ ，利 用响 应 面 法优 化 对硝 基 苯 甲酸 乙酯合 成 工 艺。得 到 最佳 工 艺 条件 ：醇酸比为５．２：１、微波辐射 时间为９．８ｍｉｎ、催化剂用量为对硝基苯 甲酸质量的 １７．４％，收率达
１４
天 津 化 工
２０１６年 ３月
对 硝基苯 甲酸乙酯 ，其 中三氯化铝为强路易斯酸 ， 催 化该酯化反应具有价格低廉 、催化效率高 、对设 备 和环境危害小 的优点。本文考察醇酸 比、微波辐 射 功率 、微 波辐射时间 、催 化剂用 量对产物收率的
３．１．２ 微 波辐射 功 率对产 物收 率 的影响 固定 醇酸 比６：１，微 波辐射时 间 １５ｍｉｎ，催 化剂
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｓｕｒ ｆａｃｅ ｍｅｔｈｏｄｏｌｏｇ ｙ ；ａｌｕｍｉｎｕｍ ｃｈｌｏｒ ｉｄ；ｍｉｃｒｏｗａｖｅ ｉｒａｄｉａｔｉｏｎ；ｐ－ｎｉｔｒｏ—。ｅｔｈｙｌｂｅｎｚｏａｔｅ；
ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｐｔຫໍສະໝຸດ ｍ ｉｚａｔｉｏｎ １ 引言
对 硝 基苯 甲酸 乙酯 又名 ４一硝 基 苯 甲酸 乙酯 ， 为 淡 黄色 或 无 色结 晶 ，在 乙醇 和 乙 醚 中能 完全
ｍｉｃｒｏｗａｖｅ ｉｒｒａｄｉａｔｉｏｎ ｐｏｗｅｒ ｗａｓ ｆ ｉｘｅｄ ａｔ ４００Ｗ ，ｔｈｅ ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ｐ—ｎｉｔｒｌ０一ｅｔｈｙｌｂｅｎｚｏａｔｅ ｗａｓ ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ ｂｙ ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｓｕｒｆａｃｅ ｍｅｔｈｏｄｏｌｏｇｙ．Ｔｈｅ ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ ｐｒｏｃｅｓｓ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ｗｅｒｅ ａｓ ｆｏｌｌｏｗｓ：ｔｈｅ ｍｏｌｅ ｒａｔｉｏ ｏｆ ｅｔｈａｎｏｌ ａｎｄ Ｄ—ｎｉｔｒｏｂｅｎｚｏｉｃ ａｃｉｄ ｗａｓ ５．２，ｔｈｅ ｍｉｃｒｏｗａｖｅ ｉｒｒａｄｉａｔｉｏｎ ｔｉｍｅ ｗａｓ ９．８ｍｉｎ ａｎｄ ｔｈｅ ｍａｓｓ ｒａｔｉｏ ｏｆ ａｌｕｍｉｎｕｍ ｃｈｌｏｒ ｉｄ ａｎｄ ｐ－ｎｉｔｒｏｂｅｎｚｏｉｃ ａｃｉｄ ｗａｓ １７．４％ ．Ｔｈｅ ｙｉｅｌｄ ｏｆ ｐ－ｎｉｔｒｏ—ｅｔｈｙｌｂｅｎｚｏａｔｅ ｃａｎ ｒｅａｃｈ ９２．０８％ ．Ｐｒｏｄｕｃｔ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｗａｓ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚｅｄ ｂｙ ＩＲ．
９２．０８％。产 品结 构经 红外表 征 。
关键 词 ：响应 面 法 ；三 氯化 铝 ；微 波辐 射 ；对硝基 苯 甲酸 乙酯 ；工 艺优化
ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００８－１２６７．２０１６．０２．００５
中图分类号 ：ＴＱ２４６．１￣６
文献标志码 ：Ａ
文 章编 号 ：１００８—１２６７（２０１６）０２—００１３—０４
Ｒ， ｅｓ￣ｏｃ ｏ ｎｓｅ ｓｕｒｆ ｔａｃｅ ｏｐｔｉｍ ｉｚａｔｉ￣ ｏ ｎ ｏｅｆｌ ｓｙｎｔｍｈｅｓｉｓ ｏｆＩ ｐ—一 ｎｉｔｒｏ—一ｅｔ…ｎ ｙｌＤｅｎｚｏａｔ ｅ
ｕｎｄｅｒ ｍ ｉｃｒｏｗａｖｅ ｉｒｒａｄｉａｔｉｏｎ
ＴＡＮＧ Ｊｉａｎ－ｋｅ，ＣＨＥＮＧ Ｂａｎｇ－ｇｕｉ，Ｍ Ａ Ｃｈｕｎ－ｌｅｉ
（Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ａｎｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｔａｉｙｕａｎ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， Ｔａｉｙｕａｎ Ｓｈａｎｘｉ ０３０００８，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｐ－ｎｉｔｒｏ－ｅｔｈｙｌｂｅｎｚｏａｔｅ ｗａｓ ｐｒｅｐａｒｅｄ ｂｙ ｍｉｃｒｏｗａｖｅ ｉｒｒａｄｉａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ ｗｉｔｈ ｐ－ｎｉｔｒｏｂｅｎｚｏｉｃ ａｃｉｄ ａｎｄ ｅｔｈａｎｏｌ ａｓ ｒａｗ ｍａｔｅｒｉａｌｓ ａｎｄ ａ ｌｕｍｉｎｕｍ ｃｈｌｏｒｉｄ ａｓ ｃａｔａ ｌｙｓｔ．Ｔｈｅ ｙｉｅｌｄ ｏｆ ｐ－ｎｉｔｒｏ－ｅｔｈｙｌｂｅｎｚｏａｔｅ ｗｅｒｅ ｉｎｆ ｌｕｅｎｃｅｄ ｂｙ ｔｈｅ ｍｏｌｅ ｒａｔｉｏ ｏｆ ｅｔｈａｎｅｌ ａｎｄ ｐ－ｎｉｔｒｏｂｅｎｚｏｉｃ ａｃｉｄ。ｍｉｃｒｏｗａｖｅ ｉｒｒａｄｉａｔｉｏｎ ｐｏｗｅｒ，ｍｉｃｒｏｗａｖｅ ｉｒｒａｄｉａｔｉｏｎ ｔｉｍｅ ａｎｄ ｔｈｅ ａｍｏｕｎｔ
第 ３０卷第 ２期 ２０１６年 ３月
天 津 化 工 Ｔｉａｎｊｉｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ
Ｖｏ１．３０Ｎｏ．２ Ｍａｒ．２０１６
响应 面法优 化微 波辐射合成对硝 基苯 甲酸 乙酯
唐建可，程帮贵 ，马春蕾
（太原工业 学院化 学与４ｋＳ＂ｒ系，山西 太原 ０３０００８）
摘 要 ：采 用微 波 辐 射 方 法 ，对硝 基 苯 甲酸与 乙醇作 原料 ，三 氯 化 铝 作催 化 剂合 成 对 硝 基 苯 甲酸 乙
不溶于水ｎ 。对硝基苯 甲酸 乙酯是一种重要 的
，
药 中间体 ，主要用于生产一些镇咳药或局部麻醉
微波辐射合成技术是一种物理催化过程 ，避免 了传 统 加热 方 式 易造 成 物 料加 热 不 均匀 的问 题 ，可 使反应速度加快 ，改进了传统加热方式存在加热时 间过长的缺点陋 １。本研究采用微波辐射方法 ， 以对 硝基苯 甲酸与乙醇为原料 ，三氯化铝为催化剂 合成
如盐酸普鲁卡因、苯佐卡因等 。传统的浓硫酸 化合成方法收率低 ，反应时间长 ，后续处理过程 烦 ，设备易腐蚀 ，有废酸液排放污染环境 。
收稿 日期 ：２０１５—０９—２７ 基金项 目：太原工业学院大学生科技创新项 目（２０１４年 ） 作者简介 ：唐建可 （１９９Ｏ一 ），男 ，助理实验师 ，硕士 ，主要从事化工 、制 药分离和药物中间体合成研 究。
酯。研 究 了醇酸 比 、微 波 辐射 功 率、微 波 辐射 时 间 、催 化 剂 用量 对产 物 收率 的影 响 。在 单 因素 实验
基础 上 ，固定微 波辐射 功 率 ４００Ｗ ，利 用响 应 面 法优 化 对硝 基 苯 甲酸 乙酯合 成 工 艺。得 到 最佳 工 艺 条件 ：醇酸比为５．２：１、微波辐射 时间为９．８ｍｉｎ、催化剂用量为对硝基苯 甲酸质量的 １７．４％，收率达
１４
天 津 化 工
２０１６年 ３月
对 硝基苯 甲酸乙酯 ，其 中三氯化铝为强路易斯酸 ， 催 化该酯化反应具有价格低廉 、催化效率高 、对设 备 和环境危害小 的优点。本文考察醇酸 比、微波辐 射 功率 、微 波辐射时间 、催 化剂用 量对产物收率的
３．１．２ 微 波辐射 功 率对产 物收 率 的影响 固定 醇酸 比６：１，微 波辐射时 间 １５ｍｉｎ，催 化剂
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｓｕｒ ｆａｃｅ ｍｅｔｈｏｄｏｌｏｇ ｙ ；ａｌｕｍｉｎｕｍ ｃｈｌｏｒ ｉｄ；ｍｉｃｒｏｗａｖｅ ｉｒａｄｉａｔｉｏｎ；ｐ－ｎｉｔｒｏ—。ｅｔｈｙｌｂｅｎｚｏａｔｅ；
ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｐｔຫໍສະໝຸດ ｍ ｉｚａｔｉｏｎ １ 引言
对 硝 基苯 甲酸 乙酯 又名 ４一硝 基 苯 甲酸 乙酯 ， 为 淡 黄色 或 无 色结 晶 ，在 乙醇 和 乙 醚 中能 完全