对硝基苯甲酸制备实验的改进

对硝基苯甲酸制备实验的改进
李济澜;尹余丽;王应清
【摘要】对谷亨杰主编的有机实验教材中对硝基苯甲酸制备实验进行了改进:一是在操作上,改直接加浓硫酸为稀释后加；二是在药品用量上改30ml浓硫酸为10ml.【期刊名称】《六盘水师范学院学报》
【年(卷),期】2011(023)003
【总页数】2页(P45-46)
【关键词】对硝基甲苯;对硝基苯甲酸;氧化法
【作者】李济澜;尹余丽;王应清
【作者单位】六盘水师范学院化学系,贵州六盘水553001;六盘水师范学院化学系,贵州六盘水553001;六盘水师范学院化学系,贵州六盘水553001
【正文语种】中文
【中图分类】G424.31
谷亨杰主编的有机实验教材〔1〕中对硝基苯甲酸制备实验采用浓硫酸和重铬酸钠混合催化氧化对硝基甲苯制得。

在实验中如果严格按照教材上操作虽然在半小时内能够获得很好的氧化效果，但是在加入浓硫酸时很不安全,常常会出现冒火花甚至爆炸的危险,硫酸的用量也很大，对此笔者对该实验进行了探索，希望找到安全有效的制备对硝基苯甲酸的好工艺。

对硝基甲苯（化学纯，成都市科龙化工试剂厂），重铬酸钠（分析纯，重庆北碚精细化工厂），高锰酸钾，重铬酸钾（分析纯，天津市天大化工实验厂），氢氧化钠,
硝酸，1，2—二氯乙烷，三乙胺，苄氯，盐酸，高碘酸（分析纯），浓硫酸（分
析纯）；250ml三颈烧瓶，磁力加热搅拌器(78-1)，双目显微熔点测定仪（XT-4）,电子天平（AL-2041010）。

取250cm3的三颈烧瓶一只，加入对硝基甲苯4.1g、重铬酸钠12g，水5 cm3，另用一烧杯加水 10 cm3，慢慢往烧杯中加入浓硫酸10 cm3，搅拌稀释，然后在磁力搅拌器的不断搅拌下将稀释后的硫酸溶液从三颈烧瓶侧口加入，三颈烧瓶中口装一回流冷凝管，加热，使反应液保持沸腾。

回流0.5h后冷却，将烧瓶中的混合物倒入50cm3冷水中，加入5%的稀硫酸25cm3加热，使铬盐溶解，抽滤，用
水洗涤2次，将所得固体倒入温热的NaOH溶液中进行溶解，趁热抽滤，然后将所得滤液加稀硫酸至溶液成酸性，即得浅黄色晶体，抽滤，用少量冷水洗涤2次，然后烘干，即得淡黄色固体对硝基苯甲酸。

在实验中发现重铬酸盐氧化法和硫酸溶液的浓度有很大关系，同样对硝基甲苯
4.1g、重铬酸钠12g，不同的硫酸溶液的浓度得到的氧化产率不同，如表1：
从表1可以看出，在纯粹的中性水溶液中重铬酸盐并不能将对硝基甲苯氧化，甚
至是稀的硫酸溶液也不能得到对硝基苯甲酸产物，硫酸的浓度越高，氧化的效果越好，在浓硫酸与水的体积比达到0.67时（即15ml水，10ml浓硫酸）能够达到
很好的氧化效果，氧化产率达到95.6%。

TLC法（紫外薄层分析法）跟踪反应，在展开剂（石油醚∶乙酸乙酯为1∶1）中
展开，对硝基苯甲酸在对硝基甲苯下面一个点。

化学方法用氢氧化钠溶液判别，对硝基甲苯不溶于氢氧化钠溶液而氧化后的产物对硝基苯甲酸溶于氢氧化钠溶液。

另外对产物的熔点进行了测定为238～242℃，与文献值[1]基本吻合，所以综合以
上测定得出产品为对硝基苯甲酸。

通过以上实验，找到了安全的实验操作步骤，发现了氧化效果很好的硫酸浓度，建议对谷亨杰主编的有机实验教材中对硝基苯甲酸制备实验进行如下改进：
1．改普通圆底烧瓶为三颈烧瓶，且在磁力加热搅拌器上搅拌加热。

2．加浓硫酸时改成先把浓硫酸和水稀释后直接在搅拌下加入烧瓶中。

3．改浓硫酸 30 ml为 10ml。

这样既达到了操作安全，节省了硫酸的用量，也避免直接加浓硫酸导致局部过浓、过热而引起其它副反应的发生或有机物的分解，同时氧化效果也同样很好。

目前在工业上重铬酸钠氧化法由于其操作简单安全,收率高,质量稳,投资少,见效快等优点[2],目前仍是合成对硝基苯甲酸的重要方法，因此对工业上制备对硝基苯甲酸也有借鉴意义。

【相关文献】
[1]谷亨杰,周锦成,丁金昌.有机化学实验[M].北京：高等教育出版社，2009：208-210.
[2]章思规主编.精细化学品技术手册(下册)[M].北京：科学出版社，1992：1390-1391。