相转移催化法制备对甲氧基苯甲酸

摘 要 ：对甲氧基苯甲酸又称为茴香酸，是一种医药和香料的中间体。传统工艺以对羟基苯甲酸和硫酸二甲酯为原料，在 氢氧化钠为催化剂的条件下反应制得，生产过程中产生大量酸性废水。采用对甲基苯甲醚相转移催化剂制备对甲氧基苯甲酸， 相比传统工艺更为环保、节约和高效。
关键词 ：相转移化 ；制备 ；对甲氧基苯甲酸 中图分类号 ：TQ245 文献标志码 ：A 文章编号 ：1003–6490（2020）12–0047–02
聚合物不溶于水而且不溶于固体，所以称之为三相催化， 催化剂使用过后的大量回收，干燥后活性不会受到影响，而 且可以重复使用，加上现代化合工技术的日益发展，为化合 工艺积累了理论知识和实践经验。虽然可以大量回收，但是 回收是比较困难的，所以在工业上催化剂价格昂贵，近年来 三相催化发展成为新的催化法。 2.3 相转移催化剂突出优点
在接触对甲氧基苯甲酸时，要避免与皮肤和眼睛的接触， 要做好严格的保护措施，可以穿合适的防护服，戴好手套。 如果不慎接触到皮肤，脱去被污染的衣服，用大量的清水冲 洗接触部位 ；接触到眼睛部位，应该立即提起眼睑，用流动 的清水或者是生理盐水进行冲洗，然后迅速就医；当不慎吸入， 应迅速脱离现场到空气新鲜的地方，保持呼吸的通畅，如果 出现了呼吸困难，应该要进行吸氧，如果出现了呼吸停止， 要立即进行人工呼吸，然后迅速就医 ；当不慎食入，可以饮 用足量的温水来催吐，然后迅速就医。 1.3 操作处置和储存
3.2.1 加料反应
2.7mL 甲苯、100mL 水、相转移化催化剂 0.2kg、几颗沸
石通过加热分批次的加入高锰酸钾，并用少量的水冲洗冷凝
管内壁，然后加热回流 2~3h，同时需要持续摇动烧瓶，只到
油层消失，停止反应。
3.2.2 提纯
混合物在反应的过程中用减压抽滤操作，并用热水洗涤
过程中的残渣，想要苯甲酸能够全部析出，还要进行浓盐酸
相转移催化剂产品的收率高，所以在进行化学反应的时 候在相转移催化剂的作用下，能够使反应物充分接触，所以 反应过程是比较彻底的，而且可以加快反应速率的同时又能 降低反应过程中的温度，相对的负反应容易控制，所以选择 性得到了很大的提高。正是因为这一系列的优点，所以相应 化学合成操作简单，对设备要求强度也比较低。 2.4 相转移催化剂的种类 2.4.1 翁盐类
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第46卷第12期
2020年12月
新材料与新技术
New Material and New Technology
化工设计通讯
Chemical Engineering Design Communications
2.4.2 聚醚类
聚醚由含有活性氢基因的化合物在催化剂作用下通过加
聚反应所得，所生产出来的都是重要的衍生产品，储存在阴
一个杯子。因此得名杯芳烃。杯芳烃的一些衍生物有很高的
催化活性，有些比翁盐类和聚醚类的催化活性还高。杯芳烃
是在碱性的条件下通过缩合反应而得到的化合物，熔点很高，
几乎不能溶于水的。和常用的相转移催化剂相比，杯芳烃在
反应时使用催化剂的用量更少，时间上更短，而且活性更高。
3 相转移化制备对甲氧基苯甲酸
对甲氧基苯甲酸分子式为 C8H8O3。对甲氧基苯甲酸的制 备方法，一般是采用对羟基苯甲酸在碱性（氢氧化钠）的条
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由于合成对甲氧基苯甲酸对羟基苯甲酸的用量较大，而
对羟基苯甲酸的价格又比较昂贵，从而成本相应的会提高。
因此介绍另外一种方法，通过甲苯酚和碘甲烷为原料，用聚
乙二醇相转移催化剂制备对甲氧基苯甲酸的方法。
实验内容 ：
凉干燥的通风的环境下，运输过程中要防止日晒雨淋，防止
碰撞。聚醚的毒性很低，所以日常生活药物和滴眼、耳剂和
洗发剂都有广泛的用途。所以聚醚的价格在市场上容易出现
波动，供给和需求关系的变动，原材料因为价格的浮动导致
聚醚价格上的改变。
2.4.3 杯芳烃
杯芳烃是由苯酚和甲醛通过缩合反应生成的，在苯酚的 2，
பைடு நூலகம்
6 位以亚甲基相连的大环化合物。这类化合物分子的形状像
液相转移催化法是一项复杂的传质反应过程，比如常见 的水 - 氢的交换反应，如果在催化交换床上进行的话，那么就 会涉及其他两种的催化反应（相间转化、催化交换反应）。应 用前景十分广阔，在冶炼这个领域发展是比较快的，在冶炼 工程这方面是最为突显的。 2.2.2 固-液相转移催化反应
相转移催化剂能否应用到固液体系的反应中，答案是不 可以的，催化剂能使两种互相不能溶和的溶剂发生化学反应， 反应的过程中一种实际反应的实体发生转移，所以只有底物 在遇到的过程中才会发生相应的反应。 2.2.3 三相催化
收稿日期 ：2020–09–16 作者简介 ：袁鹏（1988—），男，浙江衢州人，工程师，主要从事精
细化工和高分子材料相关工作。
及在社会效益上有了更快的进步，所以受到人们的极大关注。 2.2 相转移催化反应原理
相转移催化反应总的来说可以分为三大类 ：液 - 液相转移 催化法，固 - 液相转移催化反应，三相催化，适用范围最为广 泛的是液 - 液相转移催化反应。 2.2.1 液-液相转移的催化法
化工设计通讯
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新材料与新技术
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第46卷第12期
2020年12月
相转移催化法制备对甲氧基苯甲酸
袁 鹏，章 丽，冯永胜 （浙江圣效化学品有限公司，浙江衢州 324000）
作为早期适应广泛的一类相转移催化剂，其中包括季铵 盐、季磷盐。翁盐在水中能够解离出其他的有机阳离子。其 中季铵盐市场上的运用最广泛，人们对季铵盐的化合物起初 的认识是在杀菌这方面开始的，最开始的杀菌剂就是季铵盐 的主要用途，在 1915 年第一次合成了季铵盐化合物，由于杀 菌剂的原因，所以为它的发展迈出了重要的一步，但是对于 后面的研究却没有重视，直到后来将杀菌能力和化学式的结 合，研究出可防止伤口感染，才慢慢引起人们的注意。而随 后季铵盐杀生剂才慢慢研究，成为领域的重点对象。
件下，通过硫酸二甲酯进行甲基化，反应过程如下 ：
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由于在反应过程中消耗了大量的碱，所以在其反应后还
需通过相应的酸进行酸化（这里用的是浓硫酸），与酸的反应
如下 ：
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3h 充分冷却后结晶，可以得到黄色的晶体 28g。再将母液浓
Preparation of P-Methoxybenzoic Acid by Phase Transfer Catalysis
Yuan Peng，Zhang Li，Feng Yong-sheng
Abstract ：P-Methoxybenzoic acid，also known as anisic acid，is an intermediate of medicine and spices.（Application）The traditional process uses p-hydroxybenzoic acid and dimethyl sulfate as raw materials，and is prepared by reacting with sodium hydroxide as a catalyst.A large amount of acidic wastewater is produced during the production process.In this paper，p-methylanisole phase transfer catalyst is used to prepare p-methoxybenzoic acid，which is more environmentally friendly，economical and efficient than traditional processes.
在储存的过程中，保持容器的密闭性，应该储存在阴凉、 通风性好的库房，保证库房的温度不超过 37℃，库房的相应 设备要齐全，安装避雷设备以及排风系统，排风系统应该设 有导除静电的接地装置。 2 相转移催化作用 2.1 发展历史
相转移催化就是一种催化剂，与两种互不相溶的物质（液 体与液体、液体与固体）发生反应，反应过程中催化剂能使 参加反应的一边转移到另一边去，从而发生相应的反应。反 应速度在一定程度上的提高，并在两相转移负离子，称之为 相转移催化剂。起源于 20 世纪 60 年代一项新型的技术，但是 在 20 世纪 70 年代初技术才慢慢发展起来，市场上医药、香料、 农药等制造行业慢慢地发展起来，带来了很好的经济效益，以
缩后用苯萃取和蒸馏后，又得到产品 6g，总计 34g，熔点在
181~183℃，总收率在 89.4%。
3.1 实验原理（反应方程式）
为了制备对苯甲酸，化学实验中要进行相关实验的操作，
了解相转移催化剂制备苯甲酸的催化原理，同时在实验的过
程中应该掌握制备的相关操作的技能（热滤、抽滤、回流、
重结晶）。
3.2 实验步骤
相关的操作人员应该经过专门的培训，严格遵守操作流 程，操作处置应在具备通风或者全面通风可以换气设施的场 所进行 ；工作场所也应当远离火种、热源的地方，在公共场 所严禁吸烟 ；如果需要进行罐装，应该控制其流速，且要有 相应的接地装置，防止静电的积蓄，在搬运的过程中轻装轻卸， 防止包装及容器的损坏 ；倒空的容器可能会有残留的有害物， 所以在使用后要注意洗手，在工作场合也不要饮食。
的酸化，将抽滤和洗涤进行整合，如果在上述的过程中，产
品还是不够纯净，可用热水进行重结晶的操作，还可加入适
量的活性炭进行褪色。
3.3 实验结论
注意事项包括 ：①高锰酸钾分批加入，避免反应激烈从
回流管上端喷出 ；②非均反应时应摇动装置，使反应充分。
3.4 合成反应式
合成反应式如下。
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min），在氧化过程中用 TLC 进行检测，直到原料点消失，约
4 结束语 综上所述，相转移催化技术在有机合成中得到了广泛的
应用，完成了实际性突破，相转移催化技术由于操作化的简单， 反应中速度的提升，而且采购的材料比较普通而且价格低廉， 对于生产厂家后期可以进行工艺技术的提升，生产成本经费 的降低，在市场上的竞争力逐渐提高，对于相转移技术的发 展有着重要的意义。一些常用的催化剂因为价格昂贵，反应 后期滤渣难以进行回收和改进，所以相转移催化反应机理还 需要进一步的改进和探索，从而获得高效的催化剂和完美的 反应工艺，价格降低，相转移技术因为反应产率较高，反应 条件温和，但产出的纯度很高，所以相转移技术可以做到其 他不能进行的反应可以顺利进行。
热、回流 4h，冷却，分层，然后再将分层的油层进行水洗（约
50mL），放置，等待氧化，即得到对甲基苯甲醚。
2）对甲氧苯甲酸的制备
取 得 上 述 产 品 一 半 30g（0.25mol） 加 入 催 化 剂 溴 化 锰
（MnBr2）和溴化钴（CoBr2），各区取 0.2g、100mL 的冰醋酸、 40mL 乙酐，将其升温至 120℃，搅拌通入氧气（流量 200mL/
1）对甲基苯甲醚的制备
在 500mL 锥形瓶中在磁力搅拌、油浴加热的条件下，加
入 30g（0.75mol）的氢氧化钠和 150mL 的水，在搅拌下溶解
至室温，然后加入 54g（0.5mol）的对甲酚（纯度≥ 97%），搅
拌、溶解后，在 30min 内滴加 48mL（0.51mol）新蒸过的（用
真空蒸馏）的硫酸二甲酯。再在 100~110℃的条件下进行加
Key words ：phase transfer ；preparation ；p-methoxybenzoic acid
1 对甲氧基苯甲酸 1.1 对甲氧基苯甲酸的产品用途及领域
对甲氧基苯甲酸又称大茴香酸，是一种医药和香料的中 间体，作为药物中间体可以合成茴拉西坦、酪氨酸酶抑制剂、 乙胺磺肤酮等。作为香料中间体可以制备大茴香醛、大茴香 醇及其酯类，为牙膏、牙粉和酒类、糖果、饮料及烟草加香， 还可用于日用香精中。 1.2 对甲氧基苯甲酸的安全注意事项