年产300吨邻硝基苯乙酸车间工艺设计+设备布置图(3)
1.2 本工艺设计的意义
邻硝基苯乙酸通过还原、重氮化、Sandmeyer反应还可以得到邻卤代苯乙酸。而邻卤代苯乙酸是有机合成的重要中间体[6]。邻硝基苯乙酸和乙酸三乙酯在对甲苯磺酸的催化下进行酯化反应可以得到邻硝基苯乙酸乙酯。邻硝基苯乙酸乙酯可以用来合成2,4-二氯苯乙酸乙酯，2,4-二氯苯乙酸乙酯同样也是重要的有机合成中间体。
邻硝基苯乙酸还可以用来合成邻羟基苯乙酸、2,4-二氯苯基乙酸、2-氟苯基乙酸，邻羟基苯乙酸。这些都是医药合成的重要中间体。邻硝基苯乙酸还可以用来合成苯乙酸甲酯同时它本身也是很好的除草剂，目前市场上需求较大。
邻硝基苯乙酸经典的的合成方法中由于生产用主原料（邻硝基苯乙腈）不易得到，而传统工艺合成邻硝基苯乙腈的过程中需使用氰化钠这种毒性比较大的物质、污染严重，因此不适应现在的工业化生产要求。又由于邻硝基甲苯生产的相对过剩，因而研究一种比较廉价和环保的以邻硝基甲苯为原料合成邻硝基苯乙酸的方法就有其必要性和实用性。
1.3 国内外邻硝基苯乙酸的合成工艺进展
国内外报道的以邻硝基甲苯为原料合成邻硝基苯乙酸的方法主要四种：相转移催化法、羧基化合成法、先缩合后氧化法和相转移催化羧基化法，但是各种合成方法都存在一定的局限性。具体的发展情况如下。
1.3.1 相转移催化法
相转移催化法是目前工业上合成邻硝基苯乙酸普遍做法。其生产过程为：以邻硝基甲苯为原料，先经溴化得邻硝基溴苄。再与氰化钠反应得邻硝基苯乙腈。水解后即得邻硝基苯乙酸[7-8]。另外太原理工的一篇专利文献中对该合成工艺进行了改进，其反应过程为[9]：以邻硝基氯苄和氰化钠为原料，在聚苯乙烯固载的季铵盐相转移催化剂作用下，首先生成邻硝基苯乙腈，然后加入NaOH 水溶液使邻硝基苯乙腈水解生成邻硝基苯乙酸，其最高得率可以达到88％。
这种合成方法是比较经典的一种合成方法，经过改进其得率也比较高，但是由于其原料邻硝基氯苄不容易得到，而且使用毒性较大氰化物，污染较为严重。目前虽然在工业化方面还有一定的应用价值，但是随着新的合成工艺的发展和环保的要求其必然会被绿色环保的新工艺所取代。
1.3.2 羧基化合成法
羧基化合成法最早由G.P.Chiusoli等人提出，在溶剂吹冰甲基磷酰胺中，邻硝基甲苯在苯酚钠的催化下能和二氧化碳进行羧基化反应，生成邻硝基苯乙酸，收率可达到50%[10-11]。1986年林富钦等人介绍了羰基化合成邻硝基苯乙酸的过程[12-13]，是将96g苯酚溶解于40g 氢氧化钠与60mL水配成的溶液中，搅拌、加热蒸除水分，干燥得到的苯酚钠备用。然后将7.5g上述制成的苯酚钠、2.2g干燥的邻硝基苯甲苯溶于20mL干燥的二甲基亚砜，通入二氧化碳在60℃反应4小时。然后将反应混合物冷却到室温倒入50g冰、40mL浓盐酸、60mL乙醚的烧杯中分离出有机层，水层再用乙醚萃取五次。合并醚层用10%碳酸氢钠萃取五次，然后酸化碳酸氢钠层，再用乙醚萃取五次，合并醚层用水。
洗涤后蒸干。后用1:3的乙醇和水溶液重结晶就可以得到纯的邻硝基苯乙酸。
这种合成方法苯酚钠的用量太大，故在此基础上又进行了一系列的研究。采用不同的溶剂，利用苯并三唑、醇钠、无水碳酸盐替代部分苯酚钠或利用四丁基溴化铵为催化剂等方法来减少苯酚钠的用量[14-21]。
总体来说羧基化合成方法避免了使用剧毒性物质并且反应条件比较温和。但是这种合成方法也有缺点：（1）要求绝对无水的条件而在反应中还会生成水，很难做到绝对无水。（2）以苯酚钠为催化剂，使用量特别大，至少是邻硝基甲苯的2倍（物质的量比）以上才可以得到产品。催化剂苯酚钠造价高，是导致其成本高的原因之一。（3）由于在萃取过程中使用了大量的乙醚再次致使生产成本大大提高，并且造成生产过程不安全。以上因素决定了其工业化生产难度很大。
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