簡述
2-硝基-4-甲砜基苯甲酸是一種化學(xué)物質(zhì)，別名鄰硝基對甲砜基苯甲酸，分子式是C8H7NO6S，分子量245.21，淡橙黃色粉末。2-硝基-4-甲砜基苯甲酸是一種重要的化學(xué)原料，廣泛應(yīng)用于農(nóng)藥、醫(yī)藥、染料，尤其在農(nóng)藥領(lǐng)域，是合成除草劑硝磺草酮的重要中間體[1]。在除草劑硝磺草酮的綠色合成探析中，原料選用2-硝基-4-甲砜基苯甲酸，通過氯化，縮合，重排反應(yīng)完成硝磺草酮的制備。最終合成的產(chǎn)物收率可以達(dá)到87.0%及以上[2]。
反應(yīng)危險(xiǎn)性研究
為研究以對甲砜基甲苯（MST）為原料，合成2-硝基-4-甲砜基苯甲酸（NMSBA）的硝化及氧化反應(yīng)危險(xiǎn)性。采用反應(yīng)量熱儀（RClmx）、差示掃描量熱儀（DSC）和絕熱加速量熱儀（ARC）對硝化反應(yīng)、原料和硝化液的熱分解過程進(jìn)行測試，并利用模擬軟件理論計(jì)算氧化反應(yīng)焓值。結(jié)果表明：DSC測得原料MST的分解熱為495.04J/g，分解放熱量等級為2級；ARC測得硝化反應(yīng)液絕熱條件下最大反應(yīng)速率到達(dá)時(shí)間(TMRad)>24h，絕熱條件下最大反應(yīng)速率到達(dá)24h對應(yīng)的溫度(Td24)為116.92℃；RC1mx測得硝化過程絕熱溫升ΔTad為165.1℃，硝化反應(yīng)的最大累積度為10.99%，發(fā)生冷卻失效時(shí)，體系所能達(dá)到的最高溫度（MTSR）為38.14℃；根據(jù)軟件模擬，氧化反應(yīng)MTSR為175.30℃[3]。
合成方法
化學(xué)氧化法
將活性二氧化錳、 2-硝基-4-甲砜基甲苯和體積濃度為70%的硫酸溶液混合攪拌，其中活性二氧化錳為氧化劑與硫酸構(gòu)建二氧化錳/硫酸體系。上述物質(zhì)在160℃下反應(yīng)16 h， 2-硝基-4-甲砜基苯甲酸產(chǎn)率高達(dá)93%。該方法操作簡便、低排放、低成本、利用率高，可以解決現(xiàn)有制備2-硝基-4-甲砜基苯甲酸的方法中污染大、催化劑毒性強(qiáng)以及設(shè)備易堵塞的問題[4]。另外，過氧化碳酰胺也可作為氧化劑。通過優(yōu)化反應(yīng)條件，產(chǎn)品收率可達(dá)88.3%，純度為98%。在相應(yīng)的合成工藝中，增加產(chǎn)物收率的同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)出產(chǎn)石膏晶須[5]。
電化學(xué)法
電化學(xué)合成2-硝基-4-甲砜基苯甲酸的方法，包括如下步驟：（1）配制硫酸水溶液，將2-硝基-4-甲砜基甲苯，催化劑和相轉(zhuǎn)移劑加入硫酸水溶液中混合得到電解液；（2）將電解液加入H型電解槽的陽極室，另取硫酸水溶液加入陰極室，進(jìn)行恒電壓電解反應(yīng)；（3）將反應(yīng)后的陽極室內(nèi)的液體，萃取，減壓蒸餾和重結(jié)晶，得到2-硝基-4-甲砜基苯甲酸。該法相比較尋常的氧化合成，通過控制電極電位使反應(yīng)按預(yù)定的目標(biāo)進(jìn)行，避免了強(qiáng)氧化劑的使用和高溫高壓等苛刻條件，大大減少了資源浪費(fèi)和環(huán)境污染。另外，該方法簡單，周期短，綠色無污染，反應(yīng)條件較溫和，催化活性高，適合工業(yè)化生產(chǎn)[6]。
參考文獻(xiàn)
[1]劉虎.2-硝基-4-甲砜基苯甲酸合成技術(shù)研究[D].合肥工業(yè)大學(xué),2013.DOI:10.7666/d.Y2336542.
[2]王世銀,史娟.新型除草劑硝磺草酮的綠色合成探析[J].化工管理, 2019(16):1.DOI:CNKI:SUN:FGGL.0.2019-16-039.
[3]彭艷麗,范李科,李美美,等.硝磺草酮中間體2-硝基-4-甲砜基苯甲酸的反應(yīng)危險(xiǎn)性研究[J].精細(xì)與專用化學(xué)品,2024,32(04):14-17+23.DOI:10.19482/j.cn11-3237.2024.04.04.
[4]馮健,謝媛媛.利用二氧化錳制備2-硝基-4-甲砜基苯甲酸的綠色合成方法[J].嘉興學(xué)院學(xué)報(bào),2023,35(06):126-130.
[5]張明明,陳春光,陳學(xué)璽.2-硝基-4-甲砜基苯甲酸合成方法改進(jìn)和廢酸處理[J].農(nóng)產(chǎn)品加工,2015,(09):10-12.
[6]付雁,陳逸翀,張金利,等.一種電化學(xué)合成2-硝基-4-甲砜基苯甲酸的方法:CN202111385620.8[P].CN116145158A.