4-硝基甲苯-2-磺酸（別名：對硝基甲苯鄰磺酸）是一種重要的染料中間體，CAS號：121-03-9。4-硝基甲苯-2-磺酸為白色至淡黃色板狀結(jié)晶或粉末，易溶于水、乙醇、乙醚、氯仿，可用于合成二苯乙烯系直接染料，作為生產(chǎn)DSD酸（4,4'-二氨基二苯乙烯-2,2'-二磺酸）的關(guān)鍵原料，用于制備熒光增白劑，用于制備其他硝基/氨基苯磺酸類衍生物。
制備方法
向500ml四口反應(yīng)燒瓶中加入48.80g甲苯,0.30g催化定位劑SO42/ZrO2-TiO2，電動攪拌下,冷凍鹽水冷卻到-5~0℃左右,，緩慢滴加計量之98%濃硫酸,滴加時間控制在2~10小時內(nèi),加完后在-5℃保溫2~10小時,直至反應(yīng)完全。反應(yīng)液由渾濁變成淺黃綠色透明液體。取樣HPLC分析，OTS 81.09%，PTS 17.65%。將反應(yīng)液加到適量冰水中,調(diào)節(jié)硫酸濃度為75%,攪拌,溫度10~15℃,保溫攪拌6小時,抽濾,得PTS濾餅(HPLC含量96.73%)。
將濾液小心轉(zhuǎn)移到另一500ml四口反應(yīng)瓶中,調(diào)節(jié)酸度為80%，冷凍鹽水冷卻到-5~0℃左右,緩慢滴加計量之63~68%硝酸,滴加時間控制在4~10小時內(nèi),加完后在-5℃保溫2~10小時,直至反應(yīng)完全(OTS≤0.7%)。反應(yīng)結(jié)束后,將反應(yīng)混合液緩緩加入到適量水中稀釋,邊加邊攪拌。稀釋完成后加熱升溫至80℃,溶液變清后冷卻。15℃下保溫6小時,抽濾,濾餅即為4-硝基甲苯-2-磺酸(HPLC含量98.87%,化學(xué)含量48.34%)。濾液酸度44.87%,可直接用來做后續(xù)DNS酸析工藝中的酸。濾餅重160.73g,收率67.50%(對甲苯計)[1]。
應(yīng)用研究
專利CN202311615735.0公開了一種電化學(xué)還原4?硝基甲苯?2?磺酸的方法。電化學(xué)還原在電解裝置中進(jìn)行，所述電解裝置由電解槽、陰極電極、陽極電極和離子膜構(gòu)成，所述離子膜將電解槽分隔為陽極槽和陰極槽，陰極槽中電解液為酸性、中性或堿性溶液，陽極槽中電解液為酸性或堿性溶液，將原料4?硝基甲苯?2?磺酸投入陰極槽中，在陰極電極、陽極電極之間施加直流電進(jìn)行電解，還原4?硝基甲苯?2?磺酸生成產(chǎn)物4?氨基甲苯?2?磺酸，同時陽極放出氧氣。本發(fā)明還原4?硝基甲苯?2?磺酸工藝簡便，電解液可循環(huán)使用，反應(yīng)過程綠色無污染，解決了4?硝基甲苯?2?磺酸還原過程中產(chǎn)生“三廢”、難以處理的問題，降低了生產(chǎn)成本，適合工業(yè)化[2]。
參考文獻(xiàn)
[1] 上海合麗亞日化技術(shù)有限公司. 一種DSD酸的制備方法:CN201510176831.9[P]. 2016-11-23.
[2] 大連理工大學(xué). 一種電化學(xué)還原4-硝基甲苯-2-磺酸的方法:CN202311615735.0[P]. 2024-02-20.