阅读说明：本技术 一种对氰基苯甲酸的制备方法 (Preparation method of p-cyanobenzoic acid ) 是由 成家钢 于 2020-06-11 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种对氰基苯甲酸的制备方法,步骤为：对甲基苯甲腈与溶剂、催化剂混合,向溶液中通入氧气,反应后精制得到对氰基苯甲酸。本发明还公开了对氰基苯甲酸反应母液再利用的方法：氧化反应结束后过滤,反应母液去除水分,重新加入等量的对甲基苯甲腈,并按比例补充冰醋酸,补加质量比0.5％-0.7％的催化剂,再重新进行氧化反应。本发明可以一步得到对氰基苯甲酸,反应简单,且成本低,收率高；通过对氰基苯甲酸的精制,可以能获得高纯度的成品,工艺简单；通过反应母液的循环利用,在降低成本的同时,进一步提升了产品的收率,降低了污染,实现清洁生产。(The invention discloses a preparation method of p-cyanobenzoic acid, which comprises the following steps: mixing the p-methylbenzonitrile with a solvent and a catalyst, introducing oxygen into the solution, and refining after reaction to obtain the p-cyanobenzoic acid. The invention also discloses a method for recycling the reaction mother liquor of p-cyanobenzoic acid, which comprises the following steps: filtering after the oxidation reaction is finished, removing water from reaction mother liquor, adding the same amount of p-methyl benzonitrile again, supplementing glacial acetic acid according to a proportion, supplementing a catalyst with the mass ratio of 0.5-0.7%, and then carrying out the oxidation reaction again. The method can obtain the p-cyanobenzoic acid in one step, and has the advantages of simple reaction, low cost and high yield; the high-purity finished product can be obtained by refining the p-cyanobenzoic acid, and the process is simple; by recycling the reaction mother liquor, the cost is reduced, the yield of the product is further improved, the pollution is reduced, and the clean production is realized.)

一种对氰基苯甲酸的制备方法

【技术领域】

本发明涉及化学合成技术领域，特别是涉及一种对氰基苯甲酸的制备方法。

【背景技术】

对氰基苯甲酸是高选择性凝血因子Xa抑制剂贝曲拉班重要中间体，贝曲拉班用于高风险急性内科病患者的急性静脉血栓栓塞的预防与治疗，目前在中国，美国，英国等国家进行三期临床试验以及用于肺栓塞预防与治疗的二期临床试验。鉴于对氰基苯甲酸有这么好的应用前景，因此开发对氰基苯甲酸的制备方法显得很迫切。

目前，对氰基苯甲酸的生产方法主要有以下几种：

1.以4-氯甲基苯腈为原料，浓硝酸为氧化剂，合成对氰基苯甲酸，该合成路线虽然简单，但是副产物过多，污染严重，三废不易处理，不适合工业化应用；

2.以对甲醇基苯甲酸为原料，合成对氰基苯甲酸，但是在这项合成方法中，使用了甲酸，甲酸腐蚀性强，不适于工作操作；

3.采用了氨氧化法制备合成对氰基苯甲酸，但是这种方法存在着最大的问题是反应过程中需要很高的压力和温度，会增加工业生产的设备要求，不适合工业化大生产。

综上所述，传统的合成方法存在反应过程副产物过多，使用试剂腐蚀性强以及高温高压等限制条件，可见现有的方法不能满足现代化生产对氰基苯甲酸的需求。

目前有专利CN107556214A公开了对氰基苯甲酸的制备方法，由对甲基苯甲腈光照氯化得到对氰基苄基氯，对氰基苄基氯加碱水解成对氰基苯甲醇，对氰基苯甲醇再用双氧水氧化成对氰基苯甲酸，该方法反应步骤长，收率低，成本高，污染严重，在当前环保形势越来越严格的形势下，该方法已无法正常生产，因此开发一种成本低，收率高，污染小的新的对氰基苯甲酸的制备方法显得尤为重要。

【

发明内容

】

本发明目的在于克服现有技术的不足而提供成本低，收率高，污染小的对氰基苯甲酸的制备方法。

为实现上述目的，本发明提供一种对氰基苯甲酸的制备方法，其原理如下：

具体地，对氰基苯甲酸的制备方法步骤为：

对甲基苯甲腈在乙酸溶剂、钴-锰-溴催化体系下，向溶液中通入氧气反应后，经过滤、精制得到对氰基苯甲酸。

进一步地，所述钴-锰-溴催化体系为醋酸钴、醋酸锰、溴化钾三种物质的混合物，其质量比为(1-3)：(1-3)：1，优选2:2:1；

进一步地，所述对甲基苯甲腈与催化体系混合物的质量比为(7-10)：1，优选7.8：1；

进一步地，所述对甲基苯甲腈与所述冰醋酸的摩尔比为1：(10-30)，优先1：24.5；

进一步地，所述对甲基苯甲腈与所述氧气摩尔比为1：(2-3)，优选1：2.25；

进一步地，所述反应温度为100-120℃，优选110℃。

进一步地，所述反应在对甲基苯甲腈质量分数小于0.5％时，停通氧气降温至30℃，过滤。

进一步地，所述反应完之后的精制过程步骤如下：

对氰基苯甲酸粗品中加入水、升温并加入碱液，调节pH＝7，脱色、过滤，再经酸化、过滤、水洗并干燥后得到精制对氰基苯甲酸产品。

进一步地，所述升温温度为70-90℃，优选80℃；

进一步地，所述碱液为碳酸氢钠水溶液，优选30％碳酸氢钠水溶液；

进一步地，所述脱色为活性炭搅拌脱色；

进一步地，所述酸化为75-85℃下，加酸液至pH＝3.8；

进一步地，所述酸液为10％稀硫酸。

本发明的另一个目的在于，提供一种反应母液再利用的方法，具体为：

氧化反应结束并过滤后，反应母液去除水分，重新加入等量的对甲基苯甲腈，并按比例补充冰醋酸，补加催化剂，再重新进行氧化反应。

进一步地，所述补加催化剂的质量占对甲基苯甲腈质量的0.5％-1％；

进一步地，所述去除水分步骤为，检测母液中的水分，按比例加入醋酐至水分反应完全。

本发明的有益效果为：

1.通过以对甲基苯甲腈为原料，钴-锰-溴催化体系下通氧气氧化反应，可以一步得到对氰基苯甲酸，反应简单，且成本低，收率高；

2.通过对氰基苯甲酸的精制，可以能获得高纯度的成品，工艺简单；

3.通过反应母液的循环利用，在降低成本的同时，进一步提升了产品的收率，降低了污染，实现清洁生产。

【

具体实施方式

】

为了使本发明的目的、技术方案和有益技术效果更加清晰明白，以下结合具体实施方式，对本发明进行进一步详细说明。应当理解的是，本说明书中描述的具体实施方式仅仅是为了解释本发明，并不是为了限定本发明。

实施例1：

氧化：向2000L带冷凝器、通氧管及尾气吸收装置的搪玻璃反应釜内投入117kg对甲基苯甲腈，6kg醋酸钴，6kg醋酸锰，3kg溴化钾，1500kg冰醋酸(98％)，启动搅拌升温至110℃，匀速通入氧气72kg；取反应液中控，当对甲基苯甲腈质量分数小于0.5％时，停通氧气降温至30℃，甩干得对氰基苯甲酸粗品湿重190kg。

精制：向3000L搪玻璃反应釜内加入对氰基苯甲酸粗品190kg，水2000L,升温至80℃滴加30％碳酸氢钠水溶液调PH＝7,加入3kg活性炭搅拌脱色30分钟，过滤入另一3000L搪玻璃反应釜内，升温至80℃，保持在75-85℃滴加10％稀硫酸调PH＝3.8,甩干，水洗，甩干，烘干得对氰基苯甲酸成品145.6kg。HPLC法含量99.4％，收率以对甲基苯甲腈计为99.0％。

本实施例所得对氰基苯甲酸成品的收率及纯度都达到了工业级以上的要求。

实施例2：

氧化：向2000L带冷凝器、通氧管及尾气吸收装置的搪玻璃反应釜内投入117kg对甲基苯甲腈，5kg醋酸钴，5kg醋酸锰，5kg溴化钾，1835kg冰醋酸(98％)，启动搅拌升温至120℃匀速通入氧气96kg；取反应液中控，当对甲基苯甲腈质量分数小于0.5％时，停通氧气降温至30℃，甩干得对氰基苯甲酸粗品湿重185kg。

精制：向3000L搪玻璃反应釜内加入对氰基苯甲酸粗品185kg，水2000L，升温至90℃滴加30％碳酸氢钠水溶液调PH＝7，加入3kg活性炭搅拌脱色30分钟，过滤入另一3000L搪玻璃反应釜内，升温至80℃，保持在75-85℃滴加10％稀硫酸调PH＝3.8，甩干，水洗，甩干，烘干得对氰基苯甲酸成品140.5kg。HPLC法含量98.7％，收率以对甲基苯甲腈计为95.6％。

实施例3：

氧化：向2000L带冷凝器、通氧管及尾气吸收装置的搪玻璃反应釜内投入117kg对甲基苯甲腈，7.2kg醋酸钴，7.2kg醋酸锰，2.4kg溴化钾，612kg冰醋酸(98％)，启动搅拌升温至100℃匀速通入氧气64kg；取反应液中控，当对甲基苯甲腈质量分数小于0.5％时，停通氧气降温至30℃，甩干得对氰基苯甲酸粗品湿重181kg。

精制：向3000L搪玻璃反应釜内加入对氰基苯甲酸粗品181kg，水2000L,升温至70℃滴加30％碳酸氢钠水溶液调PH＝7，加入3kg活性炭搅拌脱色30分钟，过滤入另一3000L搪玻璃反应釜内，升温至80℃，保持在75-85℃滴加10％稀硫酸调PH＝3.8，甩干，水洗，甩干，烘干得对氰基苯甲酸成品138.6kg。HPLC法含量98.3％，收率以对甲基苯甲腈计为94.3％。

实施例4：

氧化：向2000L带冷凝器、通氧管及尾气吸收装置的搪玻璃反应釜内投入117kg对甲基苯甲腈，4.6kg醋酸钴，4.6kg醋酸锰，2.3kg溴化钾，1200kg冰醋酸(98％)，启动搅拌升温至110℃，匀速通入氧气72kg；取反应液中控，当对甲基苯甲腈质量分数小于0.5％时，停通氧气降温至30℃，甩干得对氰基苯甲酸粗品湿重180kg。

精制：向3000L搪玻璃反应釜内加入对氰基苯甲酸粗品180kg，水2000L，升温至80℃滴加30％碳酸氢钠水溶液调PH＝7，加入3kg活性炭搅拌脱色30分钟，过滤入另一3000L搪玻璃反应釜内，升温至80℃，保持在75-85℃滴加10％稀硫酸调PH＝3.8，甩干，水洗，甩干，烘干得对氰基苯甲酸成品142.5kg。HPLC法含量99.0％，收率以对甲基苯甲腈计为96.9％。

通过实施例1-4的对比，所得对氰基苯甲酸成品的收率及纯度数据对比如表1。

表1：

实施例	收率％	纯度％
			1	99.0	99.4
2	95.6	98.7
			3	94.3	98.3
4	96.9	99.0

通过实施例1～实施例4的对比，不难发现实施例1所得对氰基苯甲酸成品含量及收率均为最高值，由此说明实施例1中氧化反应阶段与精制阶段各反应物的用量、比例及温度等值均为最优值。

实施例5：

氧化：将实施例1氧化反应所得滤液重新打入2000L反应釜，测水份后补加醋酐98kg除水，重新加入117kg对甲基苯甲腈，再补加冰醋酸(98％)1408kg，补加0.3kg醋酸钴，0.3kg醋酸锰，0.15kg溴化钾，之后启动搅拌升温至110℃，匀速通入氧气72kg；取反应液中控，当对甲基苯甲腈质量分数小于0.5％时，停通氧气降温至30℃，甩干得对氰基苯甲酸粗品湿重193kg。

精制：向3000L搪玻璃反应釜内加入对氰基苯甲酸粗品193kg，水2000L,升温至80℃滴加30％碳酸氢钠水溶液调PH＝7,加入3kg活性炭搅拌脱色30分钟，过滤入另一3000L搪玻璃反应釜内，升温至80℃，保持在75-85℃滴加10％稀硫酸调PH＝3.8,甩干，水洗，甩干，烘干得对氰基苯甲酸成品145.9kg。HPLC法含量99.8％，收率以对甲基苯甲腈计为99.3％。

实施例6：

氧化：将实施例1氧化反应所得滤液重新打入2000L反应釜，测水份后补加醋酐95kg除水，重新加入117kg对甲基苯甲腈，再补加冰醋酸(98％)1408kg，补加0.23kg醋酸钴，0.23kg醋酸锰，0.12kg溴化钾，之后启动搅拌升温至110℃，匀速通入氧气72kg；取反应液中控，当对甲基苯甲腈质量分数小于0.5％时，停通氧气降温至30℃，甩干得对氰基苯甲酸粗品湿重190kg。

精制：向3000L搪玻璃反应釜内加入对氰基苯甲酸粗品190kg，水2000L，升温至80℃滴加30％碳酸氢钠水溶液调PH＝7，加入3kg活性炭搅拌脱色30分钟，过滤入另一3000L搪玻璃反应釜内，升温至80℃，保持在75-85℃滴加10％稀硫酸调PH＝3.8，甩干，水洗，甩干，烘干得对氰基苯甲酸成品145.3kg。HPLC法含量99.6％，收率以对甲基苯甲腈计为99.1％。

实施例7：

氧化：将实施例1氧化反应所得滤液重新打入2000L反应釜，测水份后补加醋酐95kg除水，重新加入117kg对甲基苯甲腈，再补加冰醋酸(98％)1408kg，补加2.34kg醋酸钴，2.34kg醋酸锰，1.17kg溴化钾，之后启动搅拌升温至110℃，匀速通入氧气72kg；取反应液中控，当对甲基苯甲腈质量分数小于0.5％时，停通氧气降温至30℃，甩干得对氰基苯甲酸粗品湿重194kg。

精制：向3000L搪玻璃反应釜内加入对氰基苯甲酸粗品194kg，水2000L，升温至80℃滴加30％碳酸氢钠水溶液调PH＝7，加入3kg活性炭搅拌脱色30分钟，过滤入另一3000L搪玻璃反应釜内，升温至80℃，保持在75-85℃滴加10％稀硫酸调PH＝3.8，甩干，水洗，甩干，烘干得对氰基苯甲酸成品145.3kg。HPLC法含量99.5％，收率以对甲基苯甲腈计为99.1％。

通过实施例1和实施例5～7的对比，所得对氰基苯甲酸成品的收率及纯度数据对比如表2。

表2：

实施例	收率％	纯度％
			1	99.0	99.4
5	99.3	99.8
			6	99.1	99.6
7	99.1	99.5

不难发现实施例5所得对氰基苯甲酸成品含量及收率均为最高值，由此说明实施例5中各反应物的用量、比例及温度等值为在重复使用母液的前提下进行氧化和精制的最优值。

另外，实施例5-7利用了实施例1中氧化反应所得母液，在相同精制条件下，所得对氰基苯甲酸成品收率和纯度均高出实施例1，由此得出结论：再次利用氧化反应母液进行合成氰基苯甲酸，可进一步提升成品的收率和纯度。

实施例8：

氧化：将实施例3氧化反应所得滤液重新打入2000L反应釜，测水份后补加醋酐85kg除水，重新加入117kg对甲基苯甲腈，再补加冰醋酸(98％)1408kg，补加2.34kg醋酸钴，2.34kg醋酸锰，1.17kg溴化钾，之后启动搅拌升温至110℃，匀速通入氧气72kg；取反应液中控，当对甲基苯甲腈质量分数小于0.5％时，停通氧气降温至30℃，甩干得对氰基苯甲酸粗品湿重188kg。

精制：向3000L搪玻璃反应釜内加入对氰基苯甲酸粗品188kg，水2000L，升温至80℃滴加30％碳酸氢钠水溶液调PH＝7，加入3kg活性炭搅拌脱色30分钟，过滤入另一3000L搪玻璃反应釜内，升温至80℃，保持在75-85℃滴加10％稀硫酸调PH＝3.8，甩干，水洗，甩干，烘干得对氰基苯甲酸成品142.0kg。HPLC法含量98.7％，收率以对甲基苯甲腈计为95.2％。

实施例9：

氧化：将实施例3氧化反应所得滤液重新打入2000L反应釜，测水份后补加醋酐85kg除水，重新加入117kg对甲基苯甲腈，再补加冰醋酸(98％)1408kg，补加4kg醋酸钴，4kg醋酸锰，2kg溴化钾，之后启动搅拌升温至110℃，匀速通入氧气72kg；取反应液中控，当对甲基苯甲腈质量分数小于0.5％时，停通氧气降温至30℃，甩干得对氰基苯甲酸粗品湿重190kg。

精制：向3000L搪玻璃反应釜内加入对氰基苯甲酸粗品190kg，水2000L，升温至80℃滴加30％碳酸氢钠水溶液调PH＝7，加入3kg活性炭搅拌脱色30分钟，过滤入另一3000L搪玻璃反应釜内，升温至80℃，保持在75-85℃滴加10％稀硫酸调PH＝3.8，甩干，水洗，甩干，烘干得对氰基苯甲酸成品142.0kg。HPLC法含量98.9％，收率以对甲基苯甲腈计为96.0％。

实施例10：

氧化：将实施例3氧化反应所得滤液重新打入2000L反应釜，测水份后补加醋酐85kg除水，重新加入117kg对甲基苯甲腈，再补加冰醋酸(98％)1408kg，补加0.23kg醋酸钴，0.23kg醋酸锰，0.12kg溴化钾，之后启动搅拌升温至110℃，匀速通入氧气72kg；取反应液中控，当对甲基苯甲腈质量分数小于0.5％时，停通氧气降温至30℃，甩干得对氰基苯甲酸粗品湿重183kg。

精制：向3000L搪玻璃反应釜内加入对氰基苯甲酸粗品183kg，水2000L，升温至80℃滴加30％碳酸氢钠水溶液调PH＝7，加入3kg活性炭搅拌脱色30分钟，过滤入另一3000L搪玻璃反应釜内，升温至80℃，保持在75-85℃滴加10％稀硫酸调PH＝3.8，甩干，水洗，甩干，烘干得对氰基苯甲酸成品142.0kg。HPLC法含量98.5％，收率以对甲基苯甲腈计为94.7％。

通过实施例3和实施例8～10的对比，所得对氰基苯甲酸成品的收率及纯度数据对比如表3。

表3：

实施例	收率％	纯度％
			3	94.3	98.3
8	95.2	98.7
			9	96.0	98.9
10	94.7	98.5

实施例8-10利用了实施例3中氧化反应所得母液，在相同精制条件下，所得对氰基苯甲酸成品收率和纯度均高出实施例3，再次验证了如下结论：再次利用氧化反应母液进行合成氰基苯甲酸，可进一步提升成品的收率和纯度。

由此可以进一步得出结论：再次使用氧化反应中所得的母液进行反应，不仅可以降低成本、实现清洁生产，而且能进一步提升成品的质量，实现双赢。

上述参照具体实施方式对氰基苯甲酸制备方法进行了详细的描述，但实施实例的描述是说明性而并非限定性的，可按照所限定范围列举出若干个实施例，因此在不不脱离本发明技术的实质和范围下的变化和修改，应属本发明的保护范围之内。