CAS号 [89-41-8] 生产工艺  3-硝基-4-甲氧基苯甲酸

CAS名: Benzoic acid, 4-Methoxy-3-nitro-, 参考文献:  Beil. 10, 181.

用途：有机合成和红色有机颜料，请见红色基KD和红色基KL等生产工艺。

生产工艺文献: 本人根据特种文献整理如下。附加国内研究开发动态。

BIOS 1153, 46-48. (=胶卷PB 85687) 3-Nitro-p-anisic acid (Leverkusen) 英国人译自德文。抄录如下。

反应式: 本人有加注。译者未说译自哪个PB报告？这是路线1.
  

Plant: 1 C.I. nitrator, 3000 l., with lid and stirrer, cooling jacket coils for brine cooling.

1 8000 l. tiled vat with lead coils and brine connection.   1  Tiled nutsche. 

1 Tiled blow-egg. The tiled units are jointed with asplit.   2  Wooden vats, 8000 l.   1  Small rubber or lead press.

Materials:  p-Anisic acid M.W. 152   200 kg. (100 = 45.4 kg. NaNO₂)  Sulphuric acid 98% 2000 kg.

          Water 40 kg. Mixed acid N (33.0% HNO₃ , 48.0% H₂SO₄ , 19% H₂O )  260 kg.

Process: (1) Nitration:

The nitratot is charged with 2000 kg. of 98% sulphuric acid and 40 kg. of water, followed by 200 kg. of p-anisic acid (dried and ground) at 5-10⁰C.

As soon as solution is complete, mixed acid N (260 kg. =97% theory) is run in with very good agitation below 0⁰C. It is then stirred for 12 hours.    Test:

100 g. of the nitration are dissolved in 1000 cc. water, reduced with zinc dust and estimated with nitrite. The requirements should be not less than 35.4 g NaNO₂ (theory 36.2). The m.P. of the precipitated nitrocompound should be 184-185⁰C.

The batch is now blown into 3000 l. of water, cooled with brine, so that the temperature does not rise above 25⁰C. Test:

1 l. filtrate from filtered product is reduced with zinc dust. The whole filtrate should be equivalent to ca. 3 kg. NaNO₂.

It is now dropped to a nutsche and washed with water. (2) Purification:

The crude nitroanisic acid is stirred into 1000 l. of water at 50⁰C and nearly neutralized with 400 kg. of caustic liquor followed by soda.  It should give a clear solution. 10 kg of sawdust and 5 kg soda of desolourising carbon are added and the batch screened through a small press into a second vat. Here it is acidified to Congo paper with 300 l. of hydrochloric acid and the pure white product filtered at 25⁰C, washed a little and finally hydro-extracted.      Yield = 432 kg moist. It is dried at 70-75⁰ and ground.

Yield = 225 kg (100= 33.0 g NaNO₂ by NO₂and 100= 33.2 g NaNO₂ by COOH.). = 74 kg NaNO₂ = 74 kg NaNO₂ = 82% theory.

M. Pt. 184-186⁰ (Lit. 186-187⁰).

Notes:  A yellowing of the product indicates some hydrolysis of the methoxy-group. To prevent this hydrolysis the sulphuric acid must not be higher than 96%. It is also desirable to use a mixed acid containing 20% water.

To prevent sulphonation the addition of p-anisic acid must be made below 10⁰ and the nitration started immediately solution is complete.

FIAT 1313,I, 206-7. (=胶卷PB 85172)  101. 3-Nitro-p-anisic acid. (I.G. Leverkusen) o-nitroparanisaeure. 美国人译自德文，抄录如下。

    译者也未说译自哪个PB报告？基本上是同一德文生产工艺，只是译法不同，但本人现在未找到原件。

Apparatus:  1 – cast iron jacketed nitrator, with internal cooling coil, 3000 l.    1 – stoneware nutsch. 

1 – stoneware receiver. The stoneware apparatus jiones are sealed with cement.  2 – wood tubs, 8000 l.

1 – small press, lead or rubber-lined.

Materials:  1 – 200 kg anisic acid (45.2 NaNO₂/100) 2 – 2000 kg H₂SO₄ 98% 3 – 40 kg  H₂O.

4 – 260 kg mixed acid (33 HNO₃ , 48 H₂SO₄ , 19 H₂O )

Charge nitrator with (2) and (3) and cool to 5 to 10⁰C. Add (1) and let dissolve. Cool to under 0⁰C. and add (4) gradually, keeping temperature at 0⁰C. or under. Stir 12 hrs. Test by reducing a drowned sample with zinc dust. 100 parts should consume 35.4 parts NaNO₂. Theory = 36.2 parts NaNO₂ . Product melts at 184-5⁰C. Drown nitration in 3000 l. brine-cooled water, keeping temperature no higher than 25⁰C. Test: 1 l. of suspension reduced with zinc consumes about 3 kg NaNO₂ . Filter on nutsch and wash.

Purification:

Dissolve the crude in 1000 l. water at 50⁰C. with about 400 kg. NaOH and then Na₂CO₃ . Obtain nearly neutral clear solution. Add about 10 kg. saw-dust and 5 kg. decolorizing carbon. Filter through small press to 2^nd tub. Add about 300 l. 20⁰Be’ HCl to make acid to Congo. Filter on nutsch at about 25⁰C. and wash. Centrifuge cake from nutsch. Yield: 432 kg. wet product.

Dry at 70-75⁰C. and mill. Yield = 225 kg. dry product, analyzing 33.0 NaNO₂ /100 for nitro group and 33.2 NaNO₂/100 for COOH group. = 82% of theoretical. Melting point = 184-6⁰C. Lit. 186-7⁰C.

Notes on process:  Yellow coloration of product is caused by hydrolysis of the OCH₃ group. To prevent this the H₂SO₄ must be at least 96%. It is advantageous to use mixed acid with 20% water content. To prevent sulfonation do not dissolve (1) about 10⁰C. Start nitration at once after (1) is dissolved.

中文摘译。张澍声。《精细化工中间体工业生产技术》1996年。P. 95.（译自BIOS和FIAT）请见原书。

国内研究动态:

吕玉芝 唐会林  红色基KD合成新工艺探讨[J]染料工业，1996，2, 37-38(32) 2. 硝化 抄录如下。

在500 ml的三口瓶中加入4-甲氧基苯甲酸41.5 g , 二氯乙烷166.0 g , 98%硫酸o.5 g。 在45⁰C下，于3小时内滴加98%硝酸19 g . 在45±2⁰C, 保温2小时。经后处理，得产品3-硝基-4-甲氧基苯甲酸52.7 g , 重量收率98%。上文未引用上述文献。

反应式: 本人有加注。 这是路线2。

FIAT 1313,I, 216-7. (=胶卷PB  85172)  109. 3-Nitro-4-methoxybenzyl chloride. I.G. Hoechst  1947年6月10日。美国人抄自德文。 “Nitroxyl chloride” Apparatur: 250 lose verbleiter Kessel, Ruehrer 100 Touren, Tonnutsche.

Einsatz:  82 kg Schwefelsaeure  95%ig. 50 kg Formaldehyde  30%ig. 50 kg  Nitroanisol. 32 kg Salzsaeuregas.

Im Kessel, der durch eine hinter den Kuehler geschaltete Waschflasche mit Schwefejsaeure abgesperrt ist, werden zu vorgrlrgten 50 kg Formaldehyd 30%ig unter Ruehren und Kuehlung bei 15-20⁰ innerhalb 4-6 Stunden mittels Tropftricher 82 kg Swefeksaeure 95%ig zugegeben. Dann leitet man bei 20-25⁰ Salzsaeyregas in einer stuendlichen Menge von etwa 1 kg bis zur Saettigung ein (Dauer etwa 10 Stunden). Anschliessend laesst man innerhalb 1 Stunde bei 20⁰ 50 kg Nitroanisol zulaufen und setzt dann die Einleitung von gasfoermiger Salzsaeure – stuendlich ¹/₂ – 1 kg – bei 50⁰ nochmals etwa 10 Std. fort. Das ende der Umsetzung wird an folgenden Proben feztgestellt （抄注: 打字错了，应是 festgestellt !）这里说明资料是按德文原件打字的！

Eine im Labor abgesaugt Probe darf in der Lauge kein Oel mehr enthalten und der Schmelzpunkt der rohen Ware soll bei 85-86⁰ leigen. Wenn diese Bedingungen noch nicht erreicht sind, muss weiten Salzsaeuregas eingelegtet werden. Der Kesselinhalt wird nach Beendigung der Reaktion abgekuehlt, abgesaugt, der Rueckstand neutral gewaschen und im Vakuum bei 40-50⁰ getrocknet.

Ausbeute:  65.3 kg

Qualitaetspruefung:  10 g werden mit 10 ccm Sprit und 6 ccm Pyridin eine halbe Stunde auf dem Wasserbad erwaermt, dann mit

Wasser verduennt und abgesaugt. Der gewaschnene und getrocknete Rueckstand (vorwiegend Dinitro-dimethoxy-diphenylmethan)

Soll nicht ueber 5% betrageb. Der Schmelzpunkt der reinen Substanz ist 87.5⁰ . 说明反应物中有3,3‘-二硝基-4,4‘-二氨基二苯甲烷。

这是3-硝基-4-甲氧基氯苄 [6378-19-4]的生产工艺。

中文摘译。张澍声。《精细化工中间体工业生产技术》1996年  P. 154. 请见原书。

国内开发申请的专利：

张正富 等。中国专利 CN 104356000.  2015年2月18日。未提有上述文献。部分抄录如下。

（1）制备3-硝基-4-甲氧基氯苄。在500 ml四口反应瓶中开动搅拌，将154.9克98%硫酸溶液加入40.6克，30%的甲醛溶液中，再加入75.5克，30%盐酸，再加入折百68.4克 （0.4 mol）邻硝基苯甲醚，在65-70⁰C, 压力0.1 Mpa下，保温反应10小时，反应完成后，将反应液冷却至15⁰C, 过滤得到3-硝基-4-甲氧基氯苄产品79.9克，含量99.3%。收率90.3%。=[6378-19-4]

（2）制备3-硝基-4-甲氧基苯甲基醇。 在500 ml四口反应瓶中，将步骤（1）所得3-硝基-4-甲氧基氯苄固体加入到400 ml, 15%氢氧化钠水溶液中，开动搅拌升温至80⁰C, 中和反应约12小时，反应结束，过滤得3-硝基-4-甲氧基苯甲基醇产品69.6克，含量99.1%，收率95.1%。 =[41870-24-0]

（3）制备3-硝基-4-甲氧基苯甲酸。 在四口反应瓶中将所得3-硝基-4-甲氧基苯甲基醇加入到300 ml, 60%浓度的硝酸溶液中，开动搅拌慢慢升温进行反应，在温度85-90⁰C, 压力0.1 Mpa下，保温反应10小时，反应结束，过滤得产品3-硝基-4-甲氧基苯甲酸产品67.9 g，含量99.3%，收率91.2%。为白色晶体，熔点≥191⁰C. 收集滤液备下一批套用。=[89-41-8]

加注:

1.  同一德文生产工艺，英美译法不同，最好是看原文。问题是我还未找到原文，所以没有抄录。

2.  在2015年的中国专利中，未见到对产品的历史进行评述，我认为1996年，染料工业，1996,2,37-8. 吕玉芝和唐会林同志的评述是正确的，问题是二者均未引用早期德文生产工艺这一历史事实。又因为国内外没有此类文献的编目和收录。我想，专利局是会容易通过的，是否实用请读者评述！

3.  由于本人未收录其它PB报告目录，所以，3-硝基-4-甲氧基苄醇的德国生产工艺原文未抄录。

4.  我已发现美国人抄录的德文，因打字原因，有打错的。前面也提到过。

5.  本人再次提出，有一些历史文献，对我们的开发还是有用的，希望能利用。

陈忠源  2016年11月27日          于 无锡  明辉国际，