對硝基苯甲酸（4-硝基苯甲酸）是一種重要的有機(jī)合成中間體，外觀為淡黃色晶體或粉末，可用于生產(chǎn)阿帕魯胺、普魯卡因胺鹽酸鹽、鹽酸普魯卡因、葉酸、苯佐卡因、頭孢菌素V、退嗽等藥物以及活性豐色紅M-8B、活性紅紫X-2R。還可用作濾光劑、金屬表面防銹劑、彩色膠片成色劑、防曬劑等。目前主要的對硝基苯甲酸合成工藝為甲苯硝化，即氧化對硝基甲苯。找到更加高效和實(shí)用的合成方法來制備對硝基苯甲酸及其衍生物對于染料、醫(yī)藥、農(nóng)藥及感光材料行業(yè)都有十分重要的意義。這里我們探討如下幾種工藝：

1.  高錳酸鉀氧化法

可通過高錳酸鉀這種強(qiáng)氧化劑來氧化對硝基甲苯來制備對硝基苯甲酸。而根據(jù)詳細(xì)工藝及催化劑不同，又分如下幾種：

①  以KMNO4為氧化劑，催化劑使用十六烷基三丁基溴化磷，收率能達(dá)到75%以上。

②  以KMNO4為氧化劑，催化劑使用PEG-200，酸性介質(zhì)，90℃環(huán)境，收率為47%左右。

③  以KMNO4為氧化劑，稀硫酸濃度1.5mol/L，60℃環(huán)境，收率達(dá)80%以上。

④  以KMNO4為氧化劑，催化劑使用季銨鹽A-1，收率能達(dá)到92%以上。

此種方法優(yōu)點(diǎn)為反應(yīng)溫和，收率較高。缺點(diǎn)是副產(chǎn)物較多，操作復(fù)雜，不適合工業(yè)化生產(chǎn)。

2.  硝酸氧化法

①  使用硝酸和微波手段氧化聚苯乙烯，轉(zhuǎn)化為對硝基苯甲酸，收率達(dá)80%。

②  使用硝酸氧化對硝基甲苯，200℃環(huán)境，反應(yīng)1.5小時，收率為98%左右。

此種方法成本大大降低，而且操作簡單，收率高，已被很多企業(yè)采用。缺點(diǎn)是硝酸會嚴(yán)重腐蝕設(shè)備，廢液較多。

3.  重鉻酸鈉氧化法

①  使用重鉻酸鈉-硫酸氧化物對硝基甲苯，加熱回流1小時，粗產(chǎn)物使用乙醇-水重結(jié)晶，收率達(dá)80%。

②  使用重鉻酸鈉-硫酸氧化物對硝基甲苯，在氧化液中加入少量Mn2+可增加收率，最終收率達(dá)85%。

該方法桶硝酸氧化法類似，效果也較好。缺點(diǎn)依然是設(shè)備腐蝕嚴(yán)重，不適宜大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)。

4.  次氯酸鈉氧化法

使用次氯酸鈉氧化對硝基甲苯，使用RuO4為催化劑，收率達(dá)87%。

此方法反應(yīng)條件溫和，收率較高。但成本太高，設(shè)備腐蝕嚴(yán)重，難以實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。

5.  空氣氧化法

①  使用芳烴為溶劑，加入催化劑，直接使用空氣氧化對硝基甲苯，收率達(dá)94%。

②  使用鄰二氯苯-丙酸作為溶劑，催化劑使用乙酸鈷、溴化物復(fù)合物，使用空氣氧化對硝基甲苯，收率為90%左右。

此方法工藝簡單，環(huán)境污染小，三廢少，而且緩和了設(shè)備腐蝕，成本顯著降低，該方法利于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。

6.  氧氣氧化法

①  使用N-羥基鄰苯二甲酸亞胺為催化劑，冰乙酸為溶劑，使用氧氣氧化對硝基甲苯，收率達(dá)82%。

②  使用四羧基鈷酞菁為催化劑，堿性介質(zhì)，55℃環(huán)境，使用氧氣氧化對硝基甲苯，收率為87%左右。

③  使用丙酸為溶劑，二氯化鈷、硫酸錳、溴化鉀為復(fù)合催化劑，使用氧氣氧化對硝基甲苯，170℃環(huán)境，0.7MPa壓力，反應(yīng)6小時，收率為72%左右。

此方法工藝簡單，產(chǎn)物易分離，氧化劑廉價(jià)易得，雖成本略高于空氣氧化法，但依然有良好的應(yīng)用前景。

7.  臭氧氧化法

①  使用臭氧氧化對硝基甲苯，溫度95℃，氣體流量30L/h，臭氧體積分?jǐn)?shù)1.0%，收率達(dá)93%，且母液可循環(huán)使用。

②  使用Co(OAc)2KBr為催化劑，使用臭氧氧化對硝基甲苯，收率為96%左右。

此方法可在常壓下進(jìn)行，母液可循環(huán)使用，收率純度均很較高，但催化劑制備復(fù)雜，成本偏高。

8.  雙氧水氧化法

過氧化氫是常見的優(yōu)良綠色氧化劑，本身無毒無味，分解產(chǎn)物為無毒害的水和氧氣，且價(jià)格低廉，反應(yīng)條件溫和。

①  在高壓釜中，以5%HBr，200℃環(huán)境，使用雙氧水氧化對硝基甲苯，收率達(dá)84%。

②  使用甲醇為溶劑，堿性條件，30℃環(huán)境，使用雙氧水氧化對硝基苯甲醛，收率為89%左右。

該方法十分綠色環(huán)保，經(jīng)濟(jì)高效，避免了傳統(tǒng)工藝的環(huán)境污染及設(shè)備腐蝕，是一條符合現(xiàn)代環(huán)保要求的優(yōu)良工藝路線。

總結(jié)：近年來，有關(guān)對硝基苯甲酸的合成方法和技術(shù)在國內(nèi)外科學(xué)家們的研究和探索下正在不斷的改進(jìn)和提高。就目前而言，空氣氧化法環(huán)境污染小，操作簡單，經(jīng)濟(jì)效益高，是優(yōu)良的制備對硝基苯甲酸的方法。但是隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，過氧化氫即將成為更加優(yōu)良的氧化劑，氧化效果好，價(jià)廉且來源豐富，是一種高效經(jīng)濟(jì)、綠色環(huán)保的氧化方法，有望成為最理想的氧化劑。