磺化石墨烯催化邻二甲苯的硝化反应研究

单洪亮

(宁波贝斯美投资控股有限公司，浙江 宁波 315000)

以硝酸为硝化试剂进行邻二甲苯的硝化反应时，产物除了有单硝化产物3-硝基邻二甲苯和4-硝基邻二甲苯，还有2-甲基-4-硝基苯甲酸、4-硝基邻苯二甲酸、二硝化产物及其氧化物。3-硝基邻二甲苯和4-硝基邻二甲苯都是重要的有机和医药中间体，在染料、高分子、植物生长调剂及医药等方面应用较为广泛。例如：4-硝基邻二甲苯是化学方法制备维生素B2、除草剂二甲戊灵(N-(1-乙基丙基)-3,4-二甲基-2,6-二硝基苯胺的原料；3-硝基邻二甲苯是制备抗炎镇痛药甲芬那酸(N-(2,3-二甲苯基)-2-氨基苯甲酸)的重要原料[1]。

目前，3-硝基邻二甲苯和4-硝基邻二甲苯的工业化生产方法为以邻二甲苯为原料，以硝酸为硝化试剂，浓硫酸为催化剂进行硝化反应制得[2]，但是反应物容易发生磺化反应。三氟甲基磺酸、高氯酸、硒酸等强酸也可用作硝化反应的催化剂，但是产生的废水污染及设备腐蚀比较严重[3-4]。

选用固体酸为催化剂，不仅易于从反应体系分离，而且不会产生废酸污染，对设备的腐蚀也较轻[5]。石墨烯不仅具有极大的比表面积，还具有良好的力学性能、电学性能、热学性能、光学性能，而且没有明显的生物毒性[6-7]。石墨烯这种独特的二维纳米结构和多种优异的性能，在理论研究与实际应用中都表现出了无穷的魅力。石墨烯经氧化后，表面含有丰富的含氧基团(羟基、羧基等)，在室温下就可以很好地分散在水、乙醇等极性溶剂中[8]。本文拟采用硝酸为硝化试剂、磺化石墨烯为固体酸催化剂催化邻二甲苯的硝化反应。……