鄰氨基苯甲酸甲酯生產工藝

李愛英 孫 杰 曲榮昌 趙慶勝 吳清昊 于盛楠 張良杰 尹進華

1青島清科綠源科技咨詢開發有限責任公司 （山東青島 266045）

2山東新華制藥股份有限公司 （山東淄博 255000）

3青島科技大學 （山東青島 266042）

鄰氨基苯甲酸甲酯是一種重要的化工原料，在精細化工、制藥、染料、食品等行業有廣泛的應用。常溫下為淡黃色或者無色液體，具有濃郁的果香和花香[1]；在長期暴露的條件下會改變顏色，并且可能在常溫下隨水蒸氣而波動；溶于乙醚、乙醇（藍色熒光乙醇溶液）、丙二醇和大多數揮發油，微溶于水、礦物油，不溶于甘油；常壓下的相對密度（）為 1.168 2，沸點為 273℃，折射率（n25D）為 1.582～1.584，熔點為 24～25 ℃[2]。

1 鄰氨基苯甲酸甲酯的用途

鄰氨基苯甲酸甲酯的合成于19世紀末已有報道[3]，但作食品添加劑則是20世紀中葉才開始。鄰氨基苯甲酸酯類物質既是酯又是芳族伯胺，因而具有酯和胺的雙重特性。隨著對其研究的深入，新的用途不斷被發現，如可以作抗微生物劑、水果防凍劑、防蟲害劑[4]等等。與此同時，鄰氨基苯甲酸甲酯引起的個別的局部輕微過敏生理效應也引起人們的關注。但國際香料協會認為，作為香料混用配香調味是允許的[5]。

鄰氨基苯甲酸甲酯在染料制造、香料制造、醫藥制造、農藥制造、食品加工和精細化學品合成等領域中均應用廣泛[6]。由于社會和工業發展需要，對鄰氨基苯甲酸甲酯的需求會越來越多。在香料合成方面，由于其擁有濃烈的花香和水果香氣，在日用香精、食品香精合成中有廣泛應用，可以用于柑橘、草莓、西瓜、甜瓜、檸檬、羅干梅等多種水果香型香精中；在染料中用于生產蒽醌染料、靛族染料和偶氮染料——分散橙、分散黃、中性藍等染料；在醫藥制造中用于制作非甾體類抗炎鎮痛藥甲滅酸，合成維生素L和抗心律失常藥常咯啉、非巴比妥類催眠藥（例如安眠酮）等多種醫藥；作為化學試劑，與1-萘胺共同作用，用于測定亞硝酸鹽；可用作多種金屬離子的絡合劑，如 Mg、Hg、Pb、Zn 等。

2 鄰氨基苯甲酸甲酯生產工藝

目前，鄰氨基苯甲酸甲酯常用的生產方法有苯酐氨水法、苯酐尿素法和鄰硝基苯甲酸法[7-11]。苯酐法生產工藝要求較高，步驟較復雜，但是其產量高、產品含量高。鄰硝基苯甲酸法產生的廢水多，反應中生成的副產物鄰氨基苯甲酸分子內鹽，會消耗大量的酸性催化劑，且產量較苯酐法低。經過優化，鄰硝基苯甲酸法也具有較高的收率。

2.1 鄰硝基苯甲酸法

該方法以鄰硝基苯甲酸為反應原料，先使用鐵粉或者硫化鈉還原，之后進行直接酯化。該法不僅鄰氨基苯甲酸分子會形成內鹽，還會有大量廢水生成，并且為了使催化酯化反應能順利進行，破壞分子內鹽鍵所消耗的酸性催化劑的量至少是鄰氨基苯甲酸的2倍，酯化收率也較低。為了克服上述問題，研究者對該工藝進行了改進[12]，先進行酯化反應生產鄰硝基苯甲酸甲酯，再進行催化加氫還原硝基。

第一步酯化反應，反應物為鄰硝基苯甲酸、甲醇、苯和酸性催化劑，反應過程中加熱蒸出生成的水，不再有水餾出時，表明反應結束。蒸出過量的甲醇和苯后，將溶液冷卻。產物反復用水和10%NaHCO3溶液洗滌至pH為7左右。進行減壓蒸餾，收集112～114℃餾分，即為鄰硝基苯甲酸甲酯。

第二步加氫還原反應，反應物為甲醇、鄰硝基苯甲酸甲酯和雷尼鎳催化劑。密封高壓反應釜，用氫氣置換空氣，開動攪拌升溫，加氫壓至不再吸氫，反應結束。過濾雷尼鎳催化劑，蒸餾過濾液回收甲醇，收集108～110℃的餾分，即為鄰氨基苯甲酸甲酯。鄰硝基苯甲酸法制鄰氨基苯甲酸甲酯反應式見圖1。

圖1 鄰硝基苯甲酸法制鄰氨基苯甲酸甲酯過程反應式

2.2 苯酐氨水法

苯酐法是我國獨創的鄰氨基苯甲酸甲酯制備工藝，其生產原料包括苯酐、甲醇、氨水、氫氧化鈉和次氯酸鈉等，含有酰胺化、霍夫曼重排反應[13-14]和酯化等化學反應。先將苯酐加入反應釜中，再將制冷的氨水放入并開始攪拌，攪拌至升溫后慢慢加入氫氧化鈉溶液，并控制pH在11.5左右，保溫反應30 min左右；排氨3.5 h（保證氨氣排凈），制得鄰甲酰胺苯甲酸鈉溶液（簡稱酰胺化液）；在降溫到0℃以下的酰胺化液中加入制冷的次氯酸鈉和甲醇的混合溶液，在0℃以下反應45 min，待其自然升溫到30℃左右時，用淀粉碘化鉀溶液檢測溶液至沒有明顯現象；加入適量亞硫酸氫鈉溶液使中間產物鄰苯甲酸鈉異氰酸酯更加穩定，攪拌至溶液稀釋，加入熱水水解，待完全水解后靜置分離，取出上層油層即為鄰氨基苯甲酸甲酯產品。

圖2 苯酐法制鄰氨基苯甲酸甲酯工藝流程

苯酐法制備鄰氨基苯甲酸甲酯工藝流程如圖2所示。

苯酐氨水法生產鄰氨基苯甲酸甲酯的主要特點是產品質量好、收率高。相對于甲苯法，苯酐法產生的污染比較好治理、生產周期比較短。

2.3 苯酐尿素法

目前苯酐氨水方法中，由于氨水刺激性氣味大，易燃易爆等環保安全問題日益突出，有些研究把氨水改為尿素[15]。相較于苯酐氨水法，苯酐尿素法環境污染問題得到有效改善，勞動強度及生產成本大大降低，反應速率更快，收率更高，反應后的廢水中氨氮含量低，更有利于后續廢水的處理。

苯酐尿素在熔融狀態下進行反應生成鄰苯二甲酰亞胺，鄰苯二甲酰亞胺與堿液經酰胺化反應生成亞胺鈉，亞胺鈉與次氯酸鈉、甲醇經霍夫曼降級、酯化反應生成鄰氨基苯甲酸甲酯，將油水兩相分離，油相為鄰氨基苯甲酸甲酯，水相經蒸餾得到未反應的甲醇（回用），反應方程式如圖3所示。

3 結語

鄰氨基苯甲酸甲酯是一種重要的精細化工中間體，由于社會和工業發展需要，對鄰氨基苯甲酸甲酯的需求量會越來越多。各生產企業應積極響應國家“十三五”發展規劃，面對鄰氨基苯甲酸甲酯生產過程中普遍存在的安全環保壓力大、人工成本高、間歇生產效率低等突出問題，積極探尋更加綠色環保的智能連續化工藝路線，縮短生產周期、降低能耗和原料消耗等，力爭使鄰氨基苯甲酸甲酯生產過程沒有污染物生成，對環境友好，符合國家環保政策要求。

圖3 苯酐尿素法制鄰氨基苯甲酸甲酯方程式