2-硝基对苯二甲酸的应用与研究

概述

2-硝基对苯二甲酸‌（Nitroterephthalic acid）是一种化学式为C₈H₅NO₆，分子量为211.13的有机化合物，简称NPTA。其分子中有三个能与其他物质发生多种反应的活性官能团，是制备酰氯，酯类和肼盐等化合物的重要原料，合成医药上的麻醉剂和抗药剂的中间体，亦是多种金属的缓蚀剂。国外已广泛用作防冻液的添加剂^[1]。

制备方法

关于2-硝基对苯二甲酸‌的制备，文献报道的方法主要有：高温高压氧化法，酰氯硝化法，聚对苯二甲酸乙二醇酯硝化水解酸化法，对甲苯胺氧化法，PTA直接硝化法。上述方法大多存在着反应繁琐，时间长，成本高，收率低等问题，需要做进一步的优化。文献报道了一种基于PTA直接硝化法的改进工艺：1克PTA加入到适量冷却混酸（硝酸-硫酸）中，反应温度为45-80℃，反应时间2.5-4小时，反应完毕即可得到熔点为266-268℃的浅黄色结晶，得率为84-85%^[1]。

应用

催化剂制备领域公开了一种以2-硝基对苯二甲酸‌作为配体的铀酰配合物光催化剂的制备方法。该催化剂分子式为(Htmp)[(UO)(ntp)]·HO，分子式中tmp为四甲基吡嗪，ntp为2-硝基对苯二甲酸根离子，是一种纯度不低于99%的黄色粉体，为单斜晶系，P2/n空间群，晶胞参数为β=93.394(1)°。在可见光下降解模拟抗生素污染物的高效能光催化剂，该配合物光催化剂可采用离心分离的方法回收再利用，避免了该催化剂可能引起的二次污染，且具有能耗低，操作简便，对设备要求低等优点^[2]。

有关研究

采用不同有机配体(对苯二甲酸，2-硝基对苯二甲酸，2-氨基对苯二甲酸，2-羟基对苯二甲酸)，利用剂热合成法合成锆基MOFs结构UiO-66及其衍生物，添加不同的调节剂(甲酸，乙酸，苯甲酸和盐酸)调节锆基MOFs结构。采用XRD，SEM和FT-IR等对锆基MOFs材料进行表征，研究不同的调节剂和添加量对锆基MOFs形貌特征和结构性质的影响。研究发现，调节剂的不同对锆基MOFs结构形成产生不同影响，盐酸和乙酸混合调节剂能显著提高UiO-66的结晶度，当n(调节剂):n(ZrCl4)=30:1时，苯甲酸调节剂可以获得尺寸为500 nm结构规整的UiO-66八面体晶体，甲酸调节剂将UiO-66的比表面积由1173.3 m²/g提高到1973.8 m²/g。选择3种锆基MOFs作为酯化反应催化剂，UiO-66-NH₂催化活性较好，其游离脂肪酸转化率为50.7%，用KOH催化酯化油反应得到的生物柴油产率为51.6%，脂肪酸甲酯含量可达99%以上^[3]。

参考文献

[1]韩莉,马明扬.2-硝基对苯二甲酸的合成[J].山西化工,1991,(02):35-36.DOI:10.16525/j.cnki.cn14-1109/tq.1991.02.014.

[2]王龙,许伟,朱红林,等.一种2-硝基对苯二甲酸铀酰配合物光催化剂:CN201811508519.5[P].

[3]杨子飞,曹阳,李进.锆基MOFs的合成和表征及催化制备生物柴油[J].精细化工, 2020(2):9.DOI:10.13550/j.jxhg.20190406.