简述
4-硝基氯苯（英文名称：4-Chloronitrobenzene）又名对硝基氯苯，简称p-NCB，是一种在染料，农药和医药中均有广泛应用的有机合成中间体[1]。常温下，该物质表现为浅黄色结晶，难溶于水，微溶于冷乙醇，溶于热乙醇、乙醚、丙酮和苯等有机溶剂[2]。
制备方法
化工原料技术领公开了一种高纯度4-硝基氯苯的制备方法，包括以下步骤：S1，将氯化苯，硝酸，催化剂加入到合成釜内部进行反应，反应完成后，得到混合产物；S2，将混合产物冷却并泵入板框压滤机进行固液分离，分离出硝油相，将硝油相进行中和，水洗，干燥，结晶，得到高纯度4-硝基氯苯。该制备方法各步骤通过功能适配与工艺协同，实现高效制备高纯度4-硝基氯苯的目标，采用固体催化剂，催化位点集中，加入较少的量就可以达到较高的催化效率[2]。
应用
4-硝基氯苯可作为有机合成原料合成多种化合物。例如，以苯硫酚钠和4-硝基氯苯为原料，经过取代，还原，重氮化，水解4步反应可最终合成4-苯硫基苯酚。通过单因素实验确定了还原反应的较佳条件是：原料配比n(4-硝基二苯硫醚):n(水合肼)=1:2.5，催化剂三氯化铁用量为4-硝基二苯硫醚质量的3.0%，反应温度70℃，反应时间4.5h。目标产物4-苯硫基苯酚总收率约为64%，纯度为95%[3]。用KClO3-H2SO4直接氯化4-硝基氯苯可制备得到1,2-二氯-4-硝基苯，最优反应条件下，1,2-二氯-4-硝基苯的收率可以达到91%[4]。以4-硝基氯苯，氟化钾以及二甲基亚砜为原，在催化剂的作用下则可实现4-硝基茴香硫醚的制备，合成工艺原料来源广泛且价格低廉，反应条件温和，工艺相对简单，各步反应均为常规操作，且产物收率较高[5]。
除了基础的有机合成，4-硝基氯苯还可用于合成光敏剂茜素黄R钠盐。具体制备方法包括以下步骤：(1)取4-硝基氯苯溶解于二氯甲烷中，得溶液A；(2)取氢氧化钠溶于水，配成10%水溶液，加入5-肼基水杨酸，制得5-肼基水杨酸钠水溶液B；(3)搅拌下将溶液A和溶液B混合，然后升温,搅拌反应；(4)降温，静置，分相；(5)水相升温，滴加5%双氧水，超声波，搅拌下反应得到茜素黄R钠盐；(6)精制后，得高纯度茜素黄R钠盐。该发明采用4-硝基氯苯和5-肼基水杨酸缩合，然后双氧水氧化脱氢的一锅法新工艺制备了茜素黄R钠盐，具有工艺安全，高效，绿色的优点，避免了重氮化工艺，降低了三废[6]。
选择性加氢
4-氯苯胺是一类重要的农药，医药有机中间体，广泛用于精细化学品如染料，防腐剂，药物，除草剂，杀虫剂的工业合成中。在4-硝基氯苯的液相催化加氢制备4-氯苯胺的相关工艺中，通常选用有机溶剂作为反应介质。因此，本文首先研究了不同溶剂对4-硝基氯苯选择性加氢反应活性及选择性的影响，然后进一步研究了重金属盐和其它溶剂对4-硝基氯苯催化加氢反应性及选择性的影响。
研究表明：醇类溶剂是最好的溶剂，且随着溶剂极性的增加，4-硝基氯苯的加氢选择性逐渐增大；FeCl2可以提高其选择性，而CuCl2，FeCl3使选择性达到100%。在此基础上，发展出一种4-硝基氯苯选择性加氢制备4-氯苯胺的溶剂体系，并找到了一种效果明显的脱氯抑制剂[7]
还原-氧化耦合修复
针对土壤和地下水中难以去除的污染物4-硝基氯苯(4CNB)，研究人员提出了微米级活性炭(MAC)介导的先还原后氧化的耦合修复工艺。通过序批实验，密度泛函分析，电子顺磁共振分析等手段研究了MAC表面性质，温度对强化硫化物还原4CNB的影响，探究了4CNB还原-氧化反应机理。结果表明，在MAC介导下，4CNB可能发生了热力学有利的双电子还原过程，并且MAC对污染物的吸附富集作用减轻硫化物对过硫酸盐氧化过程的影响，高效去除了难以被硫化物还原和过硫酸盐氧化的4CNB。MAC强化下，4CNB还原速率相比单独硫化物作还原剂时提高8~82倍，35℃以上反应4h其降解率超99%。当4CNB还原为4-氯苯胺(CAN)后在炭表面经自由基氧化和过硫酸盐直接氧化去除。该研究提出了一种新的微米炭介导的4CNB还原-氧化耦合修复路线，为利用热处理工艺余热，实现低能耗，低成本修复4CNB污染土壤和地下水提供了新的思路[8]。
参考文献
[1]董婷婷.CMC稳定化纳米Pd/Fe还原去除对硝基氯苯研究[D].华南理工大学,2011.
[2]周宗林,英雄辉,石志标,等.一种高纯度对硝基氯苯的制备方法:CN202511729400.0[P].
[3]冯柏成,李同全,张庆云.4-苯硫基苯酚的合成及表征[J].青岛科技大学学报（自然科学版）, 2012(006):033.
[4]刘长春.制备1,2-二氯-4-硝基苯的新方法[J].化学世界, 2005.DOI:CNKI:SUN:HXSS.0.2005-03-013.
[5]吐松,张杰,卢英华,等.一种4-硝基茴香硫醚的合成方法.CN202211391614.8.
[6]郭建国,顾小焱,郑琦,等.一种茜素黄R钠盐的制备方法:CN201910349930.0[P].
[7]马宣宣,刘莺,等.4-硝基氯苯在RaneyNi催化下的选择性加氢[C]//全国环境化学学术大会.中国化学会;中国环境科学学会, 2013.
[8]王镝翔,黄铭泉,吴丁丁,等.微米炭介导下4-硝基氯苯的还原-氧化耦合修复[J].中国环境科学, 2023, 43(1):11.DOI:10.3969/j.issn.1000-6923.2023.01.015.