文档介绍：
苯甲酸概述
苯甲酸又名安息香酸，是一种重要的精细有机化工产品，世界年产量达数十万吨。苯甲酸 主要用于生产苯甲酸钠食品防腐剂、染料、农药、增塑剂、媒染剂、医药、香料的中间体，还 可用作醇酸树脂和聚酰胺树脂的改性在中性或碱性条件下以高锰酸钾为氧化剂进行氧化侧链甲基被氧化成
羧基。
CH3
+ 2 KMnO4
COOK
4-2MnO,+ KOH + H,O
在中性或碱性条件下，甲苯用KMnO4氧化制苯甲酸时，苯甲酸以可溶于水的苯甲酸钾盐的 形式存在，KMnO4被还原为MnO2，同时有KOH和水的生成。分离得到的苯甲酸钾水溶液经无 机酸（如盐酸）酸化即可生成苯甲酸。
r^^^COOK
+ KCl
I + HCl
甲苯氧化法合成路线较短，操作简单，产率较高，但制备时间较长。
由于甲苯不溶于高锰酸钾水溶液中，故该反应为两相（有机相与水相）反应。反应需要较 高温度和较长时间，常须采用加热回流装置。如果在反应器中加入相转移催化剂，则可缩短反 应时间、提高反应速率，减少副反应，增大选择性，简化操作条件。
格氏试剂法
卤代烷在无水醚中可以与金属镁反应生成有机镁化合物RMgX，生成的这种有机镁化合物 称为格氏试剂（格氏试剂可溶于醚类），该反应称为格氏反应。向制得的格氏试剂中通入CO2
气体并酸性水解，可制得比卤代烷多一个碳原子的羧酸。 利用格氏试剂法制备苯甲酸时可采用一漠苯作原料。 主反应：
Br + Mg无水乙醚・
MgBr
MgBr + CO2
COOMgBr
COOMgBr + HCl
COOH + MgBrCl
水分子是含活泼氢的化合物，格氏试剂化学性质活泼，能被水分解生成烷烃和Mg(OH)X， 因此格氏反应为一忌水反应，空气中的水蒸汽会对其产生影响。
甲苯液相空气催化氧化法
甲苯液相空气氧化法反应式:
Qz S(A%《COOH-j-H20 <
此法为工业上生产苯甲酸的常用方法，是在Co(Ac)2催化剂存在下用甲苯液相空气氧化制 得。该反应中，甲苯为液相，空气为气相，采用空气作氧化剂。
空气液相氧化法的主要优点是，与化学氧化法相比，不消耗价格较贵的化学氧化剂。与空 气气-固相接触催化氧化法相比，反应温度比较低(100〜250°C)，反应的选择性好，因此可用于 制备多种类型的产品。例如，甲苯、乙苯和异丙苯用空气进行气-固相接触催化氧化时都生成苯 甲酸和过度氧化产物。而在空气液相氧化时，则可以分别得到苯甲酸、苯乙酮、a -乙苯过氧化 氢物和a -异丙苯过氧化氢物。
空气液相氧化的主要缺点是，在较低反应温度下，氧化能力有限，由于转化率低，后处理 操作复杂。反应液是酸性的，氧化反应器需要用优良的耐腐蚀材料。一般需要加压操作，以增 加空气在液相中的溶解度，从而提高反应速度、缩短反应时间，并减少尾气中有机物的夹带损 失。因此，空气液相氧化法的应用也受到一定的限制。
其他一些方法中，如重氮盐转化法合成路线较长，操作麻烦且产率不高；同碳三卤代物水 解法则需用到氯气，毒性较大。
综合比较以上几种方法，采用甲苯化学氧化法制备苯甲酸方法较好。
苯甲酸合成过程过程单元反应及其控制分析
甲苯化学氧化法合成路线较短，操作简单，产率较高，因此该法是作为苯甲酸产品合成的 首选方法。氧化反应过程及其控制分析如下：
甲苯的氧化反应机理
首先高锰酸钾分解产生原子态氧：
KMnO4 _, [O]
原子态氧再与甲苯发生反应：
CH3 COOH
Q +3[O] 亡 + H2O
这是一个游离基反应。如采用酸性'高锰酸钾溶液，甲苯能由苯甲醇、苯甲醛而最终被氧化 为苯甲酸；如采用中性或碱性高锰酸钾溶液，甲苯被直接氧化成苯甲酸而没有中间产物苯甲醇、 苯甲醛的产生。高锰酸钾分解释放出的[O]自由基越多，反应速度越快。
甲苯氧化反应的影响因素
甲苯的反应性质
甲苯有类似苯的芳香气味，沸点(常压)，熔点-。甲苯不溶于水，溶于乙 醇、乙醚和丙酮等有机溶剂中。甲苯分子中存在着甲基和苯基的相互影响，使得甲苯又具有不 同于苯和甲烷的性质，如苯环上的亲电取代反应（如卤化、硝化等），由于甲苯比苯多了一个甲 基，甲基是供电子基，它的存在会使苯环电子云密度增加，有利于亲电试剂对苯环的进攻，因 而甲苯比苯容易进行苯环上的亲电取代反应；甲苯在一般条件下性质十分稳定，但同酸或氧化 剂却能激烈反应。它的化学性质类似于苯酚和苯，反应活性则介于两者之间。甲苯主要能进行 自由基取代、亲电取代和自由基加成反应，亲核反应则较少发生。甲苯能与卤素单质（如漠） 反应，反应条件不同，得到的产物不同。在受热或光照条件下，甲苯可以和某些反应物（如漠） 在甲基上进行自由基取代反应。而