專利名稱:鄰苯二甲醚的合成方法
技術領域:
本發(fā)明涉及一種有機化合物的合成方法,特別是鄰苯二甲醚的合成方法。
背景技術:
鄰苯二甲醚又名藜蘆醚,其分子式SC8HiciO2,純品為無色透明液體,低溫為固體, 熔點22 23°C,有著廣泛的工業(yè)用途,是一種重要的精細化工原料,不僅是烯酰嗎啉合成 中的一個關鍵中間體,又可用作檢測血液中乳酸、測定甘油的試劑。根據(jù)原料的不同,目前鄰苯二甲醚的生產(chǎn)方法主要有鄰苯二酚法、愈創(chuàng)木酚法和 鄰鹵苯甲醚法。愈創(chuàng)木酚是以鄰苯二酚為原料的單甲基化產(chǎn)物,雙甲基化產(chǎn)物是鄰苯二甲 醚。而鄰苯二酚的甲基化反應是一個連串反應,單甲基化反應需要特定的反應條件與催化 齊U。因此,與愈創(chuàng)木酚法相比,鄰苯二酚法反應流程短,條件溫和,也更加經(jīng)濟合理。鄰鹵苯 甲醚法,存在著成本高、產(chǎn)率低、反應條件苛刻、需采用毒性較大的試劑等問題,與現(xiàn)在提倡 的綠色化學、原子經(jīng)濟等相違背。因此,鄰苯二酚法是合成鄰苯二甲醚的相對比較合理的方 法,也是現(xiàn)行采用最多的方法。鄰苯二酚法根據(jù)甲基化試劑的不同,又可分為碘甲烷法、硫酸二甲酯法、甲醇法和 氯甲烷法。其中碘甲烷和硫酸二甲酯路線是比較經(jīng)典的合成方法,收率都在95%左右,但原 料碘甲烷和硫酸二甲酯的毒性大,價格較高,廢水處理壓力大,導致生產(chǎn)成本偏高。甲醇法 相對來說比較清潔,但是需要采用以鋁、磷、硼和硅為主體元素的復合催化劑,而且反應條 件苛刻,對設備要求高,生產(chǎn)成本高,收率為85% 90%,目前尚處于研究階段。氯甲烷法 成本低,條件溫和,設備簡單,具有較大的研究價值。目前報道的氯甲烷法采用水與甲苯為 溶劑,利用相轉(zhuǎn)移催化劑來促進反應的進行,收率為90. 2% 95. 7%,但是相轉(zhuǎn)移催化劑 和溶劑甲苯的使用增加了生產(chǎn)成本,而且甲苯與產(chǎn)品的分離以及甲苯的回收利用使后處理 過程較為繁瑣,另外甲苯的使用對人體造成危害,甲苯蒸汽與空氣混合后會形成爆炸性物 質(zhì),存在安全隱患。
發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的技術問題是提供一種環(huán)境友好、工藝簡單、收率高的鄰苯二甲醚的 合成方法。為了解決上述技術問題,本發(fā)明提供一種鄰苯二甲醚的合成方法,以鄰苯二酚、強 堿與氯甲烷為原料,以水為溶劑,在高壓釜中進行反應;強堿與鄰苯二酚的摩爾比為2 3 1,氯甲烷與鄰苯二酚的摩爾比2 3 1,反應溫度為50 100°C,反應壓力為0. 3 0. 5Mpa,反應時間為4 10小時;所得反應液經(jīng)過分液與精餾后得到鄰苯二甲醚。作為本發(fā)明的鄰苯二甲醚的合成方法的改進強堿為有機堿、氫氧化鈉或氫氧化 鉀;有機堿例如為甲醇鈉、乙醇鈉。作為本發(fā)明的鄰苯二甲醚的合成方法的進一步改進水與鄰苯二酚的質(zhì)量比為 6 1 10 1。
本發(fā)明的鄰苯二甲醚的合成方法,先將鄰苯二酚、強堿和溶劑水放入高壓反應釜 中,然后加入氯甲烷,再加熱到一定溫度進行反應。本發(fā)明的合成方法,其合成路線(以氫 氧化鈉為例)如下本發(fā)明的鄰苯二甲醚的合成方法,具有如下優(yōu)點1、與碘甲烷與硫酸二甲酯法相比,本發(fā)明反應清潔,污染少,成本低;與甲醇法相 比,本發(fā)明操作簡單,反應能耗小,不需使用催化劑,經(jīng)濟合理,適用于工業(yè)化。2、采用水為溶劑,清潔無污染,減小了廢水處理的壓力;反應完成后只需分液即可 得到產(chǎn)物粗品,操作簡單,降低了成本。3、報道中的氯甲烷法需在110°C及更高溫度下(文獻只采用了一個溫度,但是溫 度高有助于反應)反應,而且使用了相轉(zhuǎn)移催化劑和有機溶劑,增加了成本,而且溶劑的分 離和回收利用使后處理過程變得繁瑣,同時溶劑甲苯的使用會對人體造成傷害,也存在爆 炸等安全隱患。而本發(fā)明在較低溫度下進行,不使用催化劑和有機溶劑,節(jié)約了成本,采用 水為溶劑,經(jīng)濟方便,安全環(huán)保。由于產(chǎn)品不溶于水,反應完成后產(chǎn)品分離方便,后處理過程 簡潔;同時本發(fā)明的方法收率能達到90% 95%,且降低了對設備的要求;成本低、簡潔的 生產(chǎn)過程有利于工業(yè)化生產(chǎn)。
下面結合附圖對本發(fā)明的具體實施方式
作進一步詳細說明。圖1是本發(fā)明的鄰苯二甲醚紅外光譜圖。
具體實施例方式實施例1、一種鄰苯二甲醚的合成方法在帶攪拌測溫裝置的高壓反應釜中加入鄰苯二酚22.0g(0.2mol),氫氧 化鈉16g(0.4mol),水130ml,合上釜蓋。用N2檢漏并置換空氣數(shù)次后加入氯甲烷 20. 2g(0. 4mol),升溫至50°C,壓力為0. 3MPa。保持該溫度和壓力反應4h后結束反應。將反應液靜置分液得下層油相,進行常壓間歇精餾,收集216. 5 217. 7°C餾分, 得到產(chǎn)品24. 8g,收率為90. 0%,純度為99%,所得產(chǎn)物經(jīng)紅外光譜表征結構正確。實施例2、一種鄰苯二甲醚的合成方法在帶攪拌測溫裝置的高壓反應釜中加入鄰苯二酚22.0g(0.2mol),氫氧 化鈉20g(0.5mol),水150ml,合上釜蓋。用N2檢漏并置換空氣數(shù)次后加入氯甲烷 25. 2g(0. 5mol),升溫至60°C,壓力為0. 38MPa。保持該溫度和壓力反應6h后結束反應。將反應液靜置分液得下層油相,進行常壓間歇精餾,收集216. 5 217. 7°C餾分, 得到產(chǎn)品25. 5g,收率為92. 5%,純度為99%,所得產(chǎn)物經(jīng)紅外光譜表征結構正確。實施例3、一種鄰苯二甲醚的合成方法在帶攪拌測溫裝置的高壓反應釜中加入鄰苯二酚22.0g(0.2mol),氫氧化鈉24g(0.6mol),水180ml,合上釜蓋。用N2檢漏并置換空氣數(shù)次后加入氯甲烷 30. 3g(0. 6mol),升溫至80°C,壓力為0. 43MPa。保持該溫度和壓力反應8h后結束反應。將反應液靜置分液得下層油相,進行常壓間歇精餾,收集216. 5 217. 7°C餾分, 得到產(chǎn)品26. 3g,收率為95. 2%,純度為99%,所得產(chǎn)物經(jīng)紅外光譜表征結構正確。實施例4、一種鄰苯二甲醚的合成方法在帶攪拌測溫裝置的高壓反應釜中加入鄰苯二酚22.0g(0.2mol),氫氧化鉀28g(0.5mol),水200ml,合上釜蓋。用N2檢漏并置換空氣數(shù)次后加入氯甲烷 25. 2g(0. 5mol),升溫至60°C,壓力為0. 38MPa。保持該溫度和壓力反應8h后結束反應。將反應液靜置分液得下層油相,進行常壓間歇精餾,收集216. 5 217. 7°C餾分, 得到產(chǎn)品25. 7g,收率為93. 0%,純度為99%,所得產(chǎn)物經(jīng)紅外光譜表征結構正確。實施例5、一種鄰苯二甲醚的合成方法在帶攪拌測溫裝置的高壓反應釜中加入鄰苯二酚22.0g(0.2mol),氫氧化 鉀33.6g(0.6mol),水220ml,合上釜蓋。用N2檢漏并置換空氣數(shù)次后加入氯甲烷 30. 3g(0. 6mol),升溫至100°C,壓力為0. 5MPa。保持該溫度和壓力反應IOh后結束反應。將反應液靜置分液得下層油相,進行常壓間歇精餾,收集216. 5 217. 7°C餾分, 得到產(chǎn)品26. lg,收率為94. 5%,純度為99%,所得產(chǎn)物經(jīng)紅外光譜表征結構正確。實施例6、一種鄰苯二甲醚的合成方法在帶攪拌測溫裝置的高壓反應釜中加入鄰苯二酚22.0g(0.2mol),甲醇 鈉27g(0. 5mol),水180ml,合上釜蓋。用N2檢漏并置換空氣數(shù)次后加入氯甲烷 25. 2g(0. 5mol),升溫至80°C,壓力為0. 43MPa。保持該溫度和壓力反應7h后結束反應。將反應液靜置分液得下層油相,進行常壓間歇精餾,收集216. 5 217. 7°C餾分, 得到產(chǎn)品25. 6g,收率為92. 6%,純度為99%,所得產(chǎn)物經(jīng)紅外光譜表征結構正確。實施例7、一種鄰苯二甲醚的合成方法在帶攪拌測溫裝置的高壓反應釜中加入鄰苯二酚22.0g(0.2mol),甲醇 鈉32.4g(0.6mol),水180ml,合上釜蓋。用N2檢漏并置換空氣數(shù)次后加入氯甲烷 30. 3g(0. 6mol),升溫至100°C,壓力為0. 5MPa。保持該溫度和壓力反應8h后結束反應。將反應液靜置分液得下層油相,進行常壓間歇精餾,收集216. 5 217. 7°C餾分, 得到產(chǎn)品25. 8g,收率為93. 4%,純度為99%,所得產(chǎn)物經(jīng)紅外光譜表征結構正確。實施例8、一種鄰苯二甲醚的合成方法在帶攪拌測溫裝置的高壓反應釜中加入鄰苯二酚22.0g(0.2mol),乙醇 鈉34.0g(0.5mol),水180ml,合上釜蓋。用N2檢漏并置換空氣數(shù)次后加入氯甲烷 25. 2g(0. 5mol),升溫至70°C,壓力為0. 35MPa。保持該溫度和壓力反應7h后結束反應。將反應液靜置分液得下層油相,進行常壓間歇精餾,收集216. 5 217. 7°C餾分, 得到產(chǎn)品25. 5g,收率為92. 6%,純度為99%,所得產(chǎn)物經(jīng)紅外光譜表征結構正確。實施例9、一種鄰苯二甲醚的合成方法在帶攪拌測溫裝置的高壓反應釜中加入鄰苯二酚22.0g(0.2mol),乙醇 鈉40.8g(0.6mol),水180ml,合上釜蓋。用N2檢漏并置換空氣數(shù)次后加入氯甲烷 30. 3g(0. 6mol),升溫至100°C,壓力為0. 5MPa。保持該溫度和壓力反應6h后結束反應。將反應液靜置分液得下層油相,進行常壓間歇精餾,收集216. 5 217. 7°C餾分,得到產(chǎn)品25. 9g,收率為93. 7%,純度為99%,所得產(chǎn)物經(jīng)紅外光譜表征結構正確。
最后,還需要注意的是,以上列舉的僅是本發(fā)明的若干個具體實施例。顯然,本發(fā) 明不限于以上實施例,還可以有許多變形。本領域的普通技術人員能從本發(fā)明公開的內(nèi)容 直接導出或聯(lián)想到的所有變形,均應認為是本發(fā)明的保護范圍。
權利要求
一種鄰苯二甲醚的合成方法,其特征在于以鄰苯二酚、強堿與氯甲烷為原料,以水為溶劑,在高壓釜中進行反應;強堿與鄰苯二酚的摩爾比為2~3∶1,氯甲烷與鄰苯二酚的摩爾比2~3∶1,反應溫度為50~100℃,反應壓力為0.3~0.5Mpa,反應時間為4~10小時;所得反應液經(jīng)過分液與精餾后得到鄰苯二甲醚。
2.根據(jù)權利要求1所述的鄰苯二甲醚的合成方法,其特征在于所述強堿為有機堿、氫 氧化鈉或氫氧化鉀。
3.根據(jù)權利要求2所述的鄰苯二甲醚的合成方法,其特征在于所述有機堿為甲醇鈉 或乙醇鈉。
4.根據(jù)權利要求1、2或3所述的鄰苯二甲醚的合成方法,其特征在于所述水與鄰苯 二酚的質(zhì)量比為6 1 10 1。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種鄰苯二甲醚的合成方法以鄰苯二酚、強堿與氯甲烷為原料,以水為溶劑,在高壓釜中進行反應;強堿與鄰苯二酚的摩爾比為2~3∶1,氯甲烷與鄰苯二酚的摩爾比2~3∶1,反應溫度為50~100℃,反應壓力為0.3~0.5MPa,反應時間為4~10小時;所得反應液經(jīng)過分液與精餾后得到鄰苯二甲醚。采用本發(fā)明的方法合成鄰苯二甲醚,具有環(huán)境友好、工藝簡單、收率高的特點。
文檔編號C07C43/205GK101811942SQ20101016143
公開日2010年8月25日 申請日期2010年4月29日 優(yōu)先權日2010年4月29日
發(fā)明者羅虎, 錢超, 陳新志 申請人:浙江大學