CN100569723C - 一种合成苯乙醚的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明是以绿色化学品碳酸二乙酯和苯酚气固相反应连续流动合成苯乙醚的方法，其催化剂是以碱金属或碱土金属的碳酸盐、乙酸盐或氢氧化物为活性组分，以活性炭或NaY分子筛为载体的负载型催化剂。制备合成苯乙醚催化剂的方法是：首先将碱金属或碱土金属的碳酸盐、乙酸盐或氢氧化物配成与载体体积相同的溶液，在搅拌的情况下将一定粒度(20～80目)的活性炭或NaY分子筛加入其中，搅拌均匀，放入真空干燥器中浸渍12～24小时后取出在120～150℃下干燥5～10小时，取出备用。使用本发明的催化剂在给定的试验条件下合成苯乙醚，可以得到较好的原料转化率和目的产物选择性，其中苯酚转化率可以达到98%，苯乙醚选择性高达100%。

Description

一种合成苯乙醚的方法
技术领域
本发明涉及有机化工中一种合成苯乙醚的方法，具体来说是提供一种环境友好、低污染、高效合成苯乙醚的方法。
背景技术
苯乙醚的传统合成方法有以下几种：(i)由苯酚和溴乙烷在碱性条件下加热反应合成(皱德琴，周威.辽宁化工.1996，960：49-51)；(ii)将苯酚溶于25％乙醇溶液中，加入溴乙烷反应合成；(iii)用聚乙二醇作为相转移催化剂，由苯酚与溴乙烷合成(北京大学化学系，有机化学实验，北京：北京大学出版社，1990，58)；(iv)以四丁基溴化铵作为相转移催化剂，水作溶剂，在碱性条件下，使苯酚和溴乙烷反应合成苯乙醚(马鸿飞.盐城工学院学报.1998(3)：21-24)。这些方法虽然可行，但产率较低，有些条件还非常苛刻，或成本较高，都对反应有一定的限制。
以苯酚为原料，采用碳酸二乙酯(DEC)作为乙基化试剂合成苯乙醚，取得了成不仅避免了传统工艺的一些缺点，尤其是采用DEC的无污染原料，其排放到环境中会慢慢分解为二氧化碳和乙醇两种物质(马新宾.张震.石海峰.陈学成.王胜等，化学通报，2003(8)：528)。美国环境保护局的化学品参考指出：DEC(CAS#105-58-8)在现有的情报资源中还没有发现环境问题。
发明内容
本发明的目的就是提供一种环境友好、低污染、高效合成苯乙醚的方法。具体来说就是以绿色化学品碳酸二乙酯为烷基化试剂与苯酚在气固相连续流动反应装置中一步合成。本发明所采用的催化剂是以碱金属或碱土金属的碳酸盐、乙酸盐或氢氧化物为活性组分，以活性炭或NaY分子筛为载体的负载型催化剂。
本发明的目的按照下述方案实现：
制备合成苯乙醚负载型催化剂的方法是：将碱金属或碱土金属的碳酸盐、乙酸盐或氢氧化物配成与载体体积相同的溶液，在搅拌的情况下将一定粒度(20～80目)的活性炭或NaY分子筛加入其中，搅拌均匀，放入真空干燥器中浸渍12～24小时后取出在120～150℃下干燥5～10小时，备用。
上述制备负载型催化剂是活性组分以碳酸钾效果较好。
上述负载型催化剂活性组分(碱金属或碱土金属的碳酸盐、乙酸盐或氢氧化物)的负载量为催化剂质量的1％～50％，其中以20％效果较好。
合成反应在连续流动固定床反应器上进行，反应温度为200～380℃，其中以320℃下效果较好。原料苯酚和碳酸二乙酯的摩尔比为2∶1～1∶4，其中以1∶4效果较好。
本发明与现有技术相比优点在于原料低毒，催化剂制备简单、易行，且选择性和转化率都较高，产物后处理方便。使用绿色化学品碳酸二乙酯为烷基化试剂与苯酚在气固相连续流动反应装置中合成苯乙醚，其中苯酚转化率可以达到98％，苯乙醚选择性高达100％。
具体实施方式
以下实施例中合成苯乙醚的负载型催化剂按如下方法制备：
将碱金属或碱土金属的碳酸盐、乙酸盐或氢氧化物配成与载体体积相同的溶液，在搅拌的情况下将一定粒度(20～80目)的活性炭或NaY分子筛加入其中，搅拌均匀，放入真空干燥器中浸渍12～24小时后取出在120～150℃下干燥5～10小时，备用。
实施例1
以20％活性炭负载碳酸钾为催化剂在连续流动固定床反应器上进行催化剂活性评价，反应条件如下：反应温度280℃，原料配比(苯酚∶碳酸二乙酯＝1∶1)，进料量3mL/h，苯酚转化率为86％，苯乙醚选择性为100％。
实施例2
以5％活性炭负载碳酸钾为催化剂在连续流动固定床反应器上进行催化剂活性评价，反应条件如下：反应温度280℃，原料配比(苯酚∶碳酸二乙酯＝1∶1)，进料量3mL/h，苯酚转化率为68.6％，苯乙醚选择性为99.7％。
实施例3
以1％活性炭负载碳酸钾为催化剂在连续流动固定床反应器上进行催化剂活性评价，反应条件如下：反应温度280℃，原料配比(苯酚∶碳酸二乙酯＝1∶1)，进料量3mL/h，苯酚转化率为34.6％，苯乙醚选择性为93.5％。
实施例4
以30％活性炭负载碳酸钾为催化剂在连续流动固定床反应器上进行催化剂活性评价，反应条件如下：反应温度280℃，原料配比(苯酚∶碳酸二乙酯＝1∶1)，进料量3mL/h，苯酚转化率为65.8％，苯乙醚选择性为100％。
实施例5
以50％活性炭负载碳酸钾为催化剂在连续流动固定床反应器上进行催化剂活性评价，反应条件如下：反应温度280℃，原料配比(苯酚∶碳酸二乙酯＝1∶1)，进料量3mL/h，苯酚转化率为54.9％，苯乙醚选择性为100％。
实施例6
以10％活性炭负载乙酸镁为催化剂在连续流动固定床反应器上进行催化剂活性评价，反应条件如下：反应温度200℃，原料配比(苯酚∶碳酸二乙酯＝1∶1)，进料量3mL/h，苯酚转化率为14.2％，苯乙醚选择性为91.8％。
实施例7
以10％活性炭负载乙酸钾为催化剂在连续流动固定床反应器上进行催化剂活性评价，反应条件如下：反应温度280℃，原料配比(苯酚∶碳酸二乙酯＝1∶1)，进料量3mL/h，苯酚转化率为79.3％，苯乙醚选择性为99.3％。
实施例8
以20％活性炭负载碳酸钾为催化剂在连续流动固定床反应器上进行催化剂活性评价，反应条件如下：反应温度280℃，原料配比(苯酚∶碳酸二乙酯＝1∶1)，进料量3mL/h，苯酚转化率为60.3％，苯乙醚选择性为96.8％。实施例9
以10％活性炭负载氢氧化钠为催化剂在连续流动固定床反应器上进行催化剂活性评价，反应条件如下：反应温度280℃，原料配比(苯酚∶碳酸二乙酯＝1∶1)，进料量3mL/h，苯酚转化率为65.5％，苯乙醚选择性为97.5％。实施例10
以20％活性炭负载碳酸钾为催化剂在连续流动固定床反应器上进行催化剂活性评价，反应条件如下：反应温度250℃，原料配比(苯酚∶碳酸二乙酯＝1∶1)，进料量3mL/h，苯酚转化率为54.3％，苯乙醚选择性为100％。
实施例11
以20％活性炭负载碳酸钾为催化剂在连续流动固定床反应器上进行催化剂活性评价，反应条件如下：反应温度320℃，原料配比(苯酚∶碳酸二乙酯＝1∶1)，进料量3mL/h，苯酚转化率为86.8％，苯乙醚选择性为98.1％。
实施例12
以20％活性炭负载碳酸钾为催化剂在连续流动固定床反应器上进行催化剂活性评价，反应条件如下：反应温度380℃，原料配比(苯酚∶碳酸二乙酯＝1∶1)，进料量3mL/h，苯酚转化率为79.3％，苯乙醚选择性为95.3％。
实施例13
以20％活性炭负载碳酸钾为催化剂在连续流动固定床反应器上进行催化剂活性评价，反应条件如下：反应温度320℃，原料配比(苯酚∶碳酸二乙酯＝2∶1)，进料量3mL/h，苯酚转化率为42.2％，苯乙醚选择性为98.7％。
实施例14
以20％活性炭负载碳酸钾为催化剂在连续流动固定床反应器上进行催化剂活性评价，反应条件如下：反应温度320℃，原料配比(苯酚∶碳酸二乙酯＝1∶4)，进料量3mL/h，苯酚转化率为98.3％，苯乙醚选择性为100％。
实施例15
以10％NaY分子筛负载碳酸钾为催化剂在连续流动固定床反应器上进行催化剂活性评价，反应条件如下：反应温度320℃，原料配比(苯酚∶碳酸二乙酯＝1∶4)，进料量3mL/h，苯酚转化率为89.1％，苯乙醚选择性为100％。
实施例16
以20％NaY分子筛负载碳酸钾为催化剂在连续流动固定床反应器上进行催化剂活性评价，反应条件如下：反应温度320℃，原料配比(苯酚∶碳酸二乙酯＝1∶4)，进料量3mL/h，苯酚转化率为97.6％，苯乙醚选择性为100％。

Claims (5)

1、一种合成苯乙醚的方法，其特征在于所用原料为碳酸二乙酯和苯酚，所用的催化剂是以碱金属或碱土金属的碳酸盐、乙酸盐或氢氧化物为活性组分，以活性炭或NaY分子筛为载体的负载型催化剂，所用的负载型催化剂中活性组分的负载量为催化剂质量的1％～50％，合成反应温度为200～380℃，苯酚和碳酸二乙酯的摩尔比为2∶1～1∶4，所述合成反应在气固相连续流动反应装置上进行。
2、如权利要求1所述的一种合成苯乙醚的方法，其特征在于所用的负载型催化剂中以碳酸钾为活性组分。
3、如权利要求1所述的一种合成苯乙醚的方法，其特征在于所述负载型催化剂中活性组分的负载量为催化剂质量的20％。
4、如权利要求1所述的一种合成苯乙醚的方法，其特征在于合成反应温度为320℃以下。
5、如权利要求1所述的一种合成苯乙醚的方法，其特征在于原料苯酚和碳酸二乙酯的摩尔比为1∶4。
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