CN101016227B - 三溴新戊醇的合成方法及精制 - Google Patents

Abstract

三溴新戊醇的合成方法，在醋酸介质下，于季戊四醇中通入溴化氢进行取代反应，保温后分离出三溴新戊醇酯化物，在三溴新戊醇酯化物中加入甲醇和无机酸进行酯分解，取代反应后的保温在0.6-0.8MPa的恒压下进行，酯分解在0.4-0.6MPa的恒压下进行，通过恒压保温、恒压酯分解，使反应充分彻底，产品质量好，性能优越。

Description

三溴新戊醇的合成方法及精制

技术领域

本发明涉及三溴新戊醇的合成方法及精制方法。

背景技术

因污染原因，应用于塑料、电子产品、家电、涂料等行业的阻燃剂，全球将全面停止五溴联苯醚的使用，而三溴新戊醇含有大约73％的脂肪溴，具有高溴含量和特殊的稳定性，耐热性、耐水解性和光稳定性尤为突出，作为高分子量阻燃剂的一个反应中间体，三溴新戊醇是五溴联苯醚的最佳替代品。三溴新戊醇的现有制备方法是把季戊四醇溶解在醋酸里，然后升温通入定量的溴化氢，在常压下保温反应，蒸酸后常压下进行酯分解，再浓缩得粗品，精制一般采用真空精馏或甲苯精制。存在的不足是：在反应过程中，由于溴化氢是过量的，常压保温会造成溴化氢逃逸，降低反应物的浓度，导致收率低；常压酯分解，使反应不彻底，产品熔点降低，质量差；尤其是精制，采用甲苯做溶剂，成本高，极易造成环境污染，而用真空精馏，其纯度质量能保证，但由于经过高温，釜底下脚颜色深，品质发生变化，不能重复利用，不但降低产品收率，还有废渣产生。

发明内容

本发明为了克服上述不足，对原有的反应工艺和精制方法进行改进，提供一种新的三溴新戊醇的合成方法及精制方法，即合成方法中把常压保温改成恒压保温，一般保持在0.6-0.8MPa，这样溴化氢不会逃逸，保证反应物的有效浓度，使反应更加彻底，同时改常压酯分解为恒压酯分解，压力为0.4-0.6MPa，使酯分解更加完全，得到的产品熔点高质量优。在精制方面，用甲醇跟水的混合物作溶剂，由于甲醇与水的沸点较低，容易浓缩，重要的是，它浓缩回收的溶剂不但可以套用，而且由于低温浓缩，下脚料颜色淡，结构不发生变化，可以回收套用，这样不但提高收率且不造成环境污染。具体是这样来实施的：三溴新戊醇的合成方法，在醋酸介质下，于季戊四醇中通入溴化氢进行取代反应，保温后分离出三溴新戊醇酯化物，在三溴新戊醇酯化物中加入甲醇和无机酸进行酯分解，其特征在于取代反应后的保温在0.6-0.8MPa的恒压下进行，酯分解在0.4-0.6MPa的恒压下进行。

合成方法中，醋酸的浓度在98％以上，其加入重量为季戊四醇重量的1.2-1.5倍，溴化氢的通入重量是季戊四醇重量的1.8-2.3倍，通入时间为9-10小时，取代反应的温度为115-120℃，保温是在118-125℃下保温14-16小时。

本工艺采用蒸馏分离，釜机分出有机溶剂及反应生成的水和过量的溴氢酸，釜底产物为三溴新戊醇的酯化物，用甲醇和无机酸(可以是硫酸或盐酸或氢溴酸或其它类似酸)进行酯分解时，甲醇用量为季戊四醇重量的1.3-1.5倍，无机酸用量为季戊四醇重量的3％-5％，恒压酯分解温度为65-70℃，酯分解的时间为3.5-4.5小时。

在酯分解结束后的产物中加入活性炭，活性炭的量是季戊四醇重量的1％-3％，于60-70℃下保温1.0-1.5小时进行脱色，过滤，滤液浓缩得三溴新戊醇粗品。

反应方程式为：

取代：

酯分解：

粗品中三溴新戊醇的含量大约在95％，为了获得高品质三溴新戊醇，还需对粗品三溴新戊醇进行精制，操作是：三溴新戊醇的精制，用甲醇和水的混合物溶解三溴新戊醇粗品，甲醇与水的重量比为15-35∶85-65，混合溶剂的用量是三溴新戊醇粗品重量的0.6-0.9倍，于65-70℃保温1.0-1.5小时，再降温到20-25℃结晶，分离出湿成品后干燥包装。分离出湿成品后的母液可经蒸馏处理，分离出混合溶剂循环使用，釜底下脚则经处理可以回用，整个工艺无废渣产生，无环境污染。

本发明通过恒压保温、恒压酯分解，使反应充分彻底，产品质量好，性能优越；同时在精制上采用甲醇与水的混合液做溶剂对粗品进行精制，可使三溴新戊醇的含量为98％，且混合溶剂可回收套用，精制母液下脚经处理可以循环利用，产品的收率≥94％，无废渣产生，不造成环境污染，又降低能耗和成本经济效益显著。

附图说明

附图为本发明的工艺流程图：

具体实施方式

实施例1，三溴新戊醇的合成方法，在浓度为98％以上的醋酸介质下，于季戊四醇中通入溴化氢进行取代反应，醋酸介质的加入重量为季戊四醇重量的1.2倍，溴化氢的通入重量是季戊四醇重量的2倍，通入时间为10小时，取代反应的温度为120℃；取代反应后在120℃下、0.6MPa的恒压下进行保温16小时；保温后分离出三溴新戊醇酯化物，在三溴新戊醇酯化物中加入甲醇和硫酸于0.5MPa的压力下进行恒压酯分解，甲醇用量为季戊四醇重量的1.5倍，硫酸用量为季戊四醇重量的3％，恒压酯分解温度为70℃，酯分解的时间为4小时；在酯分解结束后的产物中加入活性炭，活性炭的加入量是季戊四醇重量的1％，于70℃下保温1.2小时进行脱色，过滤，滤液浓缩得三溴新戊醇粗品。

实施例2，三溴新戊醇的合成方法，在浓度为98％以上的醋酸介质下，于季戊四醇中通入溴化氢进行取代反应，醋酸介质的加入重量为季戊四醇重量的1.4倍，溴化氢的通入重量是季戊四醇重量的2.3倍，通入时间为9小时，取代反应的温度为118℃；取代反应后在118℃下、0.7MPa的恒压下进行保温15小时；保温后分离出三溴新戊醇酯化物，在三溴新戊醇酯化物中加入甲醇和盐酸于0.4MPa的压力下进行恒压酯分解，甲醇用量为季戊四醇重量的1.3倍，盐酸用量为季戊四醇重量的5％，恒压酯分解温度为65℃，酯分解的时间为4.5小时；在酯分解结束后的产物中加入活性炭，活性炭的加入量是季戊四醇重量的2％，于60℃下保温1.5小时进行脱色，过滤，滤液浓缩得三溴新戊醇粗品。

实施例3，三溴新戊醇的合成方法，在浓度为98％以上的醋酸介质下，于季戊四醇中通入溴化氢进行取代反应，醋酸介质的加入重量为季戊四醇重量的1.5倍，溴化氢的通入重量是季戊四醇重量的1.8倍，通入时间为9.5小时，取代反应的温度为115℃；取代反应后在125℃下、0.8MPa的恒压下进行保温14小时；保温后分离出三溴新戊醇酯化物，在三溴新戊醇酯化物中加入甲醇和氢溴酸于0.6MPa的压力下进行恒压酯分解，甲醇用量为季戊四醇重量的1.4倍，氢溴酸用量为季戊四醇重量的4％，恒压酯分解温度为68℃，酯分解的时间为3.5小时；在酯分解结束后的产物中加入活性炭，活性炭的加入量是季戊四醇重量的3％，于65℃下保温1小时进行脱色，过滤，滤液浓缩得三溴新戊醇粗品。

实施例4，参考实施例1制造出三溴新戊醇粗品，再对三溴新戊醇粗品进行精制，即用甲醇和水的混合物溶解三溴新戊醇粗品，甲醇与水的重量比为15∶85，混合溶剂的用量是三溴新戊醇粗品重量的0.7倍，于68℃保温1.0小时，再降温到25℃结晶，分离出湿成品后干燥包装；分离出湿成品后的母液经蒸馏处理，分离出混合溶剂作循环使用，釜底下脚经处理回用。

实施例5，参考实施例2制造出三溴新戊醇粗品，再对三溴新戊醇粗品进行精制，即用甲醇和水的混合物溶解三溴新戊醇粗品，甲醇与水的重量比为25∶75，混合溶剂的用量是三溴新戊醇粗品重量的0.6倍，于70℃保温1.3小时，再降温到20℃结晶，分离出湿成品后干燥包装；分离出湿成品后的母液经蒸馏处理，分离出混合溶剂作循环使用，釜底下脚经处理回用。

实施例6，参考实施例3制造出三溴新戊醇粗品，再对三溴新戊醇粗品进行精制，即用甲醇和水的混合物溶解三溴新戊醇粗品，甲醇与水的重量比为35∶65，混合溶剂的用量是三溴新戊醇粗品重量的0.9倍，于65℃保温1.5小时，再降温到23℃结晶，分离出湿成品后干燥包装；分离出湿成品后的母液经蒸馏处理，分离出混合溶剂作循环使用，釜底下脚经处理回用。

Claims (8)

1.三溴新戊醇的合成方法，在醋酸介质下，于季戊四醇中通入溴化氢进行取代反应，保温后分离出三溴新戊醇酯化物，在三溴新戊醇酯化物中加入甲醇和无机酸进行酯分解，其特征在于醋酸的浓度在98％以上，其加入重量为季戊四醇重量的1.2-1.5倍，溴化氢的通入重量是季戊四醇重量的1.8-2.3倍，通入时间为9-10小时，取代反应的温度为115-120℃；取代反应后的保温在0.6-0.8MPa的恒压下进行，于118-125℃下保温14-16小时；酯分解在0.4-0.6MPa的恒压下进行。

2.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于酯分解用无机酸是硫酸或盐酸或氢溴酸。

3.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于酯分解时，甲醇用量为季戊四醇重量的1.3-1.5倍，无机酸用量为季戊四醇重量的3％-5％，恒压酯分解温度为65-70℃，酯分解的时间为3.5-4.5小时。

4.根据权利要求1、2、3之一所述的合成方法，其特征在于酯分解结束后的产物中加入活性炭，于60-70℃下保温1.0-1.5小时进行脱色，过滤，浓缩滤液得三溴新戊醇粗品。

5.根据权利要求4所述的合成方法，其特征在于活性炭的加入量是季戊四醇重量的1％-3％。

6.根据权利要求5所述的合成方法，其特征在于用甲醇和水的混合物溶解三溴新戊醇粗品，混合溶剂的用量是三溴新戊醇粗品重量的0.6-0.9倍，于65-70℃保温1.0-1.5小时，再降温到20-25℃结晶，分离出湿成品后干燥包装。

7.根据权利要求6所述的合成方法，其特征在于甲醇与水的重量配比为15-35∶65-85。

8.根据权利要求6所述的合成方法，其特征在于分离出湿成品后的母液经蒸馏处理，分离出混合溶剂作循环使用，釜底下脚经处理回用。

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