CN101811942B - 邻苯二甲醚的合成方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种邻苯二甲醚的合成方法：以邻苯二酚、强碱与氯甲烷为原料，以水为溶剂，在高压釜中进行反应；强碱与邻苯二酚的摩尔比为2～3∶1，氯甲烷与邻苯二酚的摩尔比2～3∶1，反应温度为50～100℃，反应压力为0.3～0.5Mpa，反应时间为4～10小时；所得反应液经过分液与精馏后得到邻苯二甲醚。采用本发明的方法合成邻苯二甲醚，具有环境友好、工艺简单、收率高的特点。
Description
技术领域
本发明涉及一种有机化合物的合成方法，特别是邻苯二甲醚的合成方法。
背景技术
邻苯二甲醚又名藜芦醚，其分子式为C8H10O2，纯品为无色透明液体，低温为固体，熔点22～23℃，有着广泛的工业用途，是一种重要的精细化工原料，不仅是烯酰吗啉合成中的一个关键中间体，又可用作检测血液中乳酸、测定甘油的试剂。
根据原料的不同，目前邻苯二甲醚的生产方法主要有邻苯二酚法、愈创木酚法和邻卤苯甲醚法。愈创木酚是以邻苯二酚为原料的单甲基化产物，双甲基化产物是邻苯二甲醚。而邻苯二酚的甲基化反应是一个连串反应，单甲基化反应需要特定的反应条件与催化剂。因此，与愈创木酚法相比，邻苯二酚法反应流程短，条件温和，也更加经济合理。邻卤苯甲醚法，存在着成本高、产率低、反应条件苛刻、需采用毒性较大的试剂等问题，与现在提倡的绿色化学、原子经济等相违背。因此，邻苯二酚法是合成邻苯二甲醚的相对比较合理的方法，也是现行采用最多的方法。
邻苯二酚法根据甲基化试剂的不同，又可分为碘甲烷法、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线是比较经典的合成方法，收率都在95％左右，但原料碘甲烷和硫酸二甲酯的毒性大，价格较高，废水处理压力大，导致生产成本偏高。甲醇法相对来说比较清洁，但是需要采用以铝、磷、硼和硅为主体元素的复合催化剂，而且反应条件苛刻，对设备要求高，生产成本高，收率为85％～90％，目前尚处于研究阶段。氯甲烷法成本低，条件温和，设备简单，具有较大的研究价值。目前报道的氯甲烷法采用水与甲苯为溶剂，利用相转移催化剂来促进反应的进行，收率为90.2％～95.7％，但是相转移催化剂和溶剂甲苯的使用增加了生产成本，而且甲苯与产品的分离以及甲苯的回收利用使后处理过程较为繁琐，另外甲苯的使用对人体造成危害，甲苯蒸汽与空气混合后会形成爆炸性物质，存在安全隐患。
发明内容
发明要解决的技术问题是提供一种环境友好、工艺简单、收率高的邻苯二甲醚的合成方法。
为了解决上述技术问题，本发明提供一种邻苯二甲醚的合成方法，以邻苯二酚、强碱与氯甲烷为原料，以水为溶剂，在高压釜中进行反应；强碱与邻苯二酚的摩尔比为2～3∶1，氯甲烷与邻苯二酚的摩尔比2～3∶1，反应温度为50～100℃，反应压力为0.3～0.5Mpa，反应时间为4～10小时；所得反应液经过分液与精馏后得到邻苯二甲醚。
作为本发明的邻苯二甲醚的合成方法的改进：强碱为有机碱、氢氧化钠或氢氧化钾；有机碱例如为甲醇钠、乙醇钠。
作为本发明的邻苯二甲醚的合成方法的进一步改进：水与邻苯二酚的质量比为6∶1～10∶1。
本发明的邻苯二甲醚的合成方法，先将邻苯二酚、强碱和溶剂水放入高压反应釜中，然后加入氯甲烷，再加热到一定温度进行反应。本发明的合成方法，其合成路线(以氢氧化钠为例)如下：
本发明的邻苯二甲醚的合成方法，具有如下优点：
1、与碘甲烷与硫酸二甲酯法相比，本发明反应清洁，污染少，成本低；与甲醇法相比，本发明操作简单，反应能耗小，不需使用催化剂，经济合理，适用于工业化。
2、采用水为溶剂，清洁无污染，减小了废水处理的压力；反应完成后只需分液即可得到产物粗品，操作简单，降低了成本。
3、报道中的氯甲烷法需在110℃及更高温度下(文献只采用了一个温度，但是温度高有助于反应)反应，而且使用了相转移催化剂和有机溶剂，增加了成本，而且溶剂的分离和回收利用使后处理过程变得繁琐，同时溶剂甲苯的使用会对人体造成伤害，也存在爆炸等安全隐患。而本发明在较低温度下进行，不使用催化剂和有机溶剂，节约了成本，采用水为溶剂，经济方便，安全环保。由于产品不溶于水，反应完成后产品分离方便，后处理过程简洁；同时本发明的方法收率能达到90％～95％，且降低了对设备的要求；成本低、简洁的生产过程有利于工业化生产。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。
图1是本发明的邻苯二甲醚红外光谱图。
具体实施方式
实施例1、一种邻苯二甲醚的合成方法：
在带搅拌测温装置的高压反应釜中加入邻苯二酚22.0g(0.2mol)，氢氧化钠16g(0.4mol)，水130ml，合上釜盖。用N2检漏并置换空气数次后加入氯甲烷20.2g(0.4mol)，升温至50℃，压力为0.3MPa。保持该温度和压力反应4h后结束反应。
将反应液静置分液得下层油相，进行常压间歇精馏，收集216.5～217.7℃馏分，得到产品24.8g，收率为90.0％，纯度为99％，所得产物经红外光谱表征结构正确。
实施例2、一种邻苯二甲醚的合成方法：
在带搅拌测温装置的高压反应釜中加入邻苯二酚22.0g(0.2mol)，氢氧化钠20g(0.5mol)，水150ml，合上釜盖。用N2检漏并置换空气数次后加入氯甲烷25.2g(0.5mol)，升温至60℃，压力为0.38MPa。保持该温度和压力反应6h后结束反应。
将反应液静置分液得下层油相，进行常压间歇精馏，收集216.5～217.7℃馏分，得到产品25.5g，收率为92.5％，纯度为99％，所得产物经红外光谱表征结构正确。
实施例3、一种邻苯二甲醚的合成方法：
在带搅拌测温装置的高压反应釜中加入邻苯二酚22.0g(0.2mol)，氢氧化钠24g(0.6mol)，水180ml，合上釜盖。用N2检漏并置换空气数次后加入氯甲烷30.3g(0.6mol)，升温至80℃，压力为0.43MPa。保持该温度和压力反应8h后结束反应。
将反应液静置分液得下层油相，进行常压间歇精馏，收集216.5～217.7℃馏分，得到产品26.3g，收率为95.2％，纯度为99％，所得产物经红外光谱表征结构正确。
实施例4、一种邻苯二甲醚的合成方法：
在带搅拌测温装置的高压反应釜中加入邻苯二酚22.0g(0.2mol)，氢氧化钾28g(0.5mol)，水200ml，合上釜盖。用N2检漏并置换空气数次后加入氯甲烷25.2g(0.5mol)，升温至60℃，压力为0.38MPa。保持该温度和压力反应8h后结束反应。
将反应液静置分液得下层油相，进行常压间歇精馏，收集216.5～217.7℃馏分，得到产品25.7g，收率为93.0％，纯度为99％，所得产物经红外光谱表征结构正确。
实施例5、一种邻苯二甲醚的合成方法：
在带搅拌测温装置的高压反应釜中加入邻苯二酚22.0g(0.2mol)，氢氧化钾33.6g(0.6mol)，水220ml，合上釜盖。用N2检漏并置换空气数次后加入氯甲烷30.3g(0.6mol)，升温至100℃，压力为0.5MPa。保持该温度和压力反应10h后结束反应。
将反应液静置分液得下层油相，进行常压间歇精馏，收集216.5～217.7℃馏分，得到产品26.1g，收率为94.5％，纯度为99％，所得产物经红外光谱表征结构正确。
实施例6、一种邻苯二甲醚的合成方法：
在带搅拌测温装置的高压反应釜中加入邻苯二酚22.0g(0.2mol)，甲醇钠27g(0.5mol)，水180ml，合上釜盖。用N2检漏并置换空气数次后加入氯甲烷25.2g(0.5mol)，升温至80℃，压力为0.43MPa。保持该温度和压力反应7h后结束反应。
将反应液静置分液得下层油相，进行常压间歇精馏，收集216.5～217.7℃馏分，得到产品25.6g，收率为92.6％，纯度为99％，所得产物经红外光谱表征结构正确。
实施例7、一种邻苯二甲醚的合成方法：
在带搅拌测温装置的高压反应釜中加入邻苯二酚22.0g(0.2mol)，甲醇钠32.4g(0.6mol)，水180ml，合上釜盖。用N2检漏并置换空气数次后加入氯甲烷30.3g(0.6mol)，升温至100℃，压力为0.5MPa。保持该温度和压力反应8h后结束反应。
将反应液静置分液得下层油相，进行常压间歇精馏，收集216.5～217.7℃馏分，得到产品25.8g，收率为93.4％，纯度为99％，所得产物经红外光谱表征结构正确。
实施例8、一种邻苯二甲醚的合成方法：
在带搅拌测温装置的高压反应釜中加入邻苯二酚22.0g(0.2mol)，乙醇钠34.0g(0.5mol)，水180ml，合上釜盖。用N2检漏并置换空气数次后加入氯甲烷25.2g(0.5mol)，升温至70℃，压力为0.35MPa。保持该温度和压力反应7h后结束反应。
将反应液静置分液得下层油相，进行常压间歇精馏，收集216.5～217.7℃馏分，得到产品25.5g，收率为92.6％，纯度为99％，所得产物经红外光谱表征结构正确。
实施例9、一种邻苯二甲醚的合成方法：
在带搅拌测温装置的高压反应釜中加入邻苯二酚22.0g(0.2mol)，乙醇钠40.8g(0.6mol)，水180ml，合上釜盖。用N2检漏并置换空气数次后加入氯甲烷30.3g(0.6mol)，升温至100℃，压力为0.5MPa。保持该温度和压力反应6h后结束反应。
将反应液静置分液得下层油相，进行常压间歇精馏，收集216.5～217.7℃馏分，得到产品25.9g，收率为93.7％，纯度为99％，所得产物经红外光谱表征结构正确。
最后，还需要注意的是，以上列举的仅是本发明的若干个具体实施例。显然，本发明不限于以上实施例，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种邻苯二甲醚的合成方法，其特征在于：以邻苯二酚、强碱与氯甲烷为原料，以水为溶剂，在高压釜中进行反应；强碱与邻苯二酚的摩尔比为2～3∶1，氯甲烷与邻苯二酚的摩尔比2～3∶1，反应温度为50～100℃，反应压力为0.35～0.5Mpa，反应时间为4～10小时；所得反应液经过分液与精馏后得到邻苯二甲醚。
2.根据权利要求1所述的邻苯二甲醚的合成方法，其特征在于：所述强碱为有机碱、氢氧化钠或氢氧化钾。
3.根据权利要求2所述的邻苯二甲醚的合成方法，其特征在于：所述有机碱为甲醇钠或乙醇钠。
4.根据权利要求1、2或3所述的邻苯二甲醚的合成方法，其特征在于：所述水与邻苯二酚的质量比为6∶1～10∶1。
5.根据权利要求4所述的邻苯二甲醚的合成方法，其特征在于：在带搅拌测温装置的高压反应釜中加入邻苯二酚22.0g，氢氧化钠24g，水180ml，合上釜盖；用N2检漏并置换空气数次后加入氯甲烷30.3g，升温至80℃，压力为0.43MPa；保持该温度和压力反应8h后结束反应；
将反应液静置分液得下层油相，进行常压间歇精馏，收集216.5～217.7℃馏分，得到产品26.3g，收率为95.2％，纯度为99％，所得产物经红外光谱表征结构正确。
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