CN105753672A - 一种3,5-二甲基苯甲醛的合成方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种3,5?二甲基苯甲醛的合成方法,属于有机化学合成技术领域。本发明以苯酚为原料,通过氮气的通气生成3,5?二氯苯酚,之后再加入三氯化磷溶液、H2SO4溶液、锌粉以及铁粉,反应生成3,5?二甲氧基苯酚,随后在生成的3,5?二甲氧基苯酚中加入NaHCO3以及HCI溶液,搅拌反应后再在其中加入ZnO、ZrO2,CaO和MgO,从而制得一种浅黄色3,5?二甲基苯甲醛。本发明操作简单易行,最终产率为85%以上。
Description
技术领域
本发明公开了一种3,5-二甲基苯甲醛的合成方法,属于有机化学合成技术领域。
背景技术
3,5-二甲基苯甲醛、3,4-二甲基苯甲醛、2,3-二甲基苯甲醛、2,4-二甲基苯甲醛、2,5-二甲基苯甲醛和2,6-二甲基苯甲醛都是重要的精细化工中间体,均可应用于合成聚丙烯成核透明剂,是新一代的无毒塑料助剂,广泛应用于食品包装材料生产中。3,5-二甲基苯甲醛合成出来的聚丙烯成核透明剂在晶粒细度、塑料透明性方面性能最优,因此3,5-二甲基苯甲醛的合成开发受到重视。
至目前为止,在国内外文献以及专利中报道的3,5-二甲基苯甲醛主要制备方法有:电解合成法、有机化学合成法和生物合成法;电解合成法是采用均三甲苯在高价锰(Mn4 +,Mn3+)的氧化下,将其中的一个甲基氧化为醛基(-CHO),从而得到3,5-二甲基苯甲醛,电的作用是实现低价锰(Mn2+)氧化为高价锰,以保证高价锰的循环使用;有机化学合成法是以醇、二甲苯、三甲苯和酸等为原料,经催化氧化或者还原合成3,5-二甲基苯甲醛;其中比较成功的是以均三甲苯为原料的氯甲基化法;生物合成法是以真菌或者细菌为催化氧化剂,将醇或者均三甲苯等氧化为3,5-二甲基苯甲醛。
上述方法都存在一定的优缺点,要实现工业化生产尚有困难。
发明内容
本发明提供了一种反应条件简单、产率高、成本低且对环境无污染的3,5-二甲基苯甲醛的合成方法。
为了达到上述技术问题,本发明3,5-二甲基苯甲醛的合成路线为:
本发明涉及的3,5-二甲基苯甲醛的合成过程包括以下步骤:
(1)取100~120g苯酚放入高压反应釜中,控制反应釜中压力为0.5~0.6MPa,之后向高压反应釜中以5~6mL/min的速度通入氮气5~8min,待氮气通入完毕,再以8~10m/L的速度通入氢气3~5min,通入的过程中提升压力为0.8~1.0MPa,在温度为30~45℃下反应10~12h,待反应结束,静置1~2h,生成3,5-二氯苯酚;
(2)在上述生成的3,5-二氯苯酚中,加入0.5~0.8mL的三氯化磷溶液,搅拌均匀,之后再向其中加入40~80mL质量分数为65%的H2SO4溶液,进行加热至50~80℃,反应5~10min后,以5~10℃的速度提升温度至65~70℃,并在升温的过程中向其中再加入1~2g锌粉和2~2.5g铁粉,不断搅拌,10~15min后,得3,5-二甲氧基苯酚;
(3)取50~80mL质量分数为65%的NaHCO3溶液,以滴加的方式缓慢滴入上述步骤制得的3,5-二甲氧基苯酚中,其中每分钟滴加40~45滴,控制在10~12min内滴加完成,待滴加完成后,再向其中加入3,5-二甲氧基苯酚质量1~2%的质量浓度为25%的HCI溶液,调节温度为35~45℃,调节压力为1.2~1.4MPa,反应45~55min后,静置15~20min,得3,5-二甲氧基苯钠;
(4)将上述制得的3,5-二甲氧基苯钠放置于消毒后的装有搅拌器、冷凝管、滴液漏斗和温度计的四口瓶中,向其中加入3,5-二甲氧基苯钠质量0.3~0.5倍的ZnO和0.4~0.6倍的ZrO2,之后以5~7℃/min的速度提升温度至55~60℃,并搅拌均匀,在搅拌的过程中,再向其中加入3,5-二甲氧基苯钠质量0.15~0.25倍的CaO和0.2~0.3倍的MgO,保持搅拌状态,15~25min后,停止搅拌,自然冷却至室温,即可得到一种浅黄色3,5-二甲基苯甲醛。
本发明的有益效果是:本发明不仅方法简单易行,原料简单易得,使得成本低,而且反应过程中比较温和,收率显著提高,高达85%以上。
具体实施方式
本发明涉及的一种3,5-二甲基苯甲醛的合成过程包括以下步骤:
首先取100~120g苯酚放入高压反应釜中,控制反应釜中压力为0.5~0.6MPa,之后向高压反应釜中以5~6mL/min的速度通入氮气5~8min,待氮气通入完毕,再以8~10m/L的速度通入氢气3~5min,通入的过程中提升压力为0.8~1.0MPa,在温度为30~45℃下反应10~12h,待反应结束,静置1~2h,生成3,5-二氯苯酚;然后在上述生成的3,5-二氯苯酚中,加入0.5~0.8mL的三氯化磷溶液,搅拌均匀,之后再向其中加入40~80mL质量分数为65%的H2SO4溶液,进行加热至50~80℃,反应5~10min后,以5~10℃的速度提升温度至65~70℃,并在升温的过程中向其中再加入1~2g锌粉和2~2.5g铁粉,不断搅拌,10~15min后,得3,5-二甲氧基苯酚;随后取50~80mL质量分数为65%的NaHCO3溶液,以滴加的方式缓慢滴入上述步骤制得的3,5-二甲氧基苯酚中,其中每分钟滴加40~45滴,控制在10~12min内滴加完成,待滴加完成后,再向其中加入3,5-二甲氧基苯酚质量1~2%的质量浓度为25%的HCI溶液,调节温度为35~45℃,调节压力为1.2~1.4MPa,反应45~55min后,静置15~20min,得3,5-二甲氧基苯钠;最后将上述制得的3,5-二甲氧基苯钠放置于消毒后的装有搅拌器、冷凝管、滴液漏斗和温度计的四口瓶中,向其中加入3,5-二甲氧基苯钠质量0.3~0.5倍的ZnO和0.4~0.6倍的ZrO2,之后以5~7℃/min的速度提升温度至55~60℃,并搅拌均匀,在搅拌的过程中,再向其中加入3,5-二甲氧基苯钠质量0.15~0.25倍的CaO和0.2~0.3倍的MgO,保持搅拌状态,15~25min后,停止搅拌,自然冷却至室温,即可得到一种浅黄色3,5-二甲基苯甲醛。
实例1
首先取100g苯酚放入高压反应釜中,控制反应釜中压力为0.5MPa,之后向高压反应釜中以5mL/min的速度通入氮气5min,待氮气通入完毕,再以8m/L的速度通入氢气3min,通入的过程中提升压力为0.8MPa,在温度为30℃下反应10h,待反应结束,静置1h,生成3,5-二氯苯酚;然后在上述生成的3,5-二氯苯酚中,加入0.5mL的三氯化磷溶液,搅拌均匀,之后再向其中加入40mL质量分数为65%的H2SO4溶液,进行加热至50℃,反应5min后,以5℃的速度提升温度至65℃,并在升温的过程中向其中再加入1g锌粉和2g铁粉,不断搅拌,10min后,得3,5-二甲氧基苯酚;随后取50mL质量分数为65%的NaHCO3溶液,以滴加的方式缓慢滴入上述步骤制得的3,5-二甲氧基苯酚中,其中每分钟滴加40滴,控制在10min内滴加完成,待滴加完成后,再向其中加入3,5-二甲氧基苯酚质量1%的质量浓度为25%的HCI溶液,调节温度为35℃,调节压力为1.2MPa,反应45min后,静置15min,得3,5-二甲氧基苯钠;最后将上述制得的3,5-二甲氧基苯钠放置于消毒后的装有搅拌器、冷凝管、滴液漏斗和温度计的四口瓶中,向其中加入3,5-二甲氧基苯钠质量0.3~0.5倍的ZnO和0.4~0.6倍的ZrO2,之后以5℃/min的速度提升温度至55℃,并搅拌均匀,在搅拌的过程中,再向其中加入3,5-二甲氧基苯钠质量0.15倍的CaO和0.2倍的MgO,保持搅拌状态,15min后,停止搅拌,自然冷却至室温,即可得到一种浅黄色3,5-二甲基苯甲醛。
本发明方法独特新颖,在操作过程中对于环境没有任何污染,反应过程温和,最终得到5g3,5-二甲基苯甲醛,收率达到85%。
实例2
首先取110g苯酚放入高压反应釜中,控制反应釜中压力为0.55MPa,之后向高压反应釜中以5.5mL/min的速度通入氮气7min,待氮气通入完毕,再以9m/L的速度通入氢气4min,通入的过程中提升压力为0.9MPa,在温度为40℃下反应11h,待反应结束,静置1.5h,生成3,5-二氯苯酚;然后在上述生成的3,5-二氯苯酚中,加入0.65mL的三氯化磷溶液,搅拌均匀,之后再向其中加入65mL质量分数为65%的H2SO4溶液,进行加热至70℃,反应5~10min后,以8℃的速度提升温度至68℃,并在升温的过程中向其中再加入1.5g锌粉和2.3g铁粉,不断搅拌,13min后,得3,5-二甲氧基苯酚;随后取65mL质量分数为65%的NaHCO3溶液,以滴加的方式缓慢滴入上述步骤制得的3,5-二甲氧基苯酚中,其中每分钟滴加43滴,控制在11min内滴加完成,待滴加完成后,再向其中加入3,5-二甲氧基苯酚质量1.5%的质量浓度为25%的HCI溶液,调节温度为40℃,调节压力为1.3MPa,反应50min后,静置18min,得3,5-二甲氧基苯钠;最后将上述制得的3,5-二甲氧基苯钠放置于消毒后的装有搅拌器、冷凝管、滴液漏斗和温度计的四口瓶中,向其中加入3,5-二甲氧基苯钠质量0.4倍的ZnO和0.5倍的ZrO2,之后以6℃/min的速度提升温度至58℃,并搅拌均匀,在搅拌的过程中,再向其中加入3,5-二甲氧基苯钠质量0.2倍的CaO和0.25倍的MgO,保持搅拌状态,20min后,停止搅拌,自然冷却至室温,即可得到一种浅黄色3,5-二甲基苯甲醛。
本发明方法独特新颖,在操作过程中对于环境没有任何污染,反应过程温和,最终得到6g3,5-二甲基苯甲醛,收率达到86%。
实例3
首先取120g苯酚放入高压反应釜中,控制反应釜中压力为0.6MPa,之后向高压反应釜中以6mL/min的速度通入氮气8min,待氮气通入完毕,再以10m/L的速度通入氢气5min,通入的过程中提升压力为1.0MPa,在温度为45℃下反应12h,待反应结束,静置2h,生成3,5-二氯苯酚;然后在上述生成的3,5-二氯苯酚中,加入0.8mL的三氯化磷溶液,搅拌均匀,之后再向其中加入80mL质量分数为65%的H2SO4溶液,进行加热至80℃,反应10min后,以10℃的速度提升温度至70℃,并在升温的过程中向其中再加入2g锌粉和2.5g铁粉,不断搅拌,15min后,得3,5-二甲氧基苯酚;随后取80mL质量分数为65%的NaHCO3溶液,以滴加的方式缓慢滴入上述步骤制得的3,5-二甲氧基苯酚中,其中每分钟滴加45滴,控制在12min内滴加完成,待滴加完成后,再向其中加入3,5-二甲氧基苯酚质量2%的质量浓度为25%的HCI溶液,调节温度为45℃,调节压力为1.4MPa,反应55min后,静置20min,得3,5-二甲氧基苯钠;最后将上述制得的3,5-二甲氧基苯钠放置于消毒后的装有搅拌器、冷凝管、滴液漏斗和温度计的四口瓶中,向其中加入3,5-二甲氧基苯钠质量0.5倍的ZnO和0.6倍的ZrO2,之后以7℃/min的速度提升温度至60℃,并搅拌均匀,在搅拌的过程中,再向其中加入3,5-二甲氧基苯钠质量0.25倍的CaO和0.3倍的MgO,保持搅拌状态,25min后,停止搅拌,自然冷却至室温,即可得到一种浅黄色3,5-二甲基苯甲醛。
本发明方法独特新颖,在操作过程中对于环境没有任何污染,反应过程温和,最终得到7g3,5-二甲基苯甲醛,收率达到87%。
Claims (1)
1.一种3,5-二甲基苯甲醛的合成方法,其特征在于具体合成步骤为:
(1)取100~120g苯酚放入高压反应釜中,控制反应釜中压力为0.5~0.6MPa,之后向高压反应釜中以5~6mL/min的速度通入氮气5~8min,待氮气通入完毕,再以8~10m/L的速度通入氢气3~5min,通入的过程中提升压力为0.8~1.0MPa,在温度为30~45℃下反应10~12h,待反应结束,静置1~2h,生成3,5-二氯苯酚;
(2)在上述生成的3,5-二氯苯酚中,加入0.5~0.8mL的三氯化磷溶液,搅拌均匀,之后再向其中加入40~80mL质量分数为65%的H2SO4溶液,进行加热至50~80℃,反应5~10min后,以5~10℃的速度提升温度至65~70℃,并在升温的过程中向其中再加入1~2g锌粉和2~2.5g铁粉,不断搅拌,10~15min后,得3,5-二甲氧基苯酚;
(3)取50~80mL质量分数为65%的NaHCO3溶液,以滴加的方式缓慢滴入上述步骤制得的3,5-二甲氧基苯酚中,其中每分钟滴加40~45滴,控制在10~12min内滴加完成,待滴加完成后,再向其中加入3,5-二甲氧基苯酚质量1~2%的质量浓度为25%的HCI溶液,调节温度为35~45℃,调节压力为1.2~1.4MPa,反应45~55min后,静置15~20min,得3,5-二甲氧基苯钠;
(4)将上述制得的3,5-二甲氧基苯钠放置于消毒后的装有搅拌器、冷凝管、滴液漏斗和温度计的四口瓶中,向其中加入3,5-二甲氧基苯钠质量0.3~0.5倍的ZnO和0.4~0.6倍的ZrO2,之后以5~7℃/min的速度提升温度至55~60℃,并搅拌均匀,在搅拌的过程中,再向其中加入3,5-二甲氧基苯钠质量0.15~0.25倍的CaO和0.2~0.3倍的MgO,保持搅拌状态,15~25min后,停止搅拌,自然冷却至室温,即可得到一种浅黄色3,5-二甲基苯甲醛。
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