CN106673936A - 一种二芳基乙烷的制备方法 - Google Patents

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陈明
陈海波
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Abstract

一种二芳基乙烷的制备方法，采用甲基磺酸作为反应催化剂，于室温下，苯乙烯与二甲苯搅拌反应4小时‑8小时，所述苯乙烯与二甲苯的摩尔比为1:2‑1:3；所述苯乙烯与催化剂的摩尔比为1:0.2‑1:0.4，静置，分液，水洗，减压精馏，得到二芳基乙烷。优点是：该工艺反应转化率高、选择性强、条件温和、副产物少，催化剂易回收且可重复利用，环境污染小，较好解决了当前二芳基乙烷合成所用催化剂存在的诸多问题，具有广阔的应用前景。

Description

一种二芳基乙烷的制备方法
技术领域
本发明属于有机合成领域，具体涉及一种二芳基乙烷的制备方法。
背景技术
二芳基乙烷(PXE)是混合二甲苯与苯乙烯进行烷基化的产物，主要用作压敏复写纸显色剂的溶剂油、塑料增塑剂和热载体。上世纪70年代，日本首先将其用于第三代电力电容器的绝缘油，取得良好应用效果。目前，二芳基乙烷已成为合成电力电容器绝缘油的最重要品种之一，具有良好的市场应用前景。
目前，国内外生产二芳基乙烷一般采用浓硫酸催化工艺，该工艺存在反应条件不易控制，多烷基化、磺化和聚合副产物多，废酸处理量大，以及污染和设备腐蚀严重等缺点。近年来，国内的研究者对二芳基乙烷合成工艺的改进研究主要集中在固体酸催化剂的开发上。开发的催化剂包括ZSM-5/SAPO-5、HY/BAPO-5、β/SAPO-5复合分子筛、稀土La3+-SO4 2-/TiO2、介孔分子筛Al-MCM-41、SO4 2-/Fe2O3等。但上述工艺仅停留在实验室研究阶段，工业化放大仍面临诸多问题。主要有：(1)催化剂制备工艺复杂、条件苛刻、成本高。一般催化剂制备过程需多个步骤，使用昂贵的过渡金属，需550℃以上高温等；(2)反应温度高，能耗大。一般反应在100℃以上才能取得较理想效果；(3)催化剂失活快，难以循环利用。由于该类催化剂同时是苯乙烯自聚的催化剂，因此易生成高分子量苯乙烯聚合副产物，堵塞催化剂孔洞，使反应难以继续进行；(4)工艺总生产成本高。由于固体酸催化法催化剂制备成本高、反应能耗大、催化剂不易循环利用使二芳基乙烷生产成本较高，缺乏市场竞争力。另外，有报道采用[BMIM]Cl-A1Cl3离子液体作为催化剂合成二芳基乙烷，但该催化剂对空气和水敏感，回收再用难度大，催化剂制备成本高，限制了该法的应用。
发明内容
本发明针要解决的技术问题是提供一种反应条件温和易控，多烷基化、磺化和聚合副产物少、催化剂可多次重复利用的高效催化合成二芳基乙烷的方法。
本发明的技术解决方案是：
一种二芳基乙烷的制备方法，其具体步骤是：
采用甲基磺酸作为反应催化剂，于室温下，苯乙烯与二甲苯搅拌反应4小时-8小时，静置，分液，水洗，减压精馏，得到二芳基乙烷。
进一步的，苯乙烯与二甲苯的摩尔比为1:1-1:10。
进一步的，苯乙烯与催化剂摩尔比1:0.01-1:0.5。
进一步的，所述苯乙烯与二甲苯的摩尔比为1:2-1:3。
进一步的，所述苯乙烯与催化剂的摩尔比为1:0.2-1:0.4。
进一步的，所述苯乙烯与二甲苯的摩尔比为1:2.5-1:3；所述苯乙烯与催化剂的摩尔比为1:0.3。
进一步的，搅拌反应时间为5小时-8小时。
本发明的有益效果：
(1)由于采用有机磺酸作为反应催化剂，大大减少了采用硫酸催化而产生磺化副产物的可能性，同时减少了多烷基化和聚合副产物的产生。
(2)该工艺室温反应，副产物少，不需冷却或加热操作，节约能源成本。
(3)该工艺反应转化率高、选择性强、条件温和、副产物少，催化剂易回收且可重复利用，环境污染小，较好解决了当前二芳基乙烷合成所用催化剂存在的诸多问题，具有广阔的应用前景。
具体实施方式
实施例1
二甲苯191g(1.8mol)，催化剂甲磺酸17.3g(0.18mol)，开动机械搅拌，室温下滴加62.4g(0.6mol)苯乙烯，5小时滴完，然后再反应1小时。停搅拌，静置30分钟，分液，分出的上层有机液体用100mL水洗1次，100mL 10％NaOH溶液洗一次，减压回收二甲苯，残留物减压精馏，收集130℃-140℃馏分，得二芳基乙烷产物，釜残液为高沸点副产物(包括多烷基化、磺化和聚合副产物)，二芳基乙烷收率如表1所示。下层催化剂可重复继续使用。
实施例2
二甲苯191g(1.8mol)，催化剂甲磺酸23.1g(0.24mol)，开动机械搅拌，室温下滴加62.4g(0.6mol)苯乙烯，5小时滴完，然后再反应1小时。停搅拌，静置30分钟，分液，分出的上层有机液体用100mL水洗1次，100mL 10％NaOH溶液洗一次，减压回收二甲苯，残留物减压精馏，收集130℃-140℃馏分，得二芳基乙烷产物，釜残液为高沸点副产物，二芳基乙烷收率如表1所示。下层催化剂可重复继续使用。
实施例3
二甲苯191g(1.8mol)，催化剂甲磺酸11.5g(0.12mol)，开动机械搅拌，室温下滴加62.4g(0.6mol)苯乙烯，5小时滴完，然后再反应1小时。停搅拌，静置30分钟，分液，分出的上层有机液体用100mL水洗1次，100mL 10％NaOH溶液洗一次，减压回收二甲苯，残留物减压精馏，收集130℃-140℃馏分，得二芳基乙烷产物，釜残液为高沸点副产物，二芳基乙烷收率如表1所示。下层催化剂可重复继续使用。
实施例4
二甲苯191g(1.8mol)，催化剂甲磺酸5.77g(0.06mol)，开动机械搅拌，室温下滴加62.4g(0.6mol)苯乙烯，5小时滴完，然后再反应1小时。停搅拌，静置30分钟，分液，分出的上层有机液体用100mL水洗1次，100mL 10％NaOH溶液洗一次，减压回收二甲苯，残留物减压精馏，收集130℃-140℃馏分，得二芳基乙烷产物，釜残液为高沸点副产物，二芳基乙烷收率如表1所示。下层催化剂可重复继续使用。
实施例5
二甲苯159g(1.5mol)，催化剂甲磺酸17.3g(0.18mol)，开动机械搅拌，室温下滴加62.4g(0.6mol)苯乙烯，5小时滴完，然后再反应1小时。停搅拌，静置30分钟，分液，分出的上层有机液体用100mL水洗1次，100mL 10％NaOH溶液洗一次，减压回收二甲苯，残留物减压精馏，收集130℃-140℃馏分，得二芳基乙烷产物，釜残液为高沸点副产物，二芳基乙烷收率如表1所示。下层催化剂可重复继续使用。
实施例6
二甲苯127g(1.2mol)，催化剂甲磺酸17.3g(0.18mol)，开动机械搅拌，室温下滴加62.4g(0.6mol)苯乙烯，5小时滴完，然后再反应1小时。停搅拌，静置30分钟，分液，分出的上层有机液体用100mL水洗1次，100mL 10％NaOH溶液洗一次，减压回收二甲苯，残留物减压精馏，收集130℃-140℃馏分，得二芳基乙烷产物，釜残液为高沸点副产物，二芳基乙烷收率如表1所示。下层催化剂可重复继续使用。
实施例7
二甲苯191g(1.8mol)，催化剂甲磺酸17.3g(0.18mol)，开动机械搅拌，室温下滴加62.4g(0.6mol)苯乙烯，6小时滴完，然后再反应2小时。停搅拌，静置30分钟，分液，分出的上层有机液体用100mL水洗1次，100mL 10％NaOH溶液洗一次，减压回收二甲苯，残留物减压精馏，收集130℃-140℃馏分，得二芳基乙烷产物，釜残液为高沸点副产物(包括多烷基化、磺化和聚合副产物)，二芳基乙烷收率如表1所示。下层催化剂可重复继续使用。
实施例8
二甲苯191g(1.8mol)，催化剂甲磺酸17.3g(0.18mol)，开动机械搅拌，室温下滴加62.4g(0.6mol)苯乙烯，4小时滴完，然后再反应1小时。停搅拌，静置30分钟，分液，分出的上层有机液体用100mL水洗1次，100mL 10％NaOH溶液洗一次，减压回收二甲苯，残留物减压精馏，收集130℃-140℃馏分，得二芳基乙烷产物，釜残液为高沸点副产物(包括多烷基化、磺化和聚合副产物)，二芳基乙烷收率如表1所示。下层催化剂可重复继续使用。
实施例9
二甲苯191g(1.8mol)，催化剂甲磺酸17.3g(0.18mol)，开动机械搅拌，室温下滴加62.4g(0.6mol)苯乙烯，3小时滴完，然后再反应1小时。停搅拌，静置30分钟，分液，分出的上层有机液体用100mL水洗1次，100mL 10％NaOH溶液洗一次，减压回收二甲苯，残留物减压精馏，收集130℃-140℃馏分，得二芳基乙烷产物，釜残液为高沸点副产物(包括多烷基化、磺化和聚合副产物)，二芳基乙烷收率如表1所示。下层催化剂可重复继续使用。
实施例10
二甲苯637g(6mol)，催化剂甲磺酸0.577g(0.006mol)，开动机械搅拌，室温下滴加62.4g(0.6mol)苯乙烯，5小时滴完，然后再反应1小时。停搅拌，静置30分钟，分液，分出的上层有机液体用100mL水洗1次，100mL 10％NaOH溶液洗一次，减压回收二甲苯，残留物减压精馏，收集130℃-140℃馏分，得二芳基乙烷产物，釜残液为高沸点副产物，二芳基乙烷收率如表1所示。下层催化剂可重复继续使用。
对比例1
二甲苯191g(1.8mol)，催化剂甲磺酸173g(0.18mol)，开动机械搅拌，室温下滴加62.4g(0.6mol)苯乙烯，2小时滴完，然后再反应1小时。停搅拌，静置30分钟，分液，分出的上层有机液体用100mL水洗1次，100mL 10％NaOH溶液洗一次，减压回收二甲苯，残留物减压精馏，收集130℃-140℃馏分，得二芳基乙烷产物，釜残液为高沸点副产物(包括多烷基化、磺化和聚合副产物)，二芳基乙烷收率如表1所示。下层催化剂可重复继续使用。
表1
本发明实施例1-实施例10的催化剂分离后可重复使用，使用10次后，由于催化剂部分损失产品收率略有下降，补充新催化剂后可达到初次使用效果。
以上仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种二芳基乙烷的制备方法，其具体步骤是：
采用甲基磺酸作为反应催化剂，于室温下，苯乙烯与二甲苯搅拌反应4小时-8小时，静置，分液，水洗，减压精馏，得到二芳基乙烷。
2.根据权利要求1所述的二芳基乙烷的制备方法，其特征是：苯乙烯与二甲苯的摩尔比为1:1-1:10。
3.根据权利要求1所述的二芳基乙烷的制备方法，其特征是：苯乙烯与催化剂摩尔比1:0.01-1:0.5。
4.根据权利要求2所述的二芳基乙烷的制备方法，其特征是：所述苯乙烯与二甲苯的摩尔比为1:2-1:3。
5.根据权利要求3所述的二芳基乙烷的制备方法，其特征是：所述苯乙烯与催化剂的摩尔比为1:0.2-1:0.4。
6.根据权利要求4所述的二芳基乙烷的制备方法，其特征是：所述苯乙烯与二甲苯的摩尔比为1:2.5-1:3。
7.根据权利要求5所述的二芳基乙烷的制备方法，其特征是：所述苯乙烯与催化剂的摩尔比为1:0.3。
8.根据权利要求1所述的二芳基乙烷的制备方法，其特征是：搅拌反应时间为5小时-8小时。
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