一种9,9-二[(4-羟乙氧基)苯基]芴的制备方法
技术领域
本发明涉及化合物的合成,具体的说是一种9,9-二[(4-羟乙氧基)苯基]芴(BPEF)的制备方法。
背景技术
9,9-二[(4-羟乙氧基)苯基]芴(BPEF)是一种重要的双酚化合物,可用于制备具有高耐热性、优良光学性能、优良阻燃性能的环氧树脂、聚氨酯、聚碳酸酯、聚酯、聚芳香酯、聚醚或多醚等缩聚产品,。以9,9-二[(4-羟乙氧基)苯基]芴(BPEF)为原料的合成材料已应用于高档手机的显示屏,并正在向高档液晶显示屏方向发展,随着近年来智能手机等高档液晶屏的广泛使用,作为合成电子液晶材料的基础原料9,9-二[(4-羟乙氧基)苯基]芴的市场容量进一步扩大。
9,9-二[(4-羟乙氧基)苯基]芴(BPEF)的制备目前国内外主要采用9-芴酮和苯氧乙醇为原料,即以9-芴酮和苯氧乙醇为原料,在催化剂的作用下,经缩合得到产品。
世界专利WO2013133106报道以9-芴酮和苯氧乙醇为原料,在甲基磺酸作为主催化剂,β-巯基丙酸作为助催化剂作用下,经缩合得到9,9-二[(4-羟乙氧基)苯基]芴(BPEF),收率为65.5%。该路线制备9,9-二[(4-羟乙氧基)苯基]芴收率偏低,制备时间长,废水量较大,成本较高。
欧洲专利EP 2180014A报道,在浓硫酸作为主催化剂,β-巯基丙酸作为助催化剂作用下,9-芴酮和苯氧乙醇经缩合得到9,9-二[(4-羟乙氧基)苯基]芴(BPEF),粗品收率为82%,产品含量仅为96.1%。该路线会产生大量含酸废水,9,9-二[(4-羟乙氧基)苯基]芴的含量偏低,需进一步精制才能得到合格产品。
日本专利JP 2009046416A介绍了离子交换树脂法,以Lewatit K 2420为强酸性阳离子交换剂,9-芴酮和苯氧乙醇反应制备BPEF,但整个过程中使用价格较高的强酸性阳离子交换剂,并不适合工业化生产。
世界专利WO 2008099765A介绍了以固体杂多酸为催化剂,9-芴酮和2-苯氧基乙醇反应制备9,9-二[(4-羟乙氧基)苯基]芴。固体杂多酸价格高且制备复杂不适合工业化生产。
日本专利JP 09255609曾报道以双酚芴和碳酸亚乙酯为原料,在三苯基膦催化剂下,制备9,9-二[(4-羟乙氧基)苯基]芴,粗品收率为89%,含量仅为94%。该工艺原料成本较高,产品含量偏低。
上述合成方法存在废水量大,产品含量偏低、原料成本较高等缺点,因此急需开发一条适合工业化生产的制备路线。
发明内容
本发明目的在于提供一种9,9-二[(4-羟乙氧基)苯基]芴的制备方法。
为实现上述目的,本发明采用技术方案为:
一种9,9-二[(4-羟乙氧基)苯基]芴(BPEF)的制备方法,将双酚芴、溶剂和碱性催化剂加入高压反应釜中,惰性气体置换完空气后,并在其保护下,加入液体环氧乙烷,密封后,升温至80~110℃下反应3~10小时,降温至20~30℃时卸去压力,再升温至80~110℃下进行热过滤,将滤液降温至5~20℃,并在该温度下搅拌1~4小时,利用反应体系内溶剂使其充分结晶、过滤得到9,9-二[(4-羟乙氧基)苯基]芴。
所述的惰性气体为氮气或氩气。
所述溶剂的投料量是双酚芴重量的2~6倍,碱性催化剂与双酚芴摩尔比2~2.2∶1;环氧乙烷与双酚芴摩尔比=2~2.5∶1。
所述溶剂为甲苯、邻二甲苯、对二甲苯、间二甲苯、二甲苯中的一种或几种的混合。
所述的碱性催化剂为氢氧化钾和/或氢氧化钠。
回收得到的碱性催化剂可以套用下一批产品制备中。
本发明所具有的优点:
本发明提供的9,9-二[(4-羟乙氧基)苯基]芴制备路线与现有路线相比,本发明具有工艺路线简单,易于工业化实施,产品收率及含量偏高高等特点。本发明9,9-二[(4-羟乙氧基)苯基]芴制备过程不产生废水,回收得到碱性催化剂可直接套用。反应体系中溶剂既作为反应溶剂又作为重结晶溶剂,大大简化操作工艺的同时,又提高了的产品及含量。
具体实施方式
通过以下实施例,对本发明作进一步具体说明。但是本发明绝非仅限于此。下述实施例中,所用的双酚芴的含量大于99%,环氧乙烷含量大于98%。
实施例1
向高压反应釜中,加入35KG双酚芴、11.2KG氢氧化钾、140KG甲苯,用氮气置换反应釜中的空气,并在氮气保护下,加入液体环氧乙烷9.0KG,密封反应釜,缓慢升温至100℃,并在100℃下保温反应6小时,反应结束后,降温至20~30℃,然后卸掉反应釜中的压力,接着升温至90~100℃下进行热过滤,得到滤饼用于下一批的套用,滤液加入到反应釜中,搅拌下,缓慢降温至5~10℃,5~10℃下搅拌2小时,利用体系内甲苯作为重结晶溶剂使反应产物充分结晶,过滤,烘干后得到37.5KG,HPLC归一含量为99.3%,收率为85.6%。
实施例2
向高压反应釜中,加入105KG双酚芴、25.2KG氢氧化钠和315KG二甲苯,用氩气置换反应釜中的空气,并在氩气保护下,加入液体环氧乙烷21.1KG,密封反应釜,缓慢升温至110℃,并在110℃下保温反应4小时,反应结束后,降温至20~30℃,然后卸掉反应釜中的压力,接着升温至100~110℃下进行热过滤,将滤液加入到反应釜中,缓慢降温至10~15℃,10~15℃下搅拌4小时,利用体系内二甲苯作为重结晶溶剂使反应产物充分结晶,过滤,烘干后得到104.5KG,HPLC归一含量为99.4%,收率为79.5%。
实施例3
向高压反应釜中,加入35KG双酚芴、11.5KG氢氧化钾(实施例1中回收得到的滤饼)和175KG甲苯,用氮气置换反应釜中的空气,并在氮气保护下,加入液体环氧乙烷10.6KG,密封反应釜,缓慢升温至100℃,并在100℃下保温反应8小时,反应结束后,降温至20~30℃,然后卸掉反应釜中的压力,接着升温至90~100℃下进行热过滤,得到滤饼用于下一批的套用,滤液加入到反应釜中,搅拌下,缓慢降温至5~10℃,5~10℃下搅拌3小时,利用体系内甲苯作为重结晶溶剂使反应产物充分结晶,过滤,烘干后得到34.5KG,HPLC归一含量为99.7%,收率为78.8%。
实施例4
向高压反应釜中,加入70KG双酚芴、5.6KG氢氧化钾、4KG氢氧化钠和280KG间二甲苯,用氮气置换反应釜中的空气,在氮气保护下,加入液体环氧乙烷26.4KG,密封反应釜,缓慢升温至90℃,并在90℃下保温反应8小时,保温结束后,降温至20~30℃,然后卸掉反应釜中的压力,接着升温80~90℃下进行热过滤,得到滤饼用于下一批的套用,滤液加入到反应釜中,搅拌下,缓慢降温至15~20℃,15~20℃下搅拌3小时,利用体系内间二甲苯作为重结晶溶剂使反应产物充分结晶,过滤,烘干后得到67.6KG,HPLC归一含量为99.5%,收率为77.2%。
实施例5
向高压反应釜中,加入70KG双酚芴、26.9KG氢氧化钾和210KG甲苯,用氮气置换反应釜中的空气,置换完毕后,加入气化后环氧乙烷缓21.1KG,密封反应釜,缓慢升温至100℃,并在100℃下保温反应8小时,反应结束后,进行热过滤,将滤液加入到反应釜中,搅拌下,缓慢降温至5~10℃,5~10℃下搅拌3小时,利用体系内甲苯作为重结晶溶剂使反应产物充分结晶,过滤,烘干后得到77.1KG,归一含量为99.4%,收率为88.0%。