CN106916052A - 一种间三氟甲基苯酚的制备方法 - Google Patents

一种间三氟甲基苯酚的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种间三氟甲基苯酚的制备方法，属于有机合成技术领域。该方法是以间氨基三氟甲苯为原料，首先经重氮化工序获得重氮反应液，然后进行水解工序合成间三氟甲基苯酚，水解工序后所得含有间三氟甲基苯酚的物料进行后处理，即得到高纯度的间三氟甲基苯酚产品。本发明具有工艺简单、生产成本低，适合于工业化生产。

Description

一种间三氟甲基苯酚的制备方法
技术领域
本发明属于有机合成技术领域，具体涉及一种间三氟甲基苯酚的制备方法。
背景技术
间三氟甲基苯酚，英文名称：m-Trifluoromethylphenol，CAS号：98-17-9，分子式：C7H5F3O，分子量：162.1092，其分子结构如下式(1)所示。
间三氟甲基苯酚是一种重要的化工中间体原料，是合成新型医药、农药及液晶的重要中间体，具有非常广泛的应用价值，市场前景十分可观。因此，研发一种工艺简单、后处理易行，适用于工业生产的制备方法尤其重要。
发明内容
本发明的目的是提供一种间三氟甲基苯酚的制备方法，该方法工艺简单、后处理易行，可制备高纯度产品，适合于工业化生产。
为实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：
一种间三氟甲基苯酚的制备方法，该方法是以间氨基三氟甲苯为原料，首先经重氮化工序获得重氮反应液，然后进行水解工序合成间三氟甲基苯酚，水解工序后所得含有间三氟甲基苯酚的物料进行后处理，即得到高纯度的间三氟甲基苯酚产品。该方法具体包括如下步骤：
(1)重氮化工序：以间氨基三氟苯为原料，以强酸和亚硝酸钠为重氮化试剂，经重氮化反应后获得重氮反应液；
(2)水解工序：采用苯类作为水解试剂，金属硫酸盐参与水解反应，通过水解反应合成间三氟甲基苯酚，水解反应后得到含有间三氟甲基苯酚的物料；
(3)精馏工序：将步骤(2)所得含有间三氟甲基苯酚的物料静置分层，取上层油层放入储罐或精馏釜进行精馏，取压力5～20mmHg、加热介质温度158℃和顶温50～80℃条件下得到的精馏物料即为高纯度的间三氟甲基苯酚产品。
上述步骤(1)中，所述重氮化工序的具体过程为：反应釜内装有强酸，在50～70℃条件下向反应釜内定量滴加间氨基三氟甲苯，加完后在60～70℃保持1～4h，使之反应完全；然后降温至20～40℃条件下向釜内滴加亚硝酸钠溶液，进行重氮化反应，滴加完毕后在20～40℃条件下保温反应1小时；最后再向釜内定量滴加入尿素(慢滴加以免冲料)，以消除过量的亚硝酸，最终获得重氮反应液。
所述重氮化工序中，所述强酸与间氨基三氟甲苯的比例为(2～6)：1，所述亚硝酸钠溶液与间氨基三氟甲苯的比例为(1～2)：1，所述尿素的滴加量为间三氟甲基苯胺投入量的10％。
所述重氮化工序中，所用强酸为硫酸、硝酸或盐酸，其中：硫酸浓度为98wt.％，硝酸浓度为98wt.％，盐酸浓度为36wt.％；所述亚硝酸钠溶液浓度为35wt.％。
上述步骤(2)中，所述水解工序的具体过程为：向反应釜B中定量加入金属硫酸盐的水溶液和苯类，搅拌加热至回流温度95～105℃，再在回流状态下滴加重氮反应液,加完后保持回流状态反应至无尾气气泡逸出为止(约2小时)，停止搅拌。
所述水解工序中，所述苯类为二甲苯，所述硫酸盐水溶液的浓度为25-30wt.％；所述苯类与重氮反应液的重量比例为(0.5～1)：1。
所述水解工序中，所述金属硫酸盐与重氮反应液的重量比例为(0.01～0.05)：1；所述金属硫酸盐为硫酸铁、硫酸铜或硫酸锌。
上述步骤(3)中，所述精馏过程具体为：首先，将油层减压后升温，釜内压力控制在0.055～0.095MPa，加热介质温度控制在128～146℃，顶温控制在84～110℃，精馏分离出溶剂-混合二甲苯(回用于上一步水解)；然后，釜内压力控制在25～40mmHg，加热介质温度控制在146～148℃，顶温控制在84～86℃，精馏分离出过渡馏分(可返回下批精馏)；再然后，釜内压力控制在5～20mmHg，加热介质温度控制在158℃，顶温控制在50～80℃，精馏分离出间三氟甲基苯酚产品；最后，釜内压力控制在小于5mmHg，加热介质温度控制在158℃，顶温在小于50℃，精馏分离出少量不合格产品；蒸馏完后先停止加热，当釜内温度降至70℃以下，用氮气破空至常压，放出釜残，再进行下批精馏。
本发明的具体反应式如下：
本发明的优点及有益效果如下：
1、本发明用于制备高纯度的间三氟甲基苯酚产品的方法，工艺简单、后处理易行，适合于工业化生产。
2、本发明方法所制备的高纯度的间三氟甲基苯酚产品的纯度为99.2％，收率为72.6％。
具体实施方式
以下结合实施例来进一步说明本发明。
实施例1
1.向釜中加入水1030kg，搅拌下定量滴加浓硫酸1650kg，温度计控制在50～70℃之间，定量滴加间氨基三氟甲苯375kg，加完后控制温度于60～70℃，使之全部成盐。然后降温至20～40℃，并保持20～40℃滴加提前定量配制好的亚硝酸钠溶液，进行重氮化反应，加完后保温反应1小时，再定量滴加入尿素(慢滴加以免冲料)，消除过量的亚硝酸。该反应液称重氮液。
2.向另一釜中定量加入二甲苯1935kg和25wt.％的硫酸铜水溶液240kg，搅拌加热至回流(95～105℃)再滴加重氮液(保持回流状态下),加完后保持回流状态反应至尾气无气泡逸出为止(约2小时)，停止搅拌，静置分层，先将下层酸(废)水分出，送入废水池。上层油层放入储罐或精馏釜去精馏。
3.向精馏釜中定量加入上步分出的油层，减压后升温，釜内压力控制在0.055～0.095MPa，加热介质温度控制在128～146℃，顶温控制在84～110℃。精馏分离出溶剂-混合二甲苯(回用于上一步水解)。釜内压力控制在25～40mmHg，加热介质温度控制在146～148℃，顶温控制在84～86℃。精馏分离出过渡馏分(可返回下批精馏)。釜内压力控制在5～20mmHg，加热介质温度控制在158℃，顶温控制在50～80℃。精馏分离出产品。釜内压力控制在小于5mmHg，加热介质温度控制在158℃，顶温在小于50℃时精馏分离出少量不合格产品。可得合格产品300kg，气相归一化检测含量99.2％，收率：72.6％。
实施例2
1.向釜中加入水1030kg，搅拌下定量滴加浓硫酸1650kg，温度计控制在50～70℃之间，定量滴加间氨基三氟甲苯300kg，加完后控制温度于60～70℃，使之全部成盐。然后降温至20～40℃，并保持20～40℃滴加提前定量配制好的亚硝酸钠溶液，进行重氮化反应，加完后保温反应1小时，再定量滴加入尿素(慢滴加以免冲料)，消除过量的亚硝酸。该反应液称重氮液。
2.向另一釜中定量加入混二甲苯1935kg和25wt.％的硫酸铜水溶液240kg，搅拌加热至回流(95～105℃)再滴加重氮液(保持回流状态下),加完后保持回流状态反应至尾气无气泡逸出为止(约2小时)，停止搅拌，静置分层，先将下层酸(废)水分出，送入废水池。上层油层放入储罐或精馏釜去精馏。
3.向精馏釜中定量加入上步分出的油层，减压后升温，釜内压力控制在0.055～0.095MPa，加热介质温度控制在128～146℃，顶温控制在84～110℃。精馏分离出溶剂-混合二甲苯(回用于上一步水解)。釜内压力控制在25～40mmHg，加热介质温度控制在146～148℃，顶温控制在84～86℃。精馏分离出过渡馏分(可返回下批精馏)。釜内压力控制在5～20mmHg，加热介质温度控制在158℃，顶温控制在50～80℃。精馏分离出产品。釜内压力控制在小于5mmHg，加热介质温度控制在158℃，顶温在小于50℃时精馏分离出少量不合格产品。可得合格产品250kg，气相归一化检测含量99.1％，收率：75.6％。
实施例3
1.向釜中加入水650kg，搅拌下定量滴加浓硫酸800kg，温度计控制在50～70℃之间，定量滴加间氨基三氟甲苯180kg，加完后控制温度于60～70℃，使之全部成盐。然后降温至20～40℃，并保持20～40℃滴加提前定量配制好的亚硝酸钠溶液，进行重氮化反应，加完后保温反应2小时，再定量滴加入尿素(慢滴加以免冲料)，消除过量的亚硝酸。该反应液称重氮液。
2.向另一釜中定量加入混二甲苯1000kg和25wt.％的硫酸铜水溶液120kg，搅拌加热至回流(95～105℃)再滴加重氮液(保持回流状态下),加完后保持回流状态反应至尾气无气泡逸出为止(约2小时)，停止搅拌，静置分层，先将下层酸(废)水分出，送入废水池。上层油层放入储罐或精馏釜去精馏。
3.向精馏釜中定量加入上步分出的油层，减压后升温，釜内压力控制在0.055～0.095MPa，加热介质温度控制在128～146℃，顶温控制在84～110℃。精馏分离出溶剂-混合二甲苯(回用于上一步水解)。釜内压力控制在25～40mmHg，加热介质温度控制在146～148℃，顶温控制在84～86℃。精馏分离出过渡馏分(可返回下批精馏)。釜内压力控制在5～20mmHg，加热介质温度控制在158℃，顶温控制在50～80℃。精馏分离出产品。釜内压力控制在小于5mmHg，加热介质温度控制在158℃，顶温在小于50℃时精馏分离出少量不合格产品。可得合格产品150kg，气相归一化检测含量99.3％，收率：75.62％。
本发明上述实施例的目的是为更好的理解本发明的内容所体现的实质性特性，但所举之例不应视为对本发明保护范围的限制。

Claims (10)

1.一种间三氟甲基苯酚的制备方法，其特征在于：该方法是以间氨基三氟甲苯为原料，首先经重氮化工序获得重氮反应液，然后进行水解工序合成间三氟甲基苯酚，水解工序后所得含有间三氟甲基苯酚的物料进行后处理，即得到高纯度的间三氟甲基苯酚产品。
2.根据权利要求1所述的间三氟甲基苯酚的制备方法，其特征在于：该方法具体包括如下步骤：
(1)重氮化工序：以间氨基三氟苯为原料，以强酸和亚硝酸钠为重氮化试剂，经重氮化反应后获得重氮反应液；
(2)水解工序：采用苯类作为水解试剂，金属硫酸盐参与水解反应，通过水解反应合成间三氟甲基苯酚，水解反应后得到含有间三氟甲基苯酚的物料；
(3)精馏工序：将步骤(2)所得含有间三氟甲基苯酚的物料静置分层，取上层油层放入储罐或精馏釜进行精馏，取压力5～20mmHg、加热介质温度158℃和顶温50～80℃条件下得到的精馏物料即为高纯度的间三氟甲基苯酚产品。
3.根据权利要求2所述的间三氟甲基苯酚的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，所述重氮化工序的具体过程为：反应釜A内装有强酸，在50～70℃条件下向反应釜A内定量滴加间氨基三氟甲苯，加完后在60～70℃保持1～4h，使之反应完全；然后降温至20～40℃条件下向反应釜A内滴加亚硝酸钠溶液，进行重氮化反应，滴加完毕后在20～40℃条件下保温反应1小时；最后再向反应釜A内定量滴加入尿素，以消除过量的亚硝酸，最终获得重氮反应液。
4.根据权利要求3所述的间三氟甲基苯酚的制备方法，其特征在于：所述重氮化工序中，所述强酸与间氨基三氟甲苯的比例为(2～6)：1，所述亚硝酸钠溶液与间氨基三氟甲苯的比例为(1～2)：1，所述尿素的滴加量为间氨基三氟甲苯投入重量的10％。
5.根据权利要求3所述的间三氟甲基苯酚的制备方法，其特征在于：所述重氮化工序中，所用强酸为硫酸、硝酸或盐酸，其中：硫酸浓度为98wt.％，硝酸浓度为98wt.％，盐酸浓度为36wt.％；所述亚硝酸钠溶液浓度为35wt.％。
6.根据权利要求2所述的间三氟甲基苯酚的制备方法，其特征在于：步骤(2)中，所述水解工序的具体过程为：向反应釜B中定量加入金属硫酸盐的水溶液和苯类，搅拌加热至回流温度95～105℃，再在回流状态下滴加重氮反应液,加完后保持回流状态反应至无尾气气泡逸出为止，停止搅拌。
7.根据权利要求6所述的间三氟甲基苯酚的制备方法，其特征在于：所述水解工序中，所述苯类为二甲苯，所述硫酸盐水溶液的浓度为25-30wt.％；所述苯类与重氮反应液的重量比例为(0.5～1)：1。
8.根据权利要求7所述的5-三氟甲基尿嘧啶的制备方法，其特征在于：所述水解工序中，所述金属硫酸盐与重氮反应液的重量比例为(0.01～0.05)：1；所述金属硫酸盐为硫酸铁、硫酸铜或硫酸锌。
9.根据权利要求2所述的间三氟甲基苯酚的制备方法，其特征在于：步骤(3)中，所述精馏过程具体为：首先，将油层减压后升温，釜内压力控制在0.055～0.095MPa，加热介质温度控制在128～146℃，顶温控制在84～110℃，精馏分离出溶剂-混合二甲苯；然后，釜内压力控制在25～40mmHg，加热介质温度控制在146～148℃，顶温控制在84～86℃，精馏分离出过渡馏分；再然后，釜内压力控制在5～20mmHg，加热介质温度控制在158℃，顶温控制在50～80℃，精馏分离出间三氟甲基苯酚产品；最后，釜内压力控制在小于5mmHg，加热介质温度控制在158℃，顶温在小于50℃，精馏分离出少量不合格产品；蒸馏完后先停止加热，当釜内温度降至70℃以下，用氮气破空至常压，放出釜残，再进行下批精馏。
10.根据权利要求1所述的间三氟甲基苯酚的制备方法，其特征在于：所制备的高纯度的间三氟甲基苯酚产品的纯度大于99％，收率大于70.0％。
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