CN108191611B - 一种2,5-二甲基苯酚的连续化合成方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种2,5‑二甲基苯酚的连续化合成方法，该方法以2,5‑二甲基苯胺、硫酸、亚硝酸钠等为原料，分别配成两种溶液，分别经两个计量泵按一定质量流速比和流速泵入管道反应器中，在管道反应器内温度80‑120℃，反应液在管道反应器内停留时间20‑300s的条件下连续进行重氮化、水解反应，再经冷却、萃取、干燥、脱溶得到产物，其中重氮化反应和水解反应在同一管道反应器中进行。本发明方法具有原料来源充足、价格低廉，合成工艺安全性高、产品收率高、三废污染少等特点，具有较高的工业化价值。

Description

一种2,5-二甲基苯酚的连续化合成方法
技术领域
本发明涉及一种2,5-二甲基苯酚的连续化合成方法，属精细化工领域。
背景技术
2,5-二甲基苯酚是一种重要的精细化工产品，可以合成降血脂药吉非罗齐、农业杀菌剂醚菌胺和维生素E的主环。
2,5-二甲基苯酚可以从煤焦油分离获得，但其含量低、操作繁琐、成本高。2,5-二甲基苯酚也可以合成得到，一般以间甲基苯酚为原料，经催化单甲基化合成，但该方法所用原料间甲基苯酚价格高、甲基化选择性低、三废较多，生产成本仍然居高不下。
张传新等（化学试剂，1995，17(6)，385-386页）报道了2,5-二甲基苯胺经重氮化、重氮盐的水解两步反应合成2,5-二甲基苯酚的方法，但该方法重氮化和重氮盐的水解两步均为间歇反应，工艺的安全性差、能耗高、使用的硫酸量大、废酸多、收率只有55.5%。刘登科等（精细化工中间体，2005，35(1)，38-39页）报道了类似工艺，粗品收率为74.8%。修景海等（精细化工，1998，15(5)，47-49页）还报道了对二甲苯经磺化、高温碱熔两步反应法合成2,5-二甲基苯酚的工艺，收率77.3%，但该方法反应条件苛刻、设备腐蚀严重、三废量大，因此寻找成本低、三废少、安全性高的2,5-二甲基苯酚的合成工艺仍具有重要的意义。
发明内容
为了克服2,5-二甲基苯酚制备技术成本高、三废严重、安全性差等缺点，本发明提供了一种2,5-二甲基苯酚的连续化合成方法。
本发明提出的一种2,5-二甲基苯酚的连续化合成方法，其特征为：2,5-二甲基苯胺的硫酸水溶液A和亚硝酸钠水溶液B按2.0-8.0：1的质量流速比分别经两个计量泵输入同一管道反应器中连续进行重氮化反应、水解反应，所述2,5-二甲基苯胺的硫酸水溶液A的组成为2,5-二甲基苯胺、硫酸、水的质量比为1.0：1.2-6.0：3.0-12.0，所述亚硝酸钠水溶液B的浓度为5-35%，控制管道反应器内温度为80-120℃，控制反应液在管道反应器内停留时间为20-300s，重氮化、水解反应液经冷却、萃取、干燥、脱溶得到产物。
上述管道反应器的内径优选2-25mm，可以达到较好效果，特别优选4-16mm。
所述的重氮化、水解反应液的萃取溶剂可以是乙酸乙酯、乙酸丁酯、甲苯、环己烷、甲基环己烷、2-甲基四氢呋喃、苯甲醚、二氯甲烷、三氯甲烷、二氯乙烷、甲基异丙基酮、甲基异丁基酮中的一种或两种，萃取温度为20-60℃。
上述的技术方案中，泵入2,5-二甲基苯胺的硫酸水溶液A和亚硝酸钠水溶液B的两个计量泵的具体流速可以根据所述管道反应器的内径、长度以及所要求反应液在所述管道反应器内的停留时间来确定。
上述的技术方案中，2,5-二甲基苯胺与亚硝酸钠的摩尔配比可以通过控制2,5-二甲基苯胺的硫酸水溶液A的浓度、亚硝酸钠水溶液B的浓度、以及两种溶液的质量流速比，使2,5-二甲基苯胺与亚硝酸钠的摩尔比控制在1：1.01-1.08范围，达到反应所需的理想配比。
本发明提出的一种2,5-二甲基苯酚的连续化合成方法，以2,5-二甲基苯胺为原料，经与亚硝酸钠、硫酸的重氮化、水解反应得到产物。其中重氮化和水解两步反应在同一管式反应器中完成。其合成反应式如下 ：
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。
本发明将传统的低温重氮化反应与高温重氮盐水解两步反应结合在同一管道反应器中连续完成，任何时刻在管道反应器内的物料量很少，工艺的安全性很高；该技术方案实现了氨基的重氮化与重氮盐的水解在同一管道反应器中连续完成，省去了分离或低温放置不稳定的重氮盐中间体环节，反应时间短，分解产生的副产物少，所以产品收率和含量较高。
本发明提出的一种2,5-二甲基苯酚的连续化合成方法，产品收率和含量高，收率达82%以上，含量达96%以上，而且具有原料来源充足、价格低廉，合成工艺安全性高、三废污染少等特点，具有较高的工业化价值。
具体实施方式
以下实施例所用原料等均为工业级产品，未经进一步纯化。含量测定使用高效液相色谱（HPLC）归一化法。
实施例1 2,5-二甲基苯酚的合成
73.8 g（0.61 mol）2,5-二甲基苯胺、270 g（2.70 mol）98%硫酸和1200ml水，搅拌均匀配成溶液A，42.8 g（0.62 mol）亚硝酸钠和180ml水，搅拌均匀配成溶液B。溶液A与溶液B分别以计量泵A和计量泵B进料，控制计量泵A和计量泵B的质量流速比为6.93：1.0，控制反应液在管道反应器内的停留时间为25 s。管道反应器内径16 mm，长度2 m，管道浸没在恒温120℃的油浴中。反应液流出至带有搅拌和冷却的四口瓶中，以甲基异丁基酮3x200ml萃取，萃取温度30-40℃，水洗，无水硫酸钠干燥，过滤，脱溶得粗品2,5-二甲基苯酚62.6 g，收率84.1%，含量96.4%。
实施例2 2,5-二甲基苯酚的合成
73.8 g（0.61 mol）2,5-二甲基苯胺、180 g（1.80 mol）98%硫酸和1000ml水，搅拌均匀配成溶液A，44.2 g（0.64 mol）亚硝酸钠和160ml水，搅拌均匀配成溶液B。溶液A与溶液B分别以计量泵A和计量泵B进料，控制计量泵A和计量泵B的质量流速比为6.14：1.0，控制反应液在管道反应器内的停留时间为80 s。管道反应器内径4 mm，长度10 m，管道浸没在恒温105℃的油浴中；冷却采用管道，管道浸没在冰水浴中。收集反应液，以甲苯4x150ml萃取，萃取温度50-60℃，水洗，无水硫酸钠干燥，过滤，脱溶得粗品2,5-二甲基苯酚62.1 g，收率83.4%，含量96.2%。
实施例3 2,5-二甲基苯酚的合成
73.8 g（0.61 mol）2,5-二甲基苯胺、360 g（3.60 mol）98%硫酸和800ml水，搅拌均匀配成溶液A，45.0 g（0.65 mol）亚硝酸钠和110ml水，搅拌均匀配成溶液B。溶液A与溶液B分别以计量泵A和计量泵B进料，控制计量泵A和计量泵B的质量流速比为7.96：1.0，控制反应液在管道反应器内的停留时间为220 s。管道反应器内径6 mm，长度40 m，管道浸没在恒温80℃的油浴中。反应液流出至带有搅拌和冷却的四口瓶中，以二氯乙烷4x180ml萃取，萃取温度45-55℃，水洗，无水硫酸镁干燥，过滤，脱溶得粗品2,5-二甲基苯酚61.6 g，收率82.8%，含量96.8%。
实施例4 2,5-二甲基苯酚的合成
73.8 g（0.61 mol）2,5-二甲基苯胺、140 g（1.40 mol）98%硫酸和550ml水，搅拌均匀配成溶液A，43.8 g（0.635 mol）亚硝酸钠和320ml水，搅拌均匀配成溶液B。溶液A与溶液B分别以计量泵A和计量泵B进料，控制计量泵A和计量泵B的质量流速比为2.10：1.0，控制反应液在管式反应器内的停留时间为25 s。管道反应器内径10 mm，长度18 m，管道浸没在恒温90℃的油浴中，冷却采用管道，管道浸没在冰水浴中。收集反应液，以乙酸乙酯3x200ml萃取，萃取温度25-35℃，水洗，无水硫酸镁干燥，过滤，脱溶得粗品2,5-二甲基苯酚61.5 g，收率82.6%，含量97.1%。
本行业的技术人员应该理解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是为了说明本发明的原理。在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些都落入本发明要求保护的范围内。

Claims (2)

1.一种2,5-二甲基苯酚的连续化合成方法，其特征为：2,5-二甲基苯胺的硫酸水溶液A和亚硝酸钠水溶液B按2.0-8.0:1的质量流速比分别经两个计量泵输入同一管道反应器中连续进行重氮化反应、水解反应；所述2,5-二甲基苯胺的硫酸水溶液A的组成为2,5-二甲基苯胺、硫酸、水的质量比为1.0:1.2-6.0: 3.0-12.0；所述亚硝酸钠水溶液B的浓度为5-35%；所述管道反应器的内径为2-25mm；控制管道反应器内温度为80-120℃，控制反应液在管道反应器内停留时间为20-300s，重氮化、水解反应液经冷却、萃取、干燥、脱溶后得到产物。
2.如权利要求1所述2,5-二甲基苯酚的连续化合成方法，其特征为：重氮化、水解反应液以乙酸乙酯、乙酸丁酯、甲苯、环己烷、甲基环己烷、2-甲基四氢呋喃、苯甲醚、二氯甲烷、三氯甲烷、二氯乙烷、甲基异丙基酮、甲基异丁基酮中的一种或两种萃取，萃取温度为20-60℃。
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