CN108689809A - 一种β-萘乙醚的清洁生产方法及应用 - Google Patents
一种β-萘乙醚的清洁生产方法及应用 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供一种β‑萘乙醚的清洁生产方法，包括以下步骤：步骤1)：一次反应，乙醇和浓硫酸配成酸液，投入2‑萘酚，加热至回流，反应4h后，分出物料层和酸液层，酸液层待处理；步骤2)：多次反应，按照所述步骤1)中酸液的配制方法配制新的酸液，将所述物料层转入新配的酸液中，加热至回流，二次反应2h后，分出物料层和酸液层，酸液层用作下批次的一次反应用酸；同样方法再进行三次或N次(N≥3)反应，直至经气相色谱仪检测，β‑萘乙醚含量大于99％，则为反应终点，反应结束后分出酸液层用于下批次二次反应用酸；步骤3)：碱洗，对所述步骤2)得到的物料层碱洗后，分出有机相和水相；所述有机相通过减压蒸馏，得到含量大于99.9％的高纯度β‑萘乙醚；步骤4)：回收硫酸，对一次反应分出的酸液进行减压蒸馏脱水处理，回收硫酸循环使用。
Description
技术领域
本发明属于芳烃醚生产技术领域，具体涉及一种β-萘乙醚的清洁生产方法及应用。
背景技术
β-萘乙醚,又称橙花醚,分子式C12H12O,分子量172.22，是一种合成香料添加剂,它伴有甜味和草莓、菠萝样的香味,常作为皂用香精、廉价的化妆香精、草莓香精等调和料,也是乙氧青霉素的原料。β-萘乙醚结构式如下：
现有传统工艺中，采用2-萘酚与乙醇在浓硫酸催化下的一次脱水反应制备β-萘乙醚，此制备过程普遍存在2-萘酚转化率不高，乙醇损耗大，未转化的2-萘酚回收量大，工序长，产生的废酸量大，回收困难的问题，如中和处理废酸，则又会产生大量的危废，危害环境。
发明内容
基于以上现有技术，本发明的目的在于提供一种β-萘乙醚的清洁生产方法，采用多次反应代替传统一次反应，可以将β-萘酚的转化率达到99％以上，得到含量超过99.9％的高纯度β-萘甲醚；同时酸液多级逆流套用，大大减少乙醇损耗，不产生大量低浓度的废硫酸，实现清洁化生产。
为了实现以上目的，本发明采用的技术方案为：一种β-萘乙醚的清洁生产方法，包括以下步骤：
步骤1)：一次反应
在反应瓶中加入乙醇，滴加硫酸，控制温度不超过40℃，配成酸液；在配好酸液中投入2-萘酚，加热至回流，反应4h后，分出物料层和酸液层，酸液层待处理；
步骤2)：多次反应
按照所述步骤1)中酸液的配制方法配制新的酸液，将所述物料层转入新配的酸液中，加热至回流，二次反应2h，分出物料层和酸液层，酸液层用于下批次的一次反应用酸，气相色谱仪检测β-萘乙醚含量，若含量大于99.0％，则达到反应终点；否则重复所述步骤2)的上述过程进行N(N≥3)次反应，直至检测出β-萘乙醚含量大于99％，反应结束；反应结束后分出物料层和酸液层，酸液层用于下批次的(N-1)次反应用酸；
步骤3)：碱洗
对所述步骤2)反应结束后得到的物料层用10％氢氧化钠溶液洗涤后，分出有机相和水相；所述有机相通过减压蒸馏，得到含量大于99.9％的高纯度β-萘乙醚；
步骤4)：硫酸回收
对一次反应分出的酸液进行减压蒸馏脱水处理，至硫酸浓度达到95％及以上，停止蒸馏，回收的硫酸循环使用。
2.进一步地，所述步骤3)中对所述水相用硫酸或盐酸调节pH至3-4，通过分层分出或有机溶剂提取出2-萘酚，然后进行蒸馏，回收2-萘酚，可再次用于生产β-萘乙醚。
本发明还提供了上述的β-萘乙醚的清洁生产方法的应用，所述β-萘乙醚的清洁生产方法可应用于其他芳基醚的合成。
进一步地，所述芳基醚为2-萘甲醚、2-萘丙醚、2-萘丁醚、1-萘甲醚、1-萘乙醚、1-萘丙醚、1-萘丁醚、苯甲醚或苯乙醚。
本发明的β-萘乙醚的清洁生产方法的反应机理为：
本发明在硫酸的存在下，通过2-萘酚与乙醇按一定比例回流作一次反应，分出物料层，再与浓硫酸、乙醇混合液做二次反应，或N(N≥3)次反应，直至2-萘酚转化完全后，停止反应作后处理。上述方法中β-萘酚的转化率达到99％以上，且反应酸液进行逐级套用，前一批的反应酸液用作下一批的(N-1)次反应酸液，解决了大量酸液的处理回收等问题。需要说明的是，N次反应是指第N次反应，并不是指进行了N次反应；同样，(N-1)次反应是指第(N-1)次反应。此外，本发明的方法还可应用于其他芳基醚的合成，如2-萘甲醚，2-萘丙醚，2-萘丁醚，1-萘甲醚，1-萘乙醚，1-萘丙醚，1-萘丁醚，苯甲醚，苯乙醚等等，只需对相应原料替换即可。
与现有技术相比，本发明具有的有益效果是：
1.本发明提供了一种β-萘乙醚的清洁生产的新技术，采用多次反应代替传统的一次反应，可以将β-萘酚的转化率达到99％以上，获得含量超过99.9％的高纯度β-萘乙醚。
2.本发明采用酸液多级套用，循环反应，解决了大量废酸的排放和回收，以及乙醇的损耗所带来的经济问题和环境问题。
3.未反应完全的2-萘酚充分得到回收和再使用，提高资源利用率，降低生产成本。
附图说明
图1为本发明的β-萘乙醚的清洁生产方法的流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图1及具体实施例对本发明作进一步详细说明。
实施例1
步骤1)：一次反应
将硫酸60g缓慢滴入无水乙醇92g中，温度控制在40℃以下，再加入2-萘酚144g，加热至回流，回流下搅拌反应4小时，经气相色谱仪检测β-萘乙醚含量为92.3％。静置分层，分出有机相，并收集酸液。
步骤2)：多次反应
同样准备步骤1)中浓硫酸与乙醇混合液，加入上述有机相中，进行二次反应，加热至回流，回流下搅拌反应2h，经气相色谱仪检测β-萘乙醚含量为97.0％。静置分层，酸液相用于下批次投料的一次反应用酸，有机相加入准备好的混合酸液中，进行三次反应，回流搅拌反应2h，气相色谱仪检测β-萘乙醚的含量为99.6％。静置分出酸液相用于下批次投料的二次反应用酸，物料层进行碱洗。
步骤3)：碱洗
向步骤2)分出的有机层加入50g 10％氢氧化钠溶液，搅拌30min，静置分层后，分出有机相，减压蒸馏，蒸馏至无馏分，停止蒸馏，得到含量为99.99％的高纯度β-萘乙醚168.9g。
步骤4)：硫酸回收
对一次反应酸液进行减压蒸馏脱水处理，至酸液浓度达到95％以上，停止蒸馏，硫酸回收结束，回收的硫酸循环使用。
实施例2
步骤1)：一次反应
将浓硫酸60g缓慢滴入无水乙醇101.2g中，温度控制在40℃以下，再加入144g2-萘酚，加热至回流，回流下搅拌反应4小时，经气相色谱仪检测β-萘乙醚含量为93.1％。静置分层，分出有机相，并收集酸液。
步骤2)：多次反应
同样准备步骤1)中浓硫酸与乙醇混合液，加入上述有机相中，进行二次反应，加热至回流，回流下搅拌反应2h，经气相色谱仪检测β-萘乙醚含量为98.0％。静置分层，酸液相用于下批次投料的一次反应用酸，有机相加入准备好的混合酸液中，进行三次反应，回流搅拌反应2h，气相色谱仪检测β-萘乙醚的含量为99.8％。静置分出酸液相用于下批次投料的二次反应用酸，物料层进行碱洗。
步骤3)：碱洗
分出的物料层加入50g 10％氢氧化钠溶液，搅拌30min，静置分层后，分出有机相，减压蒸馏，蒸馏至无馏分，停止蒸馏，得到含量为99.98％的高纯度β-萘乙醚169.3g。
步骤4)：硫酸回收
对一次反应酸液进行减压蒸馏脱水处理，至酸液浓度达到95％以上，停止蒸馏，硫酸回收结束，回收的硫酸循环使用。
实施例3
步骤1)：一次反应
将浓硫酸70g缓慢滴入无水乙醇92g中，温度控制在40℃以下，再加入144g2-萘酚，加热至回流，回流下搅拌反应4小时，经气相色谱仪检测β-萘乙醚含量为91.5％。静置分层，分出有机相。
步骤2)：多次反应
同样准备步骤1)中浓硫酸与乙醇混合液，加入上述有机相中，进行二次反应，加热至回流，回流下搅拌反应2h，经气相色谱仪检测β-萘乙醚含量为97％。静置分层，酸液相用于下批次投料的一次反应用酸，有机相加入准备好的混合酸液中，进行三次反应，回流搅拌反应2h，经气相色谱仪检测β-萘乙醚含量为99.7％。静置分出酸液相用于下批次投料的二次反应用酸，物料层进行碱洗。
步骤3)：碱洗
分出的物料层加入50g 10％氢氧化钠溶液,搅拌30min，静置分层后，分出有机相，减压蒸馏，蒸馏至无馏分，停止蒸馏，得到含量为99.94％的高纯度β-萘乙醚169.0g。
步骤4)：硫酸回收
对一次反应酸液进行减压蒸馏脱水处理，至酸液浓度达到95％以上，停止蒸馏，硫酸回收结束，回收的硫酸循环使用。
实施例4
步骤1)：一次反应
将浓硫酸60g缓慢滴入无水甲醇80g中，温度控制在40℃以下，再加入144g2-萘酚，加热至回流，回流下搅拌反应4小时，经气相色谱仪检测β-萘甲醚含量为91.2％。静置分层，分出有机相。
步骤2)：多次反应
同样准备步骤1)中浓硫酸与甲醇混合液，加入上述有机相中，进行二次反应，加热至回流，回流下搅拌反应2h，经气相色谱仪检测β-萘甲醚含量为97.0％。静置分层，酸液相用于下批次投料的一次反应用酸，有机相加入准备好的混合酸液中，进行三次反应，回流搅拌反应2h，经气相色谱仪检测β-萘甲醚含量为99.4％。静置分出酸液相用于下批次投料的二次反应用酸，物料层进行碱洗。
步骤3)：碱洗
分出的物料层加入50g 10％氢氧化钠溶液,搅拌30min，静置分层后，分出有机相，减压蒸馏，蒸馏至无馏分，停止蒸馏，得到含量为99.99％的高纯度β-萘甲醚156.9g。
步骤4)：硫酸回收
对一次反应酸液进行减压蒸馏脱水处理，至酸液浓度达到95％以上，停止蒸馏，硫酸回收结束，回收的硫酸循环使用。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。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 (4)
1.一种β-萘乙醚的清洁生产方法，包括以下步骤：
步骤1)：一次反应
在反应瓶中加入乙醇，滴加硫酸，控制温度不超过40℃，配成酸液；在配好酸液中投入2-萘酚，加热至回流，反应4h后，分出物料层和酸液层，酸液层待处理；
步骤2)：多次反应
按照所述步骤1)中酸液的配制方法配制新的酸液，将所述物料层转入新配的酸液中，加热至回流，二次反应2h，分出物料层和酸液层，酸液层用于下批次的一次反应用酸，气相色谱仪检测β-萘乙醚含量，若含量大于99.0％，则达到反应终点；否则重复所述步骤2)的上述过程进行N(N≥3)次反应，直至检测出β-萘乙醚含量大于99％，反应结束；反应结束后分出物料层和酸液层，酸液层用于下批次的(N-1)次反应用酸；
步骤3)：碱洗
对所述步骤2)反应结束后得到的物料层用10％氢氧化钠溶液洗涤后，分出有机相和水相；所述有机相通过减压蒸馏，得到高纯度的β-萘乙醚；
步骤4)：回收硫酸
对一次反应分出的酸液进行减压蒸馏脱水处理，至硫酸浓度达到95％及以上，停止蒸馏，回收的硫酸循环使用。
2.根据权利要求1所述的β-萘乙醚的清洁生产方法，其特征在于，所述步骤3)中对所述水相用硫酸或盐酸调节pH至3-4，通过分层分出或有机溶剂提取出2-萘酚，然后进行蒸馏，回收2-萘酚。
3.一种权利要求1所述的β-萘乙醚的清洁生产方法的应用，其特征在于，所述β-萘乙醚的清洁生产方法可应用于其它芳基醚的合成。
4.根据权利要求3所述的β-萘乙醚的清洁生产方法的应用，其特征在于，所述芳基醚为2-萘甲醚、2-萘丙醚、2-萘丁醚、1-萘甲醚、1-萘乙醚、1-萘丙醚、1-萘丁醚、苯甲醚或苯乙醚。
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| 王君玲等: "微型实验在化学教学中的作用——以β-萘乙醚合成的对比实验研究为例", 《雁北师范学院学报》 * |
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