CN109796331A

CN109796331A - 一种用单一溶剂制备3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲酸的方法

Info

Publication number: CN109796331A
Application number: CN201910123459.3A
Authority: CN
Inventors: 王永胜; 陈靖; 刘荣
Original assignee: Gansu Chemical Research Institute LLC
Current assignee: Gansu Chemical Research Institute LLC
Priority date: 2019-02-18
Filing date: 2019-02-18
Publication date: 2019-05-24

Abstract

本发明公开了一种用单一溶剂制备3,5‑二叔丁基‑4‑羟基苯甲酸的方法，属于精细化工领域，以解决现有工艺存在的转化率不够高、生产能耗大等问题。本发明采用2,6‑二叔丁基苯酚通过氢氧化钠水溶液、二甲苯回流分水工艺制备酚盐。同时采用同一溶剂二甲苯进行科尔贝‑施密特反应将酚盐羧化。可使酚盐的转化率提高到95%以上。整个工艺使用单一溶剂二甲苯可有效分离回收利用，后处理容易，降低了生产成本，减少三废排放。

Description

一种用单一溶剂制备3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲酸的方法

技术领域

本发明属于精细化工领域，具体涉及一种3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲酸的制备方法。

背景技术

3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲酸是一种用途很广的医药及化工中间体，具有抗炎、抗病毒、抗肿瘤的功效，是一种重要的医药化工中间体；也可以广泛应用于制备水杨酸类紫外线吸收剂，例如：3，5-二叔丁基-4-羟基苯甲酸正十六酯、3，5-二叔丁基-4-羟基苯甲酸正十八酯等；同时作为添加剂也可以在涂料、化妆品及除草剂中使用。

目前，国内外制备3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲酸主要方法都是通过科尔贝-施密特(Kolbe-Schmitt)反应，区别在于苯酚盐的制备方法以及羧化的反应条件。现有苯酚盐的制备主要有甲苯/氢氧化钠分水法、碱水高温脱水法、甲醇钠/甲醇脱醇法、氢化钠/四氢呋喃法等，其中氢氧化钠分水法和碱水高温脱水法存在温度高、能耗大、转化率低的问题，而甲醇钠/甲醇脱醇法及氢化钠/四氢呋喃法中使用的甲醇钠和氢化钠对生产操作有较严格的要求。苯酚盐通二氧化碳进行羧化反应目前报道中都是以无溶剂、DMF为溶剂反应，无溶剂条件反应温度都在200℃以上，并且要使用球磨反应器进行反应，DMF在酚盐的碱性条件下加热易分解，分解产物可以会破坏反应体系的酚盐及过渡态，并且反应结束后废水COD高达5万以上。

发明内容

本发明目的在于提供一种用单一溶剂制备3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲酸的方法，以解决现有工艺存在的转化率不够高、生产能耗大等问题。

一种用单一溶剂制备3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲酸的方法，向反应釜内加入2,6-二叔丁基苯酚、二甲苯和质量百分含量为20%的氢氧化钠水溶液，于分水条件下回流工艺制备酚盐；同时采用同一溶剂二甲苯进行科尔贝-施密特反应将酚盐羧化。

作为本发明的进一步改进，反应时间为15-17小时，然后加水淬灭，分出有机层，水层用二甲苯萃取除杂，水相加盐酸酸化，离心过滤水洗后得到3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲酸。

作为本发明的进一步改进，所述酚盐组成为质量比为：1:（0.18-0.19）：（8-8.5）的2,6-二叔丁基苯酚、氢氧化钠水溶液和二甲苯，反应温度为体系回流。

作为本发明的进一步改进，制备酚盐时，系统搅拌，转速不低于1000转/分，使反应充分进行。由于2,6-二叔丁基苯酚在二甲苯中的溶解度差，为了使2,6-二叔丁基苯酚在二甲苯中较充分溶解，釜内搅拌转速不低于1000转/分。

作为本发明的进一步改进，反应温度为130-135℃。作为本发明的进一步改进，反应压力为0.6-0.8Mpa。要达到较好的收率，与反应温度、压力有关。

本发明采用2,6-二叔丁基苯酚通过20%氢氧化钠水溶液、二甲苯回流分水工艺制备酚盐，在制备好的酚盐和二甲苯的体系中，通入干燥的二氧化碳，反应后，加水淬灭，分出有机层，水层用二甲苯萃取除杂，水相加盐酸酸化，离心过滤水洗后得到3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲酸。

本发明的优点在于：

1、采用20%氢氧化钠水溶液、二甲苯回流分水工艺制备酚盐，反应条件温和；溶剂可回收处理循环利用，极大提高了工业化生产的效率，有效的降低操作成本。

2、采用回流溶剂二甲苯作为溶剂进行科尔贝-施密特(Kolbe-Schmitt)反应，可使酚盐的转化率提高到95%以上。

3、整个工艺使用单一溶剂二甲苯可有效分离回收利用，后处理容易，降低了生产成本，减少三废排放。

具体实施方式

下面结合实施例，更具体的说明本发明的内容。

在本发明中，若非特指，所有的份、百分比均为重量单位，所有的设备和原料等均可从市场购得或是本行业常用的。下属实施例中的方法，如无特别说明，均为本领域的常规方法。

实施例1

向3000升的反应釜中加入412kg 2,6-二叔丁基苯酚，3296kg 二甲苯，370.8kg 20%氢氧化钠水溶液，反应釜上设有带冷肼的分水器，用以回流二甲苯，排出水分，取样加入氯化苄衍生化后HPLC检测2,6-二叔丁基苯酚的含量低于3%，反应结束，关闭分水设备。升温至130℃通入干燥的二氧化碳，保持0.6MPa，搅拌速度达到1000转/分，反应15小时，之后停止加热，开启冷却水，冷却反应釜至常温，并释放反应釜内的二氧化碳，然后在反应釜中加入618kg 水溶解酚盐，搅拌除杂（需要2次，水相取样HPLC检测控制2,6-二叔丁基苯酚和2,6-二叔丁基苯醌含量低于0.3%），接着将分出的水相转移至酸化釜，加入稀盐酸调PH=1-2产品析出，离心过滤干燥可得到类白色3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲酸320 kg，HPLC含量≥99%，收率64 %。

实施例2

向3000升的反应釜中加入412kg 2,6-二叔丁基苯酚，3296kg 二甲苯，379kg 20%氢氧化钠水溶液，反应釜上设有带冷肼的分水器，用以回流二甲苯，排出水分，取样加入氯化苄衍生化后HPLC检测2,6-二叔丁基苯酚的含量低于3%，反应结束，关闭分水设备。升温至135℃通入干燥的二氧化碳，保持0.6MPa，搅拌速度达到1000转/分，反应15小时，之后停止加热，开启冷却水，冷却反应釜至常温，并释放反应釜内的二氧化碳，然后在反应釜中加入618kg 水溶解酚盐，搅拌除杂（需要3次，水相取样HPLC检测控制2,6-二叔丁基苯酚和2,6-二叔丁基苯醌含量低于0.3%），接着将分出的水相转移至酸化釜，加入稀盐酸调PH=1-2产品析出，离心过滤干燥可得到类白色3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲酸400 kg，HPLC含量≥99%，收率80 %。

实施例3

向3000升的反应釜中加入412kg 2,6-二叔丁基苯酚，3296kg 二甲苯，379kg 20%氢氧化钠水溶液，反应釜上设有带冷肼的分水器，用以回流二甲苯，排出水分，取样加入氯化苄衍生化后HPLC检测2,6-二叔丁基苯酚的含量低于3%，反应结束，关闭分水设备。升温至135℃通入干燥的二氧化碳，保持0.7MPa，搅拌速度达到1000转/分，反应15小时，之后停止加热，开启冷却水，冷却反应釜至常温，并释放反应釜内的二氧化碳，然后在反应釜中加入618kg 水溶解酚盐，搅拌除杂（需要3次，水相取样HPLC检测控制2,6-二叔丁基苯酚和2,6-二叔丁基苯醌含量低于0.3%），接着将分出的水相转移至酸化釜，加入稀盐酸调PH=1-2产品析出，离心过滤干燥可得到类白色3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲酸425 kg，HPLC含量≥99%，收率85 %。

实施例4

向3000升的反应釜中加入412kg 2,6-二叔丁基苯酚，3296kg 二甲苯，379kg 20%氢氧化钠水溶液，反应釜上设有带冷肼的分水器，用以回流二甲苯，排出水分，取样加入氯化苄衍生化后HPLC检测2,6-二叔丁基苯酚的含量低于3%，反应结束，关闭分水设备。升温至135℃通入干燥的二氧化碳，保持0.8MPa，搅拌速度达到1000转/分，反应15小时，之后停止加热，开启冷却水，冷却反应釜至常温，并释放反应釜内的二氧化碳，然后在反应釜中加入618kg 水溶解酚盐，搅拌除杂（需要3次，水相取样HPLC检测控制2,6-二叔丁基苯酚和2,6-二叔丁基苯醌含量低于0.3%），接着将分出的水相转移至酸化釜，加入稀盐酸调PH=1-2产品析出，离心过滤干燥可得到类白色3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲酸445 kg，HPLC含量≥99%，收率89 %。

实施例5

向3000升的反应釜中加入412kg 2,6-二叔丁基苯酚，3296kg 二甲苯，391.4kg 20%氢氧化钠水溶液，反应釜上设有带冷肼的分水器，用以回流二甲苯，排出水分，取样加入氯化苄衍生化后HPLC检测2,6-二叔丁基苯酚的含量低于3%，反应结束，关闭分水设备。升温至135℃通入干燥的二氧化碳，保持0.8MPa，搅拌速度达到1000转/分，反应15小时，之后停止加热，开启冷却水，冷却反应釜至常温，并释放反应釜内的二氧化碳，然后在反应釜中加入618kg 水溶解酚盐，搅拌除杂（需要3次，水相取样HPLC检测控制2,6-二叔丁基苯酚和2,6-二叔丁基苯醌含量低于0.3%），接着将分出的水相转移至酸化釜，加入稀盐酸调PH=1-2产品析出，离心过滤干燥可得到类白色3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲酸445 kg，HPLC含量≥99%，收率88%。

实施例6

向3000升的反应釜中加入412kg 2,6-二叔丁基苯酚，3502kg 二甲苯，379kg 20%氢氧化钠水溶液，反应釜上设有带冷肼的分水器，用以回流二甲苯，排出水分，取样加入氯化苄衍生化后HPLC检测2,6-二叔丁基苯酚的含量低于3%，反应结束，关闭分水设备。升温至135℃通入干燥的二氧化碳，保持0.8MPa，搅拌速度达到1000转/分，反应15小时，之后停止加热，开启冷却水，冷却反应釜至常温，并释放反应釜内的二氧化碳，然后在反应釜中加入618kg 水溶解酚盐，搅拌除杂（需要3次，水相取样HPLC检测控制2,6-二叔丁基苯酚和2,6-二叔丁基苯醌含量低于0.3%），接着将分出的水相转移至酸化釜，加入稀盐酸调PH=1-2产品析出，离心过滤干燥可得到类白色3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲酸445 kg，HPLC含量≥99%，收率89 %。

实施例7

向3000升的反应釜中加入412kg 2,6-二叔丁基苯酚，3502kg 二甲苯，379kg 20%氢氧化钠水溶液，反应釜上设有带冷肼的分水器，用以回流二甲苯，排出水分，取样加入氯化苄衍生化后HPLC检测2,6-二叔丁基苯酚的含量低于3%，反应结束，关闭分水设备。升温至135℃通入干燥的二氧化碳，保持0.8MPa，搅拌速度达到1100转/分，反应17小时，之后停止加热，开启冷却水，冷却反应釜至常温，并释放反应釜内的二氧化碳，然后在反应釜中加入618kg 水溶解酚盐，搅拌除杂（需要3次，水相取样HPLC检测控制2,6-二叔丁基苯酚和2,6-二叔丁基苯醌含量低于0.3%），接着将分出的水相转移至酸化釜，加入稀盐酸调PH=1-2产品析出，离心过滤干燥可得到类白色3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲酸445 kg，HPLC含量≥99%，收率89 %。

对照例1

向3000升的反应釜中加入412kg 2,6-二叔丁基苯酚，3296kg 二甲苯，379kg 20%氢氧化钠水溶液，反应釜上设有带冷肼的分水器，用以回流二甲苯，排出水分，取样加入氯化苄衍生化后HPLC检测2,6-二叔丁基苯酚的含量低于3%，反应结束，关闭分水设备。升温至125℃通入干燥的二氧化碳，保持0.6MPa，搅拌速度达到1000转/分，反应15小时，之后停止加热，开启冷却水，冷却反应釜至常温，并释放反应釜内的二氧化碳，然后在反应釜中加入618kg 水溶解酚盐，搅拌除杂（需要2次，水相取样HPLC检测控制2,6-二叔丁基苯酚和2,6-二叔丁基苯醌含量低于0.3%），接着将分出的水相转移至酸化釜，加入稀盐酸调PH=1-2产品析出，离心过滤干燥可得到类白色3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲酸200 kg，HPLC含量≥99%，收率40%。

本对照例在其他条件相同的情况下，收率较低，分析原因是因为在进行科尔贝-施密特反应将酚盐羧化时，CO₂将在羟基对位进行重排反应（因为邻位被叔丁基占据），在此过程中需要较大的能量，而温度在125℃条件下不能完全提供CO₂重排到羟基对位相应的能量，所以收率比较低。

Claims

1.一种用单一溶剂制备3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲酸的方法，其特征在于：向反应釜内加入2,6-二叔丁基苯酚、二甲苯和质量百分含量为20%的氢氧化钠水溶液，于分水条件下回流工艺制备酚盐；同时采用同一溶剂二甲苯进行科尔贝-施密特反应将酚盐羧化。

2.根据权利要求1所述的一种用单一溶剂制备3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲酸的方法，其特征在于：反应时间为15-17小时，然后加水淬灭，分出有机层，水层用二甲苯萃取除杂，水相加盐酸酸化，离心过滤水洗后得到3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲酸。

3.根据权利要求1或2所述的一种用单一溶剂制备3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲酸的方法，其特征在于：所述酚盐组成为质量比为：1:（0.18-0.19）：（8-8.5）的2,6-二叔丁基苯酚、氢氧化钠水溶液和二甲苯，反应温度为体系回流。

4.根据权利要求3所述的一种用单一溶剂制备3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲酸的方法，其特征在于：制备酚盐时，系统搅拌，转速不低于1000转/分。

5.根据权利要求4所述的一种用单一溶剂制备3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲酸的方法，其特征在于：反应温度为130-135℃。

6.根据权利要求5所述的一种用单一溶剂制备3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲酸的方法，其特征在于：反应压力为0.6-0.8Mpa。