CN114349611B - 一种间乙氧基苯酚的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种间乙氧基苯酚的制备方法,采用间苯二酚与乙醇在催化剂的催化下反应制备得到间乙氧基苯酚。该工艺采用固定床连续工艺,产物选择性、收率均较高,催化剂可稳定运行3000h。
Description
技术领域
本发明涉及化工合成领域,具体涉及一种间乙氧基苯酚的制备方法。
背景技术
间乙氧基苯酚又称3-乙氧基苯酚(英文名称3-Ethoxyphenol),是一种重要的医药、染料中间体。目前大多由间苯二酚与烷基化试剂反应得到。已有报道的烷基化试剂为硫酸二乙酯、溴乙烷和碘乙烷。硫酸二乙酯法是间苯二酚在NaOH和PbNO2的作用下与硫酸二乙酯反应,间乙氧基苯酚收率可达70%。但由于硫酸二乙酯有较强毒性,不符合现代绿色环保的要求。溴乙烷和碘乙烷法的收率较低,且会有大量含溴、含碘副产物生成,后续处理复杂。综合来看,现有的工艺难以满足清洁环保、高收率的工业化生产需求。因此,如何创设一种新的收率高且副产物少,后处理工艺简单环保的间乙氧基苯酚的制备方法,是未来亟需研究的工艺路线。
发明内容
为解决上述问题,本发明提供了一种新的间乙氧基苯酚的制备方法,采用乙醇作为烷基化试剂,利用酚羟基与醇羟基之间的醚化反应制备间乙氧基苯酚,相比其他烷基化路线,更为安全环保,且成本低廉。
为实现本发明的目的,本发明提供一种间乙氧基苯酚的制备方法,采用间苯二酚与乙醇在催化剂的催化下反应制备得到间乙氧基苯酚。
优选的,所述催化剂为含有铝、钕、磷元素的催化剂。
优选的,所述催化剂中铝:钕:磷的摩尔比为0.7-0.9:0.1-0.3:1.1-1.3。
优选的,所述催化剂的制备方法为:
(1)将一定量的铝源、磷源、钕源及胺类物质溶解于水中,混合均匀;
(2)将上述原料放入晶化釜,在一定温度下晶化一段时间;
(3)将晶化后的样品用去离子水洗涤后在110-130℃下烘干、焙烧。
优选的,步骤(1)所述的铝源为异丙醇铝、硝酸铝或拟薄水铝石中的一种或多种;所述磷源为正磷酸;所述钕源为硝酸钕、乙酸钕中的一种或多种;所述的胺类物质为二正丙胺、二异丙胺和三乙胺的一种或多种。
优选的,步骤(1)中铝源中的铝的摩尔量、钕源中钕的摩尔量、磷源中磷的摩尔量、胺类物质和水的摩尔比0.7-0.9:0.1-0.3:1.1-1.3:0.1-1:50-100。
优选的,步骤(2)中晶化温度为190-230℃,晶化时间为12-48h。
优选的,步骤(3)中的焙烧温度为500-600℃,焙烧时间为6-12h。
本发明中,间苯二酚与乙醇反应采用连续的固定床反应。
优选的,所述间苯二酚的加入量为间苯二酚和乙醇总质量的10-30%。
优选的,所述间苯二酚和乙醇的反应温度为270-350℃,反应可在常压下进行。
优选的,所述的间苯二酚的液时质量空速为0.4-2.7h-1。
与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:
1.磷源和铝源在晶化过程中可以形成得到大量弱酸性物质,起到活化O-H的作用,提高反应转化率。钕源与磷铝化合物在焙烧条件下会发生强相互作用,形成弱碱性物质,有利于提高产物的选择性,促进间乙氧基苯酚的生成,提高了间乙氧基苯酚的收率。
2.本发明可采用固定床工艺进行反应,催化剂无需分离,且催化剂稳定性高,可稳定运行3000h以上,具有工业化应用前景。
具体实施方式
为了更好理解本发明,下面结合实施例进一步阐述本发明的内容,但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。
气相色谱:间苯二酚-乙醇反应液的组成采用气相色谱法分析,操作条件为:采用岛津GC-2010气相色谱,DB-5MS UI(40m×0.25mm×0.25μm)色谱柱、乙腈为稀释溶剂。汽化室温度300℃、柱流量1.00mL/min、进样量0.3μL。色谱柱程序升温:首先于40℃以4℃/min的升温速率升温至85℃,最后以15℃/min的升温速率升温至300℃。
实施例中采用的反应器:反应采用不锈钢固定床反应器,反应管型号为DN15*606,催化剂两端装填Ф3mmα-Al2O3瓷球。
所用原料来源如下:
原料或仪器 | 规格/型号 | 制造商 |
间苯二酚 | ≥99% | 阿拉丁试剂 |
无水乙醇 | ≥99.8% | 阿拉丁试剂 |
异丙醇铝 | ≥98% | 阿拉丁试剂 |
硝酸铝九水合物 | ≥98% | 阿拉丁试剂 |
拟薄水铝石 | ≥99% | 淄博宏豪晶体材料有限公司 |
正磷酸 | 85wt%水溶液 | 百灵威科技 |
六水合硝酸钕 | 99.9% | 百灵威科技 |
乙酸钕水合物 | 99.9% | 百灵威科技 |
二正丙胺 | 99% | 阿拉丁试剂 |
二异丙胺 | ≥99.5% | 阿拉丁试剂 |
三乙胺 | ≥99.5% | 阿拉丁试剂 |
实施例1:
催化剂制备:将一定量的异丙醇铝、正磷酸、六水合硝酸钕、二正丙胺和水混合;控制其摩尔比为0.9:0.1:1.1:0.2:70。将混合物放置于晶化釜中,200℃下晶化20h。晶化后的样品用去离子水洗涤后在110℃下烘干,然后在马弗炉中550℃焙烧8h。
间苯二酚与乙醇的反应:将间苯二酚和乙醇制备成混合溶液,其中间苯二酚的质量分数为15wt%,在固定床反应器中加入催化剂,进料时控制间苯二酚的液时质量空速为0.5h-1,在常压、280℃下进行反应。
反应稳定后取样使用气相色谱分析结果,实施例具体结果见表1。
实施例2:
催化剂制备:将一定量的硝酸铝九水合物、正磷酸、乙酸钕水合物、二异丙胺和水混合;控制其摩尔比为0.8:0.2:1.2:0.4:60。将混合物放置于晶化釜中,210℃下晶化30h。晶化后的样品用去离子水洗涤后在130℃下烘干,然后在马弗炉中500℃焙烧12h。
间苯二酚与乙醇的反应:将间苯二酚和乙醇制备成混合溶液通入装有催化剂的固定床反应器,其中间苯二酚的质量分数为23wt%,反应在常压、280℃下进行,间苯二酚的液时质量空速为1.0h-1。
反应稳定后取样使用气相色谱分析结果,实施例具体结果见表1。
实施例3:
催化剂制备:将一定量的拟薄水铝石、正磷酸、六水合硝酸钕、三乙胺和水混合;控制其摩尔比为0.7:0.3:1.3:0.8:90。将混合物放置于晶化釜中,220℃下晶化40h。晶化后的样品用去离子水洗涤后在120℃下烘干,然后在马弗炉中550℃焙烧10h。
间苯二酚与乙醇的反应:将间苯二酚和乙醇制备成混合溶液通入装有催化剂的固定床反应器,其中间苯二酚的质量分数为27wt%,反应在常压、300℃下进行,间苯二酚的液时质量空速为2.0h-1。
反应稳定后取样使用气相色谱分析结果,实施例具体结果见表1。
实施例4:
催化剂制备:将一定量的异丙醇铝、正磷酸、六水合硝酸钕、二异丙胺和水混合;控制其摩尔比为0.8:0.3:1.0:95。将混合物放置于晶化釜中,230℃下晶化15h。晶化后的样品用去离子水洗涤后在130℃下烘干,然后在马弗炉中600℃焙烧11h。
间苯二酚与乙醇的反应:将间苯二酚和乙醇制备成混合溶液通入装有催化剂的固定床反应器,其中间苯二酚的质量分数为30wt%,反应在常压、320℃下进行,间苯二酚的液时质量空速为2.5h-1。
反应稳定后取样使用气相色谱分析结果,实施例具体结果见表1。
将实施例1所制得的催化剂用于寿命试验。反应具体步骤同实施例1,运行3000h后,转化率为79%,选择性为96%,活性下降不明显。
对比例1
催化剂制备过程与实施例2的主要区别之处在于,不加入钕源。其中硝酸铝九水合物、正磷酸、二异丙胺和水混合;控制其摩尔比为0.8:0.2:0.4:60,其余制备条件与反应条件与实施例2相同。
表1各实施例的转化率和选择性
序号 | 转化率% | 选择性% |
实施例1 | 81 | 98 |
实施例2 | 92 | 96 |
实施例3 | 74 | 99 |
实施例4 | 69 | 97 |
对比例1 | 88 | 76 |
Claims (9)
1.一种间乙氧基苯酚的制备方法,其特征在于,采用间苯二酚与乙醇在催化剂的催化下反应制备得到间乙氧基苯酚;
所述催化剂为含有铝、钕、磷元素的催化剂;
所述催化剂中铝:钕:磷的摩尔比为0.7-0.9:0.1-0.3:1.1-1.3;
所述催化剂的制备方法为:
(1)将一定量的铝源、磷源、钕源及胺类物质溶解于水中,混合均匀;
(2)将上述原料放入晶化釜,在一定温度下晶化一段时间;
(3)将晶化后的样品用去离子水洗涤后在110-130℃下烘干、焙烧。
2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤(1)所述的铝源为异丙醇铝、硝酸铝或拟薄水铝石中的一种或多种;所述磷源为正磷酸;所述钕源为硝酸钕、乙酸钕中的一种或多种;所述的胺类物质为二正丙胺、二异丙胺和三乙胺的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤(1)中铝源中的铝的摩尔量、钕源中钕的摩尔量、磷源中磷的摩尔量、胺类物质和水的摩尔比0.7-0.9:0.1-0.3:1.1-1.3:0.1-1:50-100。
4.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤(2)中晶化温度为190-230℃,晶化时间为12-48h。
5.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤(3)中的焙烧温度为500-600℃,焙烧时间为6-12h。
6.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,间苯二酚与乙醇反应采用连续的固定床反应。
7.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述间苯二酚和乙醇的反应温度为270-350℃。
8.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述间苯二酚的加入量为间苯二酚和乙醇总质量的10-30%。
9.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述的间苯二酚的液时质量空速为0.4-2.7h-1。
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