CN117209362A - 一种螯合试剂参与的双酚f制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及双酚F的制备技术领域，具体地说就是一种螯合试剂参与的双酚F制备方法。一种螯合试剂参与的双酚F制备方法，包括如下步骤：S1.原料准备；S2.原料溶解；S3.加热反应；S4.过滤；S5.减压分离；S6.双酚F收集。本申请使用到过渡金属螯合试剂，从而有效避免了在反应体系中过渡金属配位造成原料苯酚大量消耗并引入新杂质的问题。这一创新设计有助于维持反应的高纯度，确保最终产物的质量。
Description
技术领域
本发明涉及双酚F的制备技术领域，具体地说就是一种螯合试剂参与的双酚F制备方法。
背景技术
双酚F（BisphenolF，简称BPF）作为一种关键的化工中间体，在工业领域具有广泛的应用。它常被用作树脂、塑料和涂料等材料的生产过程中的重要组成部分。现有的制备方案中，苯酚往往作为起始原料进行使用。苯酚可以与一些过渡金属如：铁（Fe）、铜（Cu）、镍（Ni）、钯（Pd）、铑（Rh）等发生螯合反应，形成苯酚金属配合物（这些过渡金属通常具有未配位的空轨道，可以与苯酚中的氧原子或氢原子形成配位键）。这些生成的配合物会降低苯酚的反应活性并引入新的杂质，使得双酚F制备过程中苯酚的用量偏大并给后续的提纯造成困难。因此，及时、高效的将双酚F制备体系中可与苯酚形成配合物的过渡金属进行清除成为双酚F制备过程中，亟需解决的问题。
发明内容
为解决上述苯酚用量偏大，提纯困难的问题，本发明提供了一种螯合试剂参与的双酚F制备方法。
本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：一种螯合试剂参与的双酚F制备方法，包括如下步骤：
S1.原料准备：准备苯酚、甲醛和催化剂，苯酚和甲醛的摩尔比5～10∶1，其中催化剂为过渡金属螯合试剂；
S2.原料溶解：向步骤S1准备的原料中加入水进行溶解；
S3.加热反应：向步骤S2中溶解后的原料中通入氮气，加热至100℃反应3-8h，静置；
S4.过滤：对S3加热反应完成后的物料进行过滤，除去催化剂，得到滤液；
S5.减压分离：对步骤S4得到的滤液进行减压操作，除去水分及未反应的苯酚，得到滤渣；
S6.双酚F收集：向步骤S5滤渣中加入溶剂，加热搅拌直至滤渣完全溶解，过滤，室温冷却重结晶得到双酚F。
作为优化，步骤S1中的过渡金属螯合试剂包括配体和磷酸二铵盐，所述配体和磷酸二铵盐的摩尔比为1:5-20。
作为优化，所述配体包括三苯基膦、二茂膦、二苯膦、邻二氮杂环丁二酮和2,2-联吡啶中的一种或多种；
所述磷酸二铵盐包括磷酸二氢钠、磷酸二氢铵、磷酸二氢钾和磷酸二氢钙中的一种或多种。
作为优化，步骤S1中溶剂为甲苯、二甲苯或二者的混合物，所述溶剂的加入质量为苯酚投料质量的4-8倍。
本方案一种螯合试剂参与的双酚F制备方法，具有以下有益之处：
本申请使用到过渡金属螯合试剂，从而有效避免了在反应体系中过渡金属配位造成原料苯酚大量消耗并引入新杂质的问题。这一创新设计有助于维持反应的高纯度，确保最终产物的质量；
过渡金属螯合试剂可以与体系中的过渡金属进行配位，直接清除体系中的过渡金属，避免体系中过渡金属对苯酚的影响，提高苯酚的反应活性。此外，在磷酸二氢盐提供的稳定的弱酸性条件下，该类螯合试剂不仅可以维持结构的稳定，作为电子给体，还可以通过竞争反应的形式，起到稳定苯酚的作用，避免苯酚的氧化。而螯合试剂具有的弱芳香性可以与平面结构的苯酚借助π-π相互作用，进一步增加苯酚的稳定性和缩合反应活性。这是首次将过渡金属螯合试剂与磷酸二氢盐进行组合制备催化剂用于双酚F制备过程中苯酚原料的性能改良。在上述反应过程中，采用的过渡金属螯合试剂在磷酸二氢盐提供的稳定的弱酸性条件下，还会抑制甲醛自身的缩合反应，促进甲醛与苯酚之间的反应，提高反应收率。这也是首次将过渡金属螯合试剂与磷酸二氢盐进行组合制备催化剂用于双酚F制备过程中甲醛原料的性能改良。
具体实施方式
实施例1
在反应釜中加入50g固体甲醛，414g苯酚和32g催化剂（催化剂为三苯基膦和磷酸二氢钠的混合物，混合比例为：1:10），加入2000ml水进行溶解，通入氮气，100℃下加热反应6小时，静止分层，过滤除去催化剂，减压条件下脱除水分以及未反应的苯酚，再往反应釜中加入2000mL甲苯溶液加热搅拌溶解，过滤，室温冷却重结晶析出双酚F101g，收率92.0％。
实施例2
在反应釜中加入50g固体甲醛，414g苯酚和64g催化剂（催化剂为三苯基膦和磷酸二氢钠的混合物，混合比例为：1:10），加入2000ml水进行溶解，通入氮气，100℃下加热反应6小时，静止分层，过滤除去催化剂，减压条件下脱除水分以及未反应的苯酚，再往反应釜中加入2000mL甲苯溶液加热搅拌溶解，过滤，室温冷却重结晶析出双酚F96g，收率87.0％。
实施例3
在反应釜中加入50g固体甲醛，414g苯酚和40g催化剂（催化剂为2,2'-联吡啶和磷酸二氢钠的混合物，混合比例为：1:10），加入2000ml水进行溶解，通入氮气，100℃下加热反应6小时，静止分层，过滤除去催化剂，减压条件下脱除水分以及未反应的苯酚，再往反应釜中加入2000mL甲苯溶液加热搅拌溶解，过滤，室温冷却重结晶析出双酚F94g，收率85.0％。
实施例4
在反应釜中加入50g固体甲醛，414g苯酚和32g催化剂（催化剂为三苯基膦和磷酸二氢钠的混合物，混合比例为：1:10），加入2000ml水进行溶解，通入氮气，100℃下加热反应4小时，静止分层，过滤除去催化剂，减压条件下脱除水分以及未反应的苯酚，再往反应釜中加入2000mL甲苯溶液加热搅拌溶解，过滤，室温冷却重结晶析出双酚F99g，收率90.0％。
实施例5
在反应釜中加入50g固体甲醛，518g苯酚和40g催化剂（催化剂为三苯基膦和磷酸二氢钠的混合物，混合比例为：1:10），加入3000ml水进行溶解，通入氮气，100℃下加热反应6小时，静止分层，过滤除去催化剂，减压条件下脱除水分以及未反应的苯酚，再往反应釜中加入4000mL甲苯溶液加热搅拌溶解，过滤，室温冷却重结晶析出双酚F98g，收率89.0％。
实施例6
在反应釜中加入50g固体甲醛，414g苯酚和45g催化剂（催化剂为三苯基膦和磷酸二氢钠的混合物，混合比例为：1:15），加入2500ml水进行溶解，通入氮气，90℃下加热反应6小时，静止分层，过滤除去催化剂，减压条件下脱除水分以及未反应的苯酚，再往反应釜中加入3000mL甲苯溶液加热搅拌溶解，过滤，室温冷却重结晶析出双酚F96g，收率87.0％。
实施例7
在反应釜中加入50g固体甲醛，414g苯酚和35g催化剂（催化剂为三苯基膦和磷酸二氢钠的混合物，混合比例为：1:5），加入2500ml水进行溶解，通入氮气，90℃下加热反应6小时，静止分层，过滤除去催化剂，减压条件下脱除水分以及未反应的苯酚，再往反应釜中加入3000mL甲苯溶液加热搅拌溶解，过滤，室温冷却重结晶析出双酚F90g，收率81.0％。
实施例8
在反应釜中加入500g浓度为10%的甲醛水溶液（这里的浓度为质量浓度，即100g溶液中含有10g的甲醛），414g苯酚和32g催化剂（催化剂为三苯基膦和磷酸二氢钠的混合物，混合比例为：1:10），加入1500ml水进行溶解，通入氮气，90℃下加热反应6小时，静止分层，过滤除去催化剂，减压条件下脱除水分以及未反应的苯酚，再往反应釜中加入2000mL甲苯溶液加热搅拌溶解，过滤，室温冷却重结晶析出双酚F99g，收率90.0％。
对比例1
在反应釜中加入50g固体甲醛，414g苯酚和32g催化剂（催化剂仅为三苯基膦），加入2000ml水进行溶解，通入氮气，100℃下加热反应6小时，静止分层，过滤除去催化剂，减压条件下脱除水分以及未反应的苯酚，再往反应釜中加入2000mL甲苯溶液加热搅拌溶解，过滤，室温冷却重结晶析出双酚F17g，收率15.0％。
对比例2
在反应釜中加入50g固体甲醛，414g苯酚和32g催化剂（催化剂仅磷酸二氢钠），加入2000ml水进行溶解，通入氮气，100℃下加热反应6小时，静止分层，过滤除去催化剂，减压条件下脱除水分以及未反应的苯酚，再往反应釜中加入2000mL甲苯溶液加热搅拌溶解，过滤，室温冷却重结晶析出双酚F22g，收率20.0％。
通过上述实施例和对比例可以看出，只有催化剂的组合为过渡金属螯合试剂和磷酸二氢盐的组合时才可以获得较高的双酚F制备效率。
上述具体实施方式仅是本发明的具体个案，本发明的专利保护范围包括但不限于上述具体实施方式的产品形态和式样，任何符合本发明权利要求书的一种螯合试剂参与的双酚F制备方法且任何相应技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应落入本发明的专利保护范围。
Claims (3)
1.一种螯合试剂参与的双酚F制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
S1.原料准备：准备苯酚、甲醛和催化剂，苯酚和甲醛的摩尔比5～10∶1，其中催化剂为过渡金属螯合试剂，所述过渡金属螯合试剂包括配体和磷酸二铵盐，所述配体和磷酸二铵盐的摩尔比为1:5-20；
S2.原料溶解：向步骤S1准备的原料中加入水进行溶解；
S3.加热反应：向步骤S2中溶解后的原料中通入氮气，加热至100℃反应3-8h，静置；
S4.过滤：对S3加热反应完成后的物料进行过滤，除去催化剂，得到滤液；
S5.减压分离：对步骤S4得到的滤液进行减压操作，除去水分及未反应的苯酚，得到滤渣；
S6.双酚F收集：向步骤S5滤渣中加入溶剂，加热搅拌直至滤渣完全溶解，过滤，室温冷却重结晶得到双酚F。
2.根据权利要求1所述的一种螯合试剂参与的双酚F制备方法，其特征在于：所述配体包括三苯基膦、二茂膦、二苯膦、邻二氮杂环丁二酮和2,2-联吡啶中的一种或多种；
所述磷酸二铵盐包括磷酸二氢钠、磷酸二氢铵、磷酸二氢钾和磷酸二氢钙中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的一种螯合试剂参与的双酚F制备方法，其特征在于：步骤S1中溶剂为甲苯、二甲苯或二者的混合物，所述溶剂的加入质量为苯酚投料质量的4-8倍。
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2023
- 2023-11-09 CN CN202311485585.6A patent/CN117209362B/zh active Active
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN117209362B (zh) | 2024-01-30 |
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