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1. Gebiet der Erfindung:
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Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf Verfahren zur Herstellung von 9,9-Bis(3-phenyl-4-(2-hydroxyethoxy)phenyl)fluoren, und genauer gesagt auf ein Verfahren zur Herstellung von 9,9-Bis(3-phenyl-4-(2-hydroxyethoxy)phenyl)fluoren unter Verwendung von Alkylsulfonsäure als Katalysator.
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2. Beschreibung des Standes der Technik:
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Bisphenolfluorenderivate weisen im Allgemeinen die Vorteile der Wärmebeständigkeit, der Transparenz und einer hohen Brechzahl auf und können als Harzmaterialien wie etwa Epoxidharze, Polyesterharze und Polycarbonatharze verwendet werden, und sie finden auch breite Anwendung bei wärmebeständigen Materialien und optischen Materialien.
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Dank der guten Transparenz, hohen Wärmebeständigkeit, hohen Brechzahl usw. ist das 9,9-Bis[3-phenyl-4-(2-hydroxyethoxy)phenyl]fluoren-Material ein wichtiges Zwischenprodukt bei der Herstellung von Photovoltaikmaterialien und hat in letzter Zeit viel Beachtung auf dem Markt gefunden. Im Vergleich mit anderen Bisphenolfluorenderivaten weist das 9,9-Bis[3-phenyl-4-(2-hydroxyethoxy)phenyl]-fluoren-Material eine mit einer Ethoxygruppe modifizierte Molekülstruktur auf, um die Lösungsmittellöslichkeit stark zu verbessern, sodass es aufgrund der guten Löslichkeitseigenschaften breite Anwendung finden kann.
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Zurzeit wird im bestehenden Herstellungsverfahren von 9,9-Bis[3-phenyl-4-(2-hydroxyethoxy)phenyl]fluoren zum Großteil mit Schwefelsäure katalysiert, aber die Schwefelsäure wird leicht mit organischen Lösungsmitteln und 2-[(2-Phenyl)phenoxy]ethanol-Reaktant sulfoniert oder produziert ein Sulfonatnebenprodukt, das die Ausbeute und Reinheit des Produkts beeinträchtigt. Darüber hinaus erhöht die schlechte Löslichkeit des Nebenprodukts die Schwierigkeit des Reinigungsprozesses sowie die Herstellungskosten des Präparats.
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Im Folgenden wird der hier relevante Stand der Technik kurz beschrieben. Die Druckschrift
EP 3 572 392 A1 offenbart ein Verfahren zur Herstellung von Fluorenylidendiphenolen durch Reaktion von Fluorenonen mit Allylphenolen in Gegenwart von sauren Katalysatoren, ausgenommen Verbindungen mit Mercaptogruppen. Die Druckschrift
JP 2017 -
36 249 A offenbart weiterhin ein Verfahren zur Herstellung von Fluorenylidendiphenolen durch Kondensation von Fluorenonen und Phenolen in Lösungsmitteln, die saure Katalysatoren und Thiolverbindungen enthalten.
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Angesichts der obigen Ausführungen ist es erforderlich, ein Verfahren zur Herstellung von 9,9-Bis[3-phenyl-4-(2-hydroxyethoxy)phenyl]fluoren vorzustellen, das effektiv beim Reduzieren der Bildung von Reaktionsnebenprodukten ist, um somit die bestehenden technischen Probleme auf dem Fachgebiet zu lösen.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Um die obigen Probleme zu lösen, stellt die vorliegende Offenbarung ein Verfahren zur Herstellung von 9,9-Bis(3-phenyl-4-(2-hydroxyethoxy)phenyl)fluoren bereit, das Folgendes umfasst: Zugeben einer mercaptohaltigen Verbindung als ein Cokatalysator zu einem Reaktionssystem, das 9-Fluorenon und 2-[(2-Phenyl)phenoxy]ethanol enthält; und Zugeben von Alkylsulfonsäure als Katalysator zu einem Reaktionssystem, das den Cokatalysator enthält, in mehreren Stadien, sodass das 9-Fluorenon und das 2-[(2-Phenyl)phenoxy]ethanol einer mehrfachen Dehydratisierungskondensationsreaktion unterzogen werden, um das 9,9-Bis(3-phenyl-4- (2-hydroxyethoxy)phenyl)fluoren zu erhalten.
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In einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung beträgt ein Molverhältnis von 2-[(2-Phenyl)phenoxy]ethanol zu 9-Fluorenon zwischen 2 und 4.
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In einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung wird der Katalysator dem Reaktionssystem in den mehreren Stadien bei einer Temperatur von 40 bis 80 °C zugegeben. Zum Beispiel wird der Katalysator dem Reaktionssystem tropfenweise zugegeben, und wenn der Katalysator zugegeben wird, beträgt die Temperaturänderung des Reaktionssystems weniger als 10 °C. In noch einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung beträgt das Molverhältnis der Gesamtzugabemenge des Katalysators zu dem 9-Fluorenon zwischen 3 und 9.
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Der Katalysator wird in mehreren Stadien zugegeben. Zum Beispiel wird nach der Zugabe des Cokatalysators zu dem Reaktionssystem der Katalysator in zwei Stadien zugegeben. Nachdem der Katalysator in einem ersten Stadium zugegeben worden ist, wird die Dehydratisierungskondensationsreaktion 4 bis 8 Stunden lang durchgeführt. Dann erfolgt eine weitere Zugabe einer Menge des Katalysators in einem zweiten Stadium, und die Dehydratisierungskondensationsreaktion wird weitere 4 bis 8 Stunden lang durchgeführt. Außerdem beträgt das Molverhältnis der Gesamtzugabemenge des Katalysators zu dem 9-Fluorenon zwischen 3 und 9.
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In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist die Menge des im ersten Stadium zugegebenen Katalysators größer als die Menge des im zweiten Stadium zugegebenen Katalysators. In anderen Ausführungsformen kann die Menge des im zweiten Stadium zugegebenen Katalysators auch größer sein als die Menge des im ersten Stadium zugegebenen Katalysators.
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In einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung weist die Alkylsulfonsäure die Formel R-SO3H auf, wobei R eine C1-C3-Alkylgruppe ist. In einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist der Katalysator Methansulfonsäure, und das Molverhältnis von Methansulfonsäure zu 9-Fluorenon liegt zwischen 3 und 9.
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In einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist die mercaptohaltige Verbindung mindestens eine, die aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Folgendem besteht: einem Mercaptan, das eine C1-C10-Alkylengruppe oder eine C6-C12-Arylengruppe enthält, und einer Mercaptocarbonsäure, die eine C1-C10-Alkylengruppe oder eine C6-C12-Arylengruppe enthält. Zum Beispiel ist die Mercaptocarbonsäure, die eine C1-C10-Alkylengruppe oder eine C6-C12-Arylengruppe enthält, 3-Mercaptopropionsäure, Mercaptoessigsäure oder Mercaptobenzoesäure. In einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung beträgt das Molverhältnis von Cokatalysator zu 9-Fluorenon zwischen 0,05 und 0,2. Zum Beispiel beträgt in Bezug auf die 3-Mercaptopropionsäure das Molverhältnis von 3-Mercaptopropionsäure zu 9-Fluorenon zwischen 0,05 und 0,2.
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In einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung wird die Dehydratisierungskondensationsreaktion bei einer Temperatur von 40 bis 80 °C über eine Reaktionszeit von 4 bis 12 Stunden durchgeführt.
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In einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung umfasst das Zubereitungsverfahren der vorliegenden Offenbarung ferner das Auflösen des 9-Fluorenons und des 2-[(2-Phenyl)phenoxy]ethanols in einem Reaktionslösungsmittel, bevor der Cokatalysator zugegeben wird.
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In einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist das Reaktionslösungsmittel ein aromatisches Kohlenwasserstofflösungsmittel oder ein halogeniertes Alkan. Das aromatische Kohlenwasserstofflösungsmittel umfasst mindestens eines, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Benzol, Toluol, Xylol und Trimethylbenzol besteht, und das halogenierte Alkan umfasst mindestens eines, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Dichlormethan, Chloroform und Tetrachlormethan besteht.
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In einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung wird das Reaktionslösungsmittel in einer Menge von 10 bis 20 Gewichts-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des 9-Fluorenons und des 2-[(2-Phenyl)phenoxy]ethanols, verwendet.
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In einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung umfasst das Zubereitungsverfahren der vorliegenden Offenbarung ferner das Durchführen einer Umkristallisation, nachdem die Dehydratisierungskondensationsreaktion abgeschlossen ist. In dem Umkristallisationsschritt wird eine gemischte Lösung von Methanol und Aceton als ein Umkristallisationslösungsmittel verwendet.
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In dem Zubereitungsverfahren der vorliegenden Offenbarung kann durch Verwendung von Alkylsulfonsäure als Katalysator und einer mercaptohaltigen Verbindung als ein Cokatalysator die Bildung von Nebenprodukten effektiv unterdrückt werden, und die Ausbeute und Reinheit des Produkts kann verbessert werden. Das Verfahren weist eine hohe Umwandlungsrate auf, sodass im Falle einer relativ geringen Menge des 2-[(2-Phenyl)phenoxy]ethanolreaktanten die Kosten des Rohmaterials effektiv reduziert werden können und das Problem, dass der Reaktant zurückgewonnen werden muss, ausgeschlossen wird. Das erhaltene Produkt weist die Charakteristika von geringer Farbsättigung, hoher Reinheit, hoher Ausbeute und niedrigen Kosten auf und besitzt gewerbliche Anwendbarkeit.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Die Implementierungen der vorliegenden Offenbarung sind anhand von speziellen Ausführungsformen beschrieben, und für einen Fachmann sind die Vorteile und Funktionen der vorliegenden Offenbarung leicht verständlich. Die verschiedenen Einzelheiten der vorliegenden Offenbarung können auf verschiedene Weise modifiziert und verändert werden, ohne von dem Umfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen. Außerdem sind alle hierin angegebenen Bereiche und Werte einschließlich und kombinierbar. Jeder Wert oder Punkt, der in die hierin angeführten Bereiche fällt, wie etwa jede ganze Zahl, kann der Mindestwert oder Höchstwert sein, von dem ein engerer Bereich abgeleitet wird, u. ä.
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Ein Verfahren zur Herstellung von 9,9-Bis(3-phenyl-4-(2-hydroxyethoxy)-phenyl)fluoren der vorliegenden Offenbarung ist durch Folgendes gekennzeichnet: Zugeben einer mercaptohaltigen Verbindung als ein Cokatalysator zu dem Reaktionssystem, das 9-Fluorenon und 2-[(2-Phenyl)phenoxy]ethanol enthält; und Zugeben einer Alkylsulfonsäure als Katalysator, der dem Reaktionssystem zugegeben wird, das den Cokatalysator enthält, um eine Dehydratisierungskondensationsreaktion des 9-Fluorenons und 2-[(2-Phenyl)phenoxy]ethanols durchzuführen, um das 9,9-Bis(3-phenyl-4-(2-hydroxyethoxy)phenyl)fluoren zu erhalten.
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Im Vergleich mit dem herkömmlichen Prozess kann das Zubereitungsverfahren der vorliegenden Offenbarung den 9-Fluorenonreaktanten vollständig umwandeln, indem eine kleinere Menge des 2-[(2-Phenyl)phenoxy]ethanolreaktanten mit einer hohen Umwandlungsrate verwendet wird. Dies kann die Kosten der Prozessrohmaterialien wirksam reduzieren und das Problem, dass die Reaktanten zurückgewonnen werden müssen, beseitigen. In einer Ausführungsform beträgt das Molverhältnis von 2-[(2-Phenyl)phenoxy]ethanol zu 9-Fluorenon zwischen 2 und 4.
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In einigen Ausführungsformen kann ein Molverhältnis von 2-[(2-Phenyl)phenoxy]ethanol zu 9-Fluorenon einen der folgenden Werte annehmen, ohne aber darauf beschränkt zu sein: 2,0; 2,1; 2,2; 2,3; 2,4; 2,5; 2,6; 2,7; 2,8; 2,9; 3,0; 3,1; 3,2; 3,3; 3,4; 3,5; 3,6; 3,7; 3,8; 3,9 und 4,0.
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In einer bevorzugten Ausführungsform beträgt das Molverhältnis von 2-[(2-Phenyl)phenoxy]ethanol zu 9-Fluorenon zwischen 2 und 2,1.
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Vorzugsweise ist das verwendete 2-[(2-Phenyl)phenoxy]ethanol ein 2-[(2-Phenyl)phenoxy]ethanol, das eine Reinheit von 98 % oder mehr aufweist.
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Vorzugsweise ist das 9-Fluorenon ein 9-Fluorenon, das eine Reinheit von 95 % oder mehr aufweist.
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Die Alkylsulfonsäure weist eine dehydratisierende Eigenschaft auf, um eine Dehydratisierungskondensationsreaktion zu erleichtern, wobei die Alkylsulfonsäure eine Molekularformel von R-SO3H aufweist und R eine C1-C3-Alkylgruppe ist.
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Ferner ist die Alkylsulfonsäure vorzugsweise Methylsulfonsäure. In einer Ausführungsform ist das Molverhältnis von Methansulfonsäure zu 9-Fluorenon vorzugsweise zwischen 3 und 9.
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In anderen Ausführungsformen kann ein Molverhältnis von Methansulfonsäure zu 9-Fluorenon 3,5; 4; 4,5; 5; 5,5; 6; 6,5; 7; 7,5; 8 oder 8,5 betragen, ohne aber darauf beschränkt zu sein.
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Da die in der vorliegenden Offenbarung verwendete Alkylsulfonsäure nicht leicht mit einem 2-[(2-Phenyl)phenoxy]ethanol oder einem organischen Reaktionslösungsmittel reagiert, kann die Sulfonierung oder das Sulfonatnebenprodukt wirksam gehemmt werden. Somit vereinfacht die Bildung hiervon den Reinigungsprozess nach der Reaktion und die Ausbeute und Reinheit des Produkts werden verbessert.
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Die mercaptohaltige Verbindung ist ein Cokatalysator, der in der Lage ist, die Bildung eines Reaktionszwischenprodukts zu fördern, um die Gesamtselektivität und -produktivität zu verbessern. Die mercaptohaltige Verbindung ist mindestens eine, die aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus einem Mercaptan, das eine C1-C10-Alkylengruppe oder eine C6-C12-Arylengruppe enthält, und der Mercaptocarbonsäure, die eine C1-C10-Alkylengruppe oder eine C6-C12-Arylengruppe enthält, besteht. In einer Ausführungsform ist die Mercaptocarbonsäure, die eine C1-C10-Alkylengruppe oder eine C6-C12-Arylengruppe enthält, eine 3-Mercaptopropionsäure, Mercaptoessigsäure oder Mercaptobenzoesäure. Insbesondere wird 3-Mercaptopropensäure bevorzugt. In einer Ausführungsform beträgt das Molverhältnis von 3-Mercaptopropionsäure zu 9-Fluorenon von 0,05 bis 0,2.
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In anderen Ausführungsformen kann das Molverhältnis von 3-Mercaptopropionsäure zu 9-Fluorenon 0,06; 0,07; 0,08; 0,09; 0,10 oder 0,15 betragen, ohne aber darauf beschränkt zu sein.
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In der Dehydratisierungskondensationsreaktion werden in einer Ausführungsform der Cokatalysator und der Katalysator gleichzeitig zu der Reaktion zugegeben.
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Gemäß der vorliegenden Offenbarung wird zunächst der Cokatalysator zugegeben und danach wird zusätzlich der Katalysator zugegeben, um somit ein Zwischenprodukt anhand des Cokatalysators zu bilden, um die Selektivität der Reaktion zu steuern, die Bildung von Nebenprodukten zu reduzieren, die Reaktionsgeschwindigkeit wirksam zu verbessern und die Reaktionsausbeute zu steigern.
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In einer anderen Ausführungsform werden der Cokatalysator und der Katalysator kontinuierlich zugegeben, und die zwei werden ohne Zeitabstand zugegeben, das heißt, der Katalysator wird direkt nach der Zugabe des Cokatalysators zugegeben.
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In einer Ausführungsform wird der Katalysator in mehreren Stadien bei einer Temperatur von 40 bis 80 °C zugegeben. Zum Beispiel wird die Gesamtzugabemenge zugegeben, indem sie in 10 Aliquote, 20 Aliquote, 30 Aliquote, 40 Aliquote oder sogar 100 Aliquote oder mehr aufgeteilt wird, um die Zugabe des Katalysators abzuschließen. In einer Ausführungsform erfolgt die Zugabe zu dem Reaktionssystem tropfenweise, wie dies herkömmlicherweise auf dem Fachgebiet bekannt ist, um die Reaktanten durch das Tröpfeln ausreichend gleichförmig miteinander in Kontakt zu bringen, die Reaktionsgeschwindigkeit zu steuern und die Temperaturänderung strikt zu steuern, um zu verhindern, dass die Temperatur zu rasch ansteigt und zur Bildung des Nebenprodukts führt. In einer anderen Ausführungsform wird der Katalysator mit einer Geschwindigkeit von 0,06 bis 0,3 ml/min zugegeben. Des Weiteren wurde bei tropfenweiser Zugabe des Katalysators die Temperaturänderung des Reaktionssystems so gesteuert, dass sie weniger als 10 °C betrug.
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Im Gegensatz zu dem vorhergehenden Intervall, in dem mindestens 4 Stunden lang keine Umsetzung erfolgen soll, wird in einer anderen Ausführungsform der Katalysator in mehreren Stadien zugegeben. So wird der Katalysator zum Beispiel nach Zugabe des Cokatalysators zu dem Reaktionssystem in zwei Stadien zugegeben, wodurch das Fortschreiten der Nebenreaktion unterdrückt wird und die Reinheit des Produkts verbessert wird. Zum Beispiel wird, nachdem der Katalysator in dem ersten Stadium zugegeben worden ist und die Dehydratisierungskondensationsreaktion 4 bis 8 Stunden lang durchgeführt worden ist, ferner die Menge an Katalysator des zweiten Stadiums zugegeben, und die Dehydratisierungskondensationsreaktion wird 4 bis 8 Stunden lang durchgeführt. In diesem Aspekt beträgt ferner ein Molverhältnis der Gesamtzugabemenge von Katalysator zu 9-Fluorenon zwischen 3 und 9.
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In dem Zubereitungsverfahren der vorliegenden Offenbarung kann die Kondensationsreaktion ferner in Gegenwart eines Reaktionslösungsmittels durchgeführt werden. In einer Ausführungsform ist das Reaktionslösungsmittel ein aromatisches Kohlenwasserstofflösungsmittel oder ein halogeniertes Alkan. Das aromatische Kohlenwasserstofflösungsmittel beinhaltet mindestens ein Lösungsmittel, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Benzol, Toluol, Xylol und Trimethylbenzol besteht; das halogenierte Alkan beinhaltet mindestens ein Lösungsmittel, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Dichlormethan, Chloroform und Tetrachlormethan besteht.
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In einer anderen Ausführungsform kann das Zubereitungsverfahren der vorliegenden Offenbarung ferner den Schritt des Auflösens des 9-Fluorenons und des 2-[(2-Phenyl)phenoxy]ethanols in dem Reaktionslösungsmittel umfassen, bevor der Cokatalysator zugegeben wird. Das Reaktionslösungsmittel wird in einer Menge von 10 bis 20 Gewichts-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des 9-Fluorenons und 2-[(2-Phenyl)phenoxy]ethanols, verwendet. Im Vergleich mit dem auf dem Fachgebiet bestehenden Herstellungsverfahren wird das Reaktionslösungsmittel in dem Zubereitungsverfahren der vorliegenden Offenbarung in einer geringen Menge verwendet, sodass die Reaktionskosten reduziert werden können und eine Umweltverschmutzung weniger wahrscheinlich ist.
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Die Reaktionsbedingungen der Dehydratisierungskondensationsreaktion werden bei einer Reaktionstemperatur von 40 bis 80 °C und bei einem Druck von 1 atm 4 bis 12 Stunden lang durchgeführt. Ist die Reaktionstemperatur zu niedrig, verläuft die Reaktion träge; ist die Reaktionstemperatur zu hoch, kommt es zu einer Nebenreaktion, was zu einer Verringerung der Ausbeute führt.
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In anderen Ausführungsformen kann die Temperatur der Dehydratisierungskondensationsreaktion 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58 oder 59 °C betragen, ohne aber darauf beschränkt zu sein. Ferner beträgt die Temperatur der Dehydratisierungskondensationsreaktion insbesondere vorzugsweise zwischen 40 und 60 °C.
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Nach der Dehydratisierungskondensationsreaktion kann das Zubereitungsverfahren der vorliegenden Offenbarung ferner das Zugeben einer alkalischen wässrigen Lösung umfassen, um den Katalysator und den Cokatalysator zu entfernen, um die Reaktion zu beenden. In einer speziellen Ausführungsform ist die Alkalilösung der alkalischen wässrigen Lösung eine anorganische Base oder eine organische Base wie etwa ein Alkalimetallhydroxid oder ein Carbonat, und andere wasserlösliche organische Lösungsmittel werden nach Bedarf zugegeben; und sie kann nach Bedarf bei einer hohen Temperatur behandelt werden.
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In einer anderen Ausführungsform wird die alkalische wässrige Lösung bei der Temperatur der Dehydratisierungskondensationsreaktion zugegeben, und die alkalische wässrige Lösung ist eine wässrige Natriumhydroxidlösung, und das Reaktionssystem wird zum Rühren auf 80 °C erwärmt; nach dem Abkühlen wird es bei Raumtemperatur filtriert, und dann wird ein Rohprodukt von 9,9-Bis(3-phenyl-4-(2-hydroxyethoxy)phenyl)fluoren erhalten.
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Als ein Reinigungsschritt umfasst das Zubereitungsverfahren der vorliegenden Offenbarung ferner einen Schritt des Auflösens des Rohprodukts 9,9-Bis(3-phenyl-4-(2-hydroxyethoxy)phenyl)fluoren in einem Umkristallisationslösungsmittel. Der Umkristallisationsschritt wird durchgeführt, um die Verunreinigungen abzutrennen, um somit den Kristall des Zielprodukts zu erhalten. Der Reinigungsschritt kann mehrere Male wiederholt werden, ohne aber darauf beschränkt zu sein.
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Das Umkristallisationslösungsmittel umfasst mindestens eines, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus einem Alkohollösungsmittel, einem aliphatischen Ketonlösungsmittel, einem Esterlösungsmittel und einem aliphatischen Kohlenwasserstofflösungsmittel besteht. In einer Ausführungsform ist das Umkristallisationslösungsmittel eine gemischte Lösung von Methanol und Aceton.
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Das 9,9-Bis(3-phenyl-4-(2-hydroxyethoxy)phenyl)fluoren, das durch das obige Zubereitungsverfahren der vorliegenden Offenbarung erhalten wird, besitzt die Charakteristika von geringer Farbsättigung und hoher Reinheit, was als Rohmaterial für das hochwertige Produkt aus optischem Material dienlich ist.
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Die vorliegende Offenbarung wird ferner anhand von Beispielen ausführlich beschrieben.
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Beispiel 1:
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9-Fluorenon (15 g, 83,24 mmol), 2-[(2-Phenyl)phenoxy]ethanol (37,45 g, 174,79 mmol) und Toluol (13 g) wurden in einen Reaktionskolben gegeben und auf etwa 50 bis 55 °C erwärmt, um die obigen Reaktanten vollständig aufzulösen. Dann wurde 3-Mercaptopropionsäure (0,88 g, 8,29 mmol) zugegeben, und Methansulfonsäure (40 g, 416,23 mmol) wurde tropfenweise mit einer konstanten Geschwindigkeit von 0,3 ml/min zugegeben. Nach Abschluss der tropfenweisen Zugabe wurde die Dehydratisierungskondensationsreaktion, während die Temperatur bei 50 bis 55 °C gehalten wurde, 5 Stunden lang unter einer Stickstoffatmosphäre durchgeführt; sobald das Fehlen von 9-Fluorenon mittels Dünnschichtchromatographie (TLC) bestimmt wurde, war die Reaktion abgeschlossen. Methanol wurde zugegeben; außerdem wurden 33 Gewichts-% einer wässrigen Natriumhydroxidlösung langsam tropfenweise zugegeben, bis das Reaktionssystem alkalisch wurde. Danach wurde das Reaktionsgemisch auf 80 °C erwärmt und etwa 30 Minuten lang weiter gerührt; dann wurde es nach dem Abkühlen filtriert. Schließlich wurde das filtrierte Rohprodukt in eine Aceton-Methanol-Mischlösung gegeben und einer Umkristallisationsbehandlung unterzogen, um 44,38 g eines weißen festen 9,9-Bis(3-phenyl-4-(2-hydroxyethoxy)phenyl)fluoren-Produkts mit einer Ausbeute von etwa 90 % zu erhalten.
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In diesem Beispiel wurde eine Hochleistungs-Umkehrflüssigchromatographie (Dionex UltiMate 3000) zum Nachweis und zur Reinheitsanalyse verwendet. Die Bedingungen für die Flüssigchromatographie waren: Agilent Polaris 5 C18-A 250 x 4,6 mm, mobile Phase 95 % Acetonitril - 5 % wässrige Lösung, UV-Nachweiswellenlänge 254 nm, Durchflussgeschwindigkeit 1,0 ml/min, Säulentemperatur 30 °C, und Injektionsvolumen 20 µl. Der Reinheitsalgorithmus wurde wie folgt berechnet: [tatsächliches Gewicht der Verbindung (Instrumentwert)/Rohproduktgewicht (gewogener Wert)] * 100 %. Die Reinheit betrug 97,6 %.
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Das 9,9-Bis(3-phenyl-4-(2-hydroxyethoxy)phenyl)fluoren-Produkt wurde in einem Acetonlösungsmittel gemäß dem Standardprüfverfahren von ASTM-D1209 aufgelöst, um eine Konzentration von 10 Gewichts-% zuzubereiten. Die Probenflüssigkeit wurde unter Verwendung eines chromatischen Aberrationsmeters (hunterLac Color Quest XE) und einer Platin-Kobalt-Standardlösung (APHA-Farbwerte von 5, 10, 15, 30, 50, 100 bzw. 500) kolorimetrisch gemessen, und das 9,9-Bis(3-phenyl-4-(2-hydroxyethoxy)phenyl)fluoren-Produkt wurde für einen APHA-Farbwert von 17 gemessen.
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Beispiel 2:
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9-Fluorenon (10 g, 55,49 mmol), 2-[(2-Phenyl)phenoxy]ethanol (24,96 g, 214,26 mmol) und Toluol (8,67 g) wurden in einen Reaktionskolben gegeben und auf etwa 50 bis 55 °C erwärmt, um die obigen Reaktanten vollständig aufzulösen. Die 3-Mercaptopropionsäure (0,58 g, 5,46 mmol) wurde zugegeben, und dann wurde Methansulfonsäure (21,32 g, 221,83 mmol) tropfenweise mit einer Tropfgeschwindigkeit von 0,16-0,24 ml/min zugegeben. Nach Abschluss der tropfenweisen Zugabe wurde die erste Dehydratisierungskondensationsreaktion 4 Stunden lang bei einer Temperatur von 50 bis 55 °C unter einer Stickstoffatmosphäre durchgeführt; danach wurde Methansulfonsäure (5,33 g, 55,46 mmol) tropfenweise mit einer konstanten Tropfgeschwindigkeit von 0,12 ml/min zugegeben; dann wurde, während eine Temperatur von 50 bis 55 °C aufrechterhalten wurde, die zweite Dehydratisierungskondensationsreaktion 4 Stunden lang unter Stickstoffatmosphäre durchgeführt; sobald das Fehlen von 9-Fluorenon mittels Dünnschichtchromatographie (TLC) bestimmt wurde, war die Reaktion abgeschlossen. Methanol wurde zugegeben; außerdem wurden 33 Gewichts-% einer wässrigen Natriumhydroxidlösung langsam tropfenweise zugegeben, bis das Reaktionssystem alkalisch wurde. Danach wurde das Reaktionsgemisch auf 80 °C erwärmt und etwa 30 Minuten lang weiter gerührt; dann wurde es nach dem Abkühlen filtriert. Schließlich wurde das filtrierte Rohprodukt in eine Aceton-Methanol-Mischlösung gegeben und zwei Mal einer Umkristallisationsbehandlung unterzogen. Die Reinheit und der Chromatizitätswert wurden durch das Prüfverfahren von Beispiel 1 gemessen.
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In dem vorliegenden Beispiel wurden 28,61 g eines weißen festen 9,9-Bis(3-phenyl-4-(2-hydroxyethoxy)phenyl)fluoren-Produkts erhalten. Die Ausbeute betrug etwa 87 %, und die Reinheit betrug 99,6 %, mit einem APHA-Farbwert von 9.
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Aus den obigen Ausführungen ist ersichtlich, dass in Beispiel 2 der Katalysator zweimal eingeführt wurde und der Umkristallisationsprozess wiederholt wurde. Im Vergleich mit Beispiel 1 wurden die Verunreinigungen vollständig entfernt, die Reinheit des Produkts betrug 99,6 % und die Farbsättigungsqualität war verbessert.
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Beispiel 3:
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9-Fluorenon (5 g, 27,75 mmol), 2-[(2-Phenyl)phenoxy]ethanol (12,48 g, 58,25 mmol) und Toluol (4,34 g) wurden in einen Reaktionskolben gegeben, der auf 50 bis 55 °C erwärmt wurde, um die obigen Reaktanten vollständig aufzulösen. 3-Mercaptopropionsäure (0,29 g, 2,73 mmol) wurde zugegeben, und dann wurde Methansulfonsäure (10,66 g, 110,91 mmol) tropfenweise mit einer Tropfgeschwindigkeit von 0,08-0,12 ml/min zugegeben. Nach Abschluss der tropfenweisen Zugabe wurde die erste Dehydratisierungskondensationsreaktion, während die Temperatur bei 50 bis 55 °C gehalten wurde, unter einer Stickstoffatmosphäre 8 Stunden lang durchgeführt; dann wurde Methansulfonsäure (2,67 g, 27,78 mmol) tropfenweise bei einer konstanten Tropfgeschwindigkeit von 0,06 ml/min zugegeben; während die Temperatur von 50 bis 55 °C aufrechterhalten wurde, wurde eine zweite Dehydratisierungskondensationsreaktion 4 Stunden lang unter Stickstoffatmosphäre durchgeführt; sobald das Fehlen von 9-Fluorenon mittels Dünnschichtchromatographie (TLC) bestimmt wurde, war die Reaktion abgeschlossen. Methanol wurde zugegeben; außerdem wurden 33 Gewichts-% einer wässrigen Natriumhydroxidlösung langsam tropfenweise zugegeben, bis das Reaktionssystem alkalisch wurde. Dann wurde das Reaktionsgemisch auf 80 °C erwärmt und etwa 30 Minuten lang weiter gerührt; anschließend wurde es nach dem Abkühlen filtriert. Schließlich wurde das filtrierte Rohprodukt in eine Aceton-Methanol-Mischlösung gegeben und einer Umkristallisationsbehandlung unterzogen; die Reinheit und die Chromatizitätswerte wurden durch das Prüfverfahren von Beispiel 1 gemessen.
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In dem vorliegenden Beispiel wurden 14,51 g eines 9,9-Bis(3-phenyl-4-(2-hydroxyethoxy)phenyl)fluoren-Produkts als ein weißer Feststoff mit einer Ausbeute von etwa 89 % erhalten. Die Reinheit betrug 98,5 % bei einem APHA-Farbwert von 20.
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Beispiel 4:
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Das Zubereitungsverfahren war das gleiche wie in Beispiel 3, mit Ausnahme des Methylsulfonsäuregehalts (12 g, 124,87 mmol) der ersten Dehydratisierungskondensationsreaktion und des Methylsulfonsäuregehalts der zweiten Dehydratisierungskondensationsreaktion (1,33 g, 13,84 mmol).
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In dem vorliegenden Beispiel wurden 14,50 g eines weißen festen 9,9-Bis(3-phenyl-4-(2-hydroxyethoxy)phenyl)fluoren-Produkts mit einer Ausbeute von etwa 89 % und einer Reinheit von 98,8 % erhalten, mit einem APHA-Farbwert von 18.
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Beispiel 5:
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9-Fluorenon (15 g, 83,24 mmol), 2-[(2-Phenyl)phenoxy]ethanol (37,45 g, 174,79 mmol) und Toluol (13 g) wurden in einen Reaktionskolben gegeben, der auf etwa 50 bis 55 °C erwärmt wurde, um die obigen Reaktanten vollständig aufzulösen. 3-Mercaptopropionsäure (0,88 g, 8,29 mmol) wurde zugegeben, und Methansulfonsäure (8,0 g, 83,2 mmol) wurde tropfenweise mit einer konstanten Geschwindigkeit von 0,18 ml/min zugegeben. Nach Abschluss der tropfenweisen Zugabe wurde die erste Dehydratisierungskondensationsreaktion, während die Temperatur bei 50 bis 55 °C gehalten wurde, unter Stickstoffatmosphäre 4 Stunden lang durchgeführt; dann wurde Methansulfonsäure (32 g, 332,95 mmol) tropfenweise mit einer konstanten Tropfgeschwindigkeit von 0,3 ml/min zugegeben; während eine Temperatur von 50 bis 55 °C aufrechterhalten wurde, wurde die zweite Dehydratisierungskondensationsreaktion 4 Stunden lang unter Stickstoffatmosphäre durchgeführt; sobald das Fehlen von 9-Fluorenon mittels Dünnschichtchromatographie (TLC) bestimmt wurde, war die Reaktion abgeschlossen. Methanol wurde zugegeben; außerdem wurden 33 Gewichts-% einer wässrigen Natriumhydroxidlösung langsam tropfenweise zugegeben, bis das Reaktionssystem alkalisch wurde. Dann wurde das Reaktionsgemisch auf 80 °C erwärmt und etwa 30 Minuten lang weiter gerührt; anschließend wurde es nach dem Abkühlen filtriert. Schließlich wurde das filtrierte Rohprodukt in eine Aceton-Methanol-Mischlösung gegeben und einer Umkristallisationsbehandlung unterzogen; und die Reinheit und die Chromatizitätswerte wurden durch das Prüfverfahren von Beispiel 1 gemessen.
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In dem vorliegenden Beispiel wurden 42,74 g eines weißen festen 9,9-Bis(3-phenyl-4-(2-hydroxyethoxy)phenyl)fluoren-Produkts mit einer Ausbeute von etwa 87 % und einer Reinheit von 99,3 % erhalten, mit einem APHA-Farbwert von 16.
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Wie aus den obigen Ausführungen ersichtlich ist, wurde in den Beispielen 2, 3, 4 und 5 der Katalysator zweimal eingespeist, und im Vergleich mit Beispiel 1 wurde auch die Nebenreaktion gehemmt und der Effekt auf die Produktreinheit wurde signifikant verbessert.
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Beispiel 6:
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9-Fluorenon (10 g, 55,49 mmol), 2-[(2-Phenyl)phenoxy]ethanol (24,97 g, 116,54 mmol) und Toluol (8,67 g) wurden in einen Reaktionskolben gegeben, der auf etwa 50 bis 55 °C erwärmt wurde, um den obigen Reaktanten vollständig aufzulösen. Eine Mischlösung von 3-Mercaptopropionsäure (0,59 g, 5,55 mmol) und Methansulfonsäure (26,66 g, 277,42 mmol) wurde tropfenweise mit einer Tropfgeschwindigkeit von 0,16-0,24 ml/min zugegeben. Nach Abschluss der tropfenweisen Zugabe wurde die Lösung 8 Stunden lang bei einer Temperatur von 50 bis 55 °C und einer Stickstoffatmosphäre gehalten; sobald das Fehlen von 9-Fluorenon mittels Dünnschichtchromatographie (TLC) bestimmt wurde, war die Reaktion abgeschlossen. Methanol wurde zugegeben; außerdem wurden 33 Gewichts-% einer wässrigen Natriumhydroxidlösung langsam tropfenweise zugegeben, bis das Reaktionssystem alkalisch wurde. Dann wurde das Reaktionsgemisch auf 80 °C erwärmt und etwa 30 Minuten lang weiter gerührt; anschließend wurde es nach dem Abkühlen filtriert. Schließlich wurde das filtrierte Rohprodukt in eine Aceton-Methanol-Mischlösung gegeben und einer Umkristallisationsbehandlung unterzogen; und die Reinheit und die Chromatizitätswerte wurden durch das Prüfverfahren von Beispiel 1 gemessen.
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In dem vorliegenden Beispiel wurden 27,2 g eines weißen festen 9,9-Bis(3-phenyl-4-(2-hydroxyethoxy)phenyl)fluoren-Produkts mit einer Ausbeute von etwa 83 % und einer Reinheit von 98,9 % erhalten, mit einem APHA-Farbwert von 19.
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Beispiel 7:
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9-Fluorenon (10 g, 55,49 mmol), 2-[(2-Phenyl)phenoxy]ethanol (24,97 g, 116,54 mmol) und Toluol (8,67 g) wurden in einen Reaktionskolben gegeben, der auf 40 bis 45 °C erwärmt wurde, um die obige Reaktion vollständig aufzulösen. 3-Mercaptopropionsäure (0,58 g, 5,55 mmol) wurde zugegeben, und dann wurde Methansulfonsäure (21,32 g, 221,83 mmol) tropfenweise mit einer Tropfgeschwindigkeit von 0,16-0,24 ml/min zugegeben. Nach Abschluss der tropfenweisen Zugabe wurde die erste Dehydratisierungskondensationsreaktion, während die Temperatur bei 40 bis 45 °C gehalten wurde, unter einer Stickstoffatmosphäre 4 Stunden lang durchgeführt; dann wurde Methansulfonsäure (5,33 g, 55,46 mmol) tropfenweise mit einer konstanten Tropfgeschwindigkeit von 0,12 ml/min zugegeben; die zweite Dehydratisierungskondensationsreaktion wurde bei einer Temperatur von 40 bis 45 °C unter einer Stickstoffatmosphäre 7 Stunden lang durchgeführt; sobald das Fehlen von 9-Fluorenon mittels Dünnschichtchromatographie (TLC) bestimmt wurde, war die Reaktion abgeschlossen. Methanol wurde zugegeben; außerdem wurden 33 Gewichts-% einer wässrigen Natriumhydroxidlösung langsam tropfenweise zugegeben, bis das Reaktionssystem alkalisch wurde. Dann wurde das Reaktionsgemisch auf 80 °C erwärmt und etwa 30 Minuten lang weiter gerührt; anschließend wurde es nach dem Abkühlen filtriert. Schließlich wurde das filtrierte Rohprodukt in eine Aceton-Methanol-Mischlösung gegeben und einer Umkristallisationsbehandlung unterzogen; und die Reinheit und die Chromatizitätswerte wurden durch das Prüfverfahren von Beispiel 1 gemessen.
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In dem vorliegenden Beispiel wurden 28,8 g eines weißen festen 9,9-Bis(3-phenyl-4-(2-hydroxyethoxy)phenyl)fluoren-Produkts mit einer Ausbeute von etwa 88 % und einer Reinheit von 99,4 % erhalten, mit einem APHA-Farbwert von 14.
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Vergleichsbeispiel 1:
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Das Zubereitungsverfahren war das gleiche wie in Beispiel 1, mit Ausnahme der verwendeten Menge an 2-[(2-Phenyl)phenoxy]ethanol (44,58 g, 208,07 mmol) und außer, dass Schwefelsäure (36,74 g, 374,59 mmol) als Katalysator verwendet wurde. Die Dehydratisierungskondensationsreaktionszeit betrug 3 Stunden.
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In dem vorliegenden Beispiel wurden 49 g eines weißen festen 9,9-Bis(3-phenyl-4-(2-hydroxyethoxy)phenyl)fluoren-Produkts mit einer Ausbeute von etwa 99% und einer Reinheit von 45,12 % erhalten. Aufgrund der schlechten Löslichkeit konnte die Farbe nicht gemessen werden.
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Aus den Ergebnissen der obigen Beispiele ist ersichtlich, dass die Zubereitungsverfahren der vorliegenden Offenbarung die Bildung der Sulfonierungs- oder des Sulfonatnebenprodukts im Vergleich mit dem Vergleichsbeispiel 1 wirksam hemmen können, indem eine Alkylsulfonsäure als Katalysator verwendet wird. Im Falle einer geringen Menge des 2-[(2-Phenyl)phenoxy]ethanolreaktanten ergab sich der Effekt einer Verbesserung der Produktausbeute und Reinheit.
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In Anbetracht der vorstehenden Ausführungen wird die Bisphenolfluorenverbindung der vorliegenden Offenbarung unter Verwendung einer Alkylsulfonsäure als Katalysator und einer mercaptohaltigen Verbindung als Cokatalysator zubereitet, wodurch die Bildung von Nebenprodukten effektiv gehemmt wird und die Ausbeute und die Reinheit des Produkts verbessert werden. Ferner weist das Verfahren der vorliegenden Offenbarung eine hohe Umwandlungsrate auf, sodass eine relativ geringere Menge des 2-[(2-Phenyl)phenoxy]ethanolreaktanten verwendet werden kann, wodurch die Kosten des Prozessrohmaterials effektiv verringert werden und das Problem der Rückgewinnung der überschüssigen Reaktanten beseitigt wird. Das erhaltene Produkt weist die Charakteristika von geringer Farbsättigung, hoher Reinheit, hoher Ausbeute und niedriger Kosten auf und besitzt gewerbliche Anwendbarkeit.
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Die obigen Beispiele sind lediglich veranschaulichend und sollen die vorliegende Offenbarung nicht einschränken. Modifikationen und Variationen der oben beschriebenen Beispiele können von einem Fachmann ausgeführt werden, ohne von dem Umfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen. Daher wird der Umfang der vorliegenden Offenbarung durch den Umfang der beigefügten Patentansprüche definiert. Solange dies die Wirkungen und Implementierungszwecke der vorliegenden Offenbarung nicht beeinträchtigt, sollten sie in der technischen Offenbarung eingeschlossen sein.