一種對苯二酚的合成方法
2023-05-28 01:19:01
專利名稱：一種對苯二酚的合成方法
技術領域：
本專利涉及一種化工產品的合成方法，具體地說，對苯二酚的合成方法。屬於藥物化學技術領域。
背景技術：
對苯二酚是重要的化工產品，在化工、醫藥、農藥、香料、橡膠等行業均得到廣泛應用。對苯二酚的合成方法如下
(I)R印pe法是在Ru、Rh催化劑下，溫度為100 300 "C、壓力為100 350 MPa的條件下，乙炔與一氧化碳反應生成對苯二酚。該法工藝簡單，但所需催化劑價格昂貴且難以回收。(2)苯胺氧化法是在硫酸存在的酸性條件下，用二氧化錳或者重鉻酸鈉將苯胺氧化成為對苯醌；然後將對苯醌在酸性條件下，用鐵粉將其還原成為對苯二酚；經過濾、結晶、脫色製得成品。該法成熟、易於控制，且產率較高，但生成大量錳鹽、鐵鹽和硫銨廢液等， 回收率低、汙染環境、原料消耗大、生產設備費用較高。(3)異丙苯過氧化法首先在酸性催化劑(磷酸硅藻土或AlCl3)存在下，由苯與丙烯進行Friedel-Crafts烷基化反應合成二異丙苯，分離出對位異構體、間位異構體使其轉位為對位異構體，把分出的對二異丙苯進行過氧化反應生成二異丙基過氧化物，然後再在酸性催化劑(如硫酸)存在下裂化為對苯二酚與丙酮，產物經中和、萃取、離心分離、提純、真空乾燥後得成品。以對二異丙苯計，對苯二酚收率為80 %左右。該法與苯胺法相比， 具有總成本低(比苯胺法約低30% )、汙染小等優點。但由於該方法副產物多，且成分複雜， 使得產物分離較困難。(3)雙酚A法是將苯酚與丙酮用濃鹽酸、&S04或離子交換樹脂催化反應生成雙酚 A，再在鹼性催化劑作用下，定量裂化成苯酚和異丙烯基苯酚，後者用過氧化氫氧化，即可得到對苯二酚和丙酮。反應生成的苯酚和丙酮可循環使用。該工藝路線沒有三廢，收率高，因此經濟效益較好，但設備要求高，不適合大規模工業化生產。(4)苯酚過氧化氫羥基化法是以苯酚為原料，在催化劑作用下，與過氧化氫反應， 生成對苯二酚和鄰苯二酚。經脫出水、高沸物、苯酚並分離出鄰苯二酚後，得到粗對苯二酚， 再經溶解、脫色、重結晶製得對苯二酚產品。與苯胺法和二異丙苯法比較，苯酚羥基化法反應過程及分離操作簡單，因此能耗較低，三廢汙染少；此外，聯產的鄰苯二酚也是極為重要的精細化工產品，是香蘭素、人造麝香及醫藥、農藥和染料的中間體，也可直接用作聚合抑制劑、抗氧劑等，這使得苯酚羥基化工藝倍受人們青睞。目前，國外大公司多採用該技術生產對苯二酚。在苯酚羥基化法中，研製與開發新型的催化劑一直是重要的研究內容。法國 Rhone-Poulence公司開發了以HClO4為催化劑，H3PO4為助催化劑生產苯二酚的方法，並於1973年實現工業化。此方法採用高質量分數(70%)的雙氧水，苯酚轉化率為5 %，苯二酚選擇性為90%，產物中對苯二酚/鄰苯二酚比為1.5/0.8。由於反應中使用了高氯酸、磷酸等，使得設備材料的費用增大，後處理工藝複雜，環境汙染較大。日本Wx5公司以硫酸以及 60% H2SO4與甲基異丁基酮即時生成的酮過氧化物為催化劑進行苯酚羥基化反應，苯酚轉化率低於5%，苯二酚的選擇性可達90%，產物中對位異構體與鄰位異構體的比例為1.5/1。 義大利的Brichima公司用鐵鹽和鈷鹽的混合鹽為催化劑，採用60% 水溶液進行羥基化反應，苯酚的轉化率約為10%，苯二酚的選擇性約80%，產物中鄰位異構體與對位異構體的比為2/3。義大利Enichem公司以TS-I類分子篩為催化劑、以30% H2O2為氧化劑，生產對苯二酚及鄰苯二酚。但是該工藝複雜，反應中消耗大量分子篩類催化劑，因此沒有被大規模推廣。英國Solvay Interox公司用Keggin結構的鉬釩磷、鎢釩磷、鉬鎢磷等雜多酸鹽作催化劑，以乙腈為溶劑，從苯酚出發高選擇性地合成了對苯二酚或鄰苯二酚，苯酚轉化率為10 % 15 %。由於用乙腈作反應介質，反應過程的毒害性較大，且苯酚/H2O2的摩爾比太低， H2O2的用量太大，此外，催化劑回收比較困難。
發明內容
為了克服現有技術的不足，本發明的目的在於提供一種對苯二酚的合成方法，工藝簡單，反應條件溫和，反應周期短，產物中對苯酚二酚的得率大於鄰苯二酚的得率。為了實現上述的發明目的，本發明採用了以下技術方案 一種對苯二酚的合成方法，包括以下步驟
(1)、苯酚與氧氣催化氧化生成對苯二醌和鄰苯二醌的混合物，催化劑是銅鈉復配鹽; 反應工程式如式(1)
權利要求
1.一種對苯二酚的合成方法，其特徵在於包括以下步驟苯酚與氧氣催化氧化生成對苯二醌和鄰苯二醌的混合物，催化劑是銅鈉復配鹽；蒸出溶劑，剩餘物中加水，經蒸餾分離對苯二醌和鄰苯二醌；分離出的對苯二醌通過還原劑還原得到對苯二酚，過濾出對苯二酚粗重結晶得到對苯二酚晶體；過濾出對苯二酚或鄰苯二酚粗產品所得的母液濃縮得到硫酸銨化肥。
2.根據權利要求1所述的對苯二酚的合成方法，其特徵在於步驟(1)中催化劑銅鈉複合鹽與苯酚的摩爾比為1:2至1 :20之間，反應溫度是60-80 °C，反應壓力是常壓，反應時間是2-6小時，所用溶劑是甲醇、乙醇、丙醇、丁醇或者上述四種醇之中的兩種或三種的混合物。
3.根據權利要求1所述的對苯二酚的合成方法，其特徵在於步驟(2)中蒸餾分離步驟是根據水蒸汽蒸餾出的水溶液的顏色判定進展，當蒸餾出的水溶液由黃色逐漸變為無色時，停止蒸餾。
4.根據權利要求1所述的對苯二酚的合成方法，其特徵在於步驟(3)中，還原劑與對苯二醌的質量比是1. 04 :1，所述的還原劑是煉鋼廢水處理過程中，提取了硫氰酸銨後的殘渣，該殘渣的主要化學成分是(NH4) 2&03和(NH4)2S04。
全文摘要
本發明涉及一種對苯二酚的合成方法，其特徵在於包括以下步驟苯酚與氧氣催化氧化生成對苯二醌和鄰苯二醌的混合物，催化劑是銅鈉復配鹽；蒸出溶劑，剩餘物中加水，經蒸餾分離對苯二醌和鄰苯二醌；分離出的對苯二醌通過還原劑還原得到對苯二酚，過濾出對苯二酚粗重結晶得到對苯二酚晶體；過濾出對苯二酚或鄰苯二酚粗產品所得的母液濃縮得到硫酸銨化肥。工藝簡單，反應條件溫和，反應周期短，產物中對苯酚二酚的得率大於鄰苯二酚的得率。
文檔編號C07C39/08GK102351656SQ20111034128
公開日2012年2月15日 申請日期2011年11月2日 優先權日2011年11月2日
發明者張超智 申請人:南京信息工程大學