[發明專利]一種2,4-二甲基苯甲醚的合成方法

有效

• 申請號: 201110331062.7
• 申請日: 2011-10-27
• 公開（公告）號: CN102337555A
• 公開（公告）日: 2012-02-01
• 發明（設計）人: 陳鋒濤
• 申請（專利權）人: 浙江理工大學
• 主分類號: C25B3/02
• 分類號: C25B3/02;C07C43/205;C07C41/34;B01J27/053
• 代理公司: 浙江英普律師事務所 33238
• 代理人: 陳小良

技術領域

本發明涉及一種化學物質的合成方法，具體是一種應用電化學催化氧化技術進行有機化合物的合成。

技術背景

2，4-二甲基苯甲醚作為一種精細化工產品有很多用途，不但廣泛應用在食品加工中作香料，還可以作為一種很好的甲醇汽油添加劑。目前有關2，4-二甲基苯甲醚的合成的報道：Robert?B.Bates?and?Teruna?J.Siahaan在1986年和1987年在Journal?of?organic?chemistry上有兩篇2，4-二甲基苯甲醚的合成方法，但是他們的反應時間長、反應工藝復雜、主產品的產率和選擇性低。

Journal?of?orgamc?chemistry，52，4605-8：1987

我們以尋求甲醇的最廣泛應用和解決未來能源角度出發，研究開發了具有自主知識產權的2，4-二甲基苯甲醚的合成技術。在外加電壓下，用平板石墨作電極，固體酸作催化劑，將間二甲苯和甲醇進行電化學催化氧化反應，在常溫常壓下一鍋煮法合成出高產率(62.2％)和高選擇性(83.0％)的產品2，4-二甲基苯甲醚。該技術利用油田生產的間二甲苯和甲醇為原料，使用自主合成的催化劑，在電化學反應器中進行反應，具有原子經濟性反應特點，得到了應用前景廣闊的2，4-二甲基苯甲醚產品，為甲醇下游產品的開發和利用開辟了新途徑。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于克服上述文獻中涉及到的反應工藝復雜、反應時間長、產率和選擇性低等缺點，提供了一種設計合理、工藝可行、操作簡便、反應條件溫和的2，4-二甲基苯甲醚的合成方法。

本發明是通過下述技術方得以實現的：

一種2，4-二甲基苯甲醚的合成方法，該合成方法的反應方程式：

其特征在于：

其中催化劑為SO₄^2-/ZrO₂型固體酸催化劑

步驟一：以ZrOCl₂·8H₂O為原料，加入水和乙醇的混合液為溶劑，配成質量分數為8％的溶液，其中溶劑中水與乙醇的體積比為2～4∶1；

混合均勻后，向溶液中滴加濃氨水，使Zr(OH)₄沉淀，并調節溶液pH為9，使溶液形成凝膠，凝膠后在室溫下陳化24小時，然后抽濾，洗滌至沉淀物中的Cl^-濃度小于100ppm；

將沉淀物放入烘箱中在100℃以上干燥10～12小時，即可獲得固體粉末，然后將該粉末研磨；再用0.5mol/L硫酸溶液浸漬12小時以上，其中硫酸與催化劑的用量比為15毫升硫酸∶1克催化劑，然后過濾后再烘干，并置于馬弗爐中500℃以上焙燒3個小時以上，即可獲得SO₄^2-/ZrO₂型固體酸催化劑；

步驟二：反應過程

將上述制備好的催化劑添加到反應體系中，反應體系由平板石墨電極、間二甲苯和甲醇構成，其中間二甲苯與甲醇的摩爾比為1∶2，每摩爾間二甲苯的反應物加入5克催化劑和3克氟化鉀，然后接通直流電源進行電化學催化氧化反應，其中電壓為30V以下，電流范圍為3A以下；磁力攪拌器以300rpm的轉速對體系進行攪拌，使反應物和催化劑充分接觸，形成一個混合均勻的漿態床。

步驟三：產品的洗滌、干燥和純化

上述反應進行3小時后結束，快速過濾，使產物與催化劑分離，然后依次用等體積的水、飽和碳酸氫鈉溶液洗滌，再用硫酸鎂干燥；最后用精餾塔分離出產物，取190～193℃的餾分。