[發明專利]一種芐基甲苯的制備方法

在審

• 申請號: 201611154348.1
• 申請日: 2016-12-14
• 公開（公告）號: CN106631651A
• 公開（公告）日: 2017-05-10
• 發明（設計）人: 楊連成;陳明;陳海波;魏永剛;鄭文亞
• 申請（專利權）人: 鄭文亞
• 主分類號: C07C1/26
• 分類號: C07C1/26;C07C15/16;B01J27/138
• 代理公司: 錦州遼西專利事務所(普通合伙)21225
• 代理人: 王佳佳

技術領域

本發明屬于有機合成領域，具體涉及一種芐基甲苯的制備方法。

背景技術

芐基甲苯是甲苯在酸性催化劑存在下與氯化芐反應得到的產物，主要包括單芐基甲苯(Monobenzyl Toluene,縮寫為MBT)和雙芐基甲苯(Dibenzyl Toluene，縮寫為DBT)兩種。工業上，單芐基甲苯和雙芐基甲苯按3:1混合可用作電力電容器的絕緣油，商品名為C101，國內也稱M/DBT。由于C101具有適合制作全膜電力電容器的優異性能和特點，因而在行業內得到越來越廣泛地使用。單、雙芐基甲苯還可用于SAS系列電力電容器絕緣油的配制，以及作為優良的熱載體在工業上使用。因此，芐基甲苯的應用前景十分廣闊。

生產芐基甲苯采用的催化劑主要有：Lewis酸(AlCl₃，BF₃，TiCl₄，FeCl₃等)和質子酸(HF，H₂SO₄，H₃PO₄等)兩類。目前，A1C1₃、FeCl₃等傳統均相催化劑在芐基甲苯的合成中仍廣泛使用。例如，CN90110008.0公開的一種低氯含量的單芐基甲苯和雙芐基甲苯的合成方法，該方法采用三氯化鐵FeCl₃進行芐基甲苯的催化合成。這些傳統的均相催化劑都存在與產物分離困難、催化劑無法回收利用、設備腐蝕嚴重、副產物多、選擇性差等缺點,在生產過程中會產生大量廢水及無法利用的副產物，導致嚴重的環境污染和資源浪費。因此，研究開發選擇性高、易于分離的非均相催化劑受到人們的普遍關注。

目前，國內外有關用于單芐基甲苯合成的催化劑報道主要集中在離子液體、雜多酸、固體超強酸、分子篩、堿土金屬氧化物及金屬鹵化物負載改性型的非均相催化劑,如CN102558230A和EP0306961A1分別報導了采用季鏻鹽類酸性離子液體和SiO₂/Al₂O₃分子篩進行芐基甲苯的催化合成。但是雜多酸及金屬鹵化物負載催化劑都無法克服設備腐蝕問題，而固體超強酸、分子篩以及離子液體等又存在制備成本高，工藝復雜等問題。因此，工業上亟待開發新型用于合成芐基甲苯的新工藝，降低催化劑成本，減少環境污染和設備腐蝕，提高產品收率和選擇性。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種制備工藝簡單、生產原料成本低、設備腐蝕性小、易回收、可重復利用的高效非均相固體酸催化劑催化合成芐基甲苯的方法。

本發明的技術解決方案是:

一種芐基甲苯的制備方法，其具體步驟如下：

A、活性白土負載固體酸催化劑的制備

向1000mL四口瓶中加入水270g，濃硫酸30g，然后加入鈣基膨潤30g，回流攪拌6h，降至室溫靜止12h，過濾，120℃烘干8h；得固體活性白土，作為催化劑載體備用；

B、活性白土負載ZnCl₂固體酸催化劑的制備

將ZnCl₂溶于乙腈溶液中，加入步驟A制備的活性白土，室溫攪拌24小時，過濾，再于120℃活化4小時，得到活性白土負載的ZnCl₂固體酸催化劑；

C、烷基化反應

將活性白土負載的ZnCl₂固體酸催化劑加入到氯化芐與甲苯的烷基化反應體系中進行催化反應，催化劑用量為氯化芐質量的2％-4％，氯化芐與甲苯的摩爾比為1:1-1:10，反應溫度為100℃-120℃，反應時間為4小時-8小時，過濾回收催化劑，得到芐基甲苯粗產物；

D、精制

將芐基甲苯粗產物通過減壓蒸餾、精制，得到芐基甲苯。

進一步的，步驟B中所述活性白土與ZnCl₂的質量比為10:1。

進一步的，步驟C中催化劑用量為氯化芐質量的4％。

進一步的，氯化芐與甲苯的摩爾比為1:3-1:6。

進一步的，步驟C中反應溫度為110℃，反應時間為7小時。

本發明的有益效果是：

本發明采用的催化劑原料來源豐富，成本低廉，制備工藝簡單，無需高溫活化能耗低，易與產物分離；使用該催化劑進行芐基甲苯的合成反應，反應轉化率高、選擇性強、條件溫和、設備腐蝕小，催化劑易回收且可重復利用，環境污染小，較好解決了當前芐基甲苯合成所用催化劑存在的諸多問題，具有廣闊的應用前景。

具體體現如下：