[發(fā)明專利]一種合成芳香基烷基醚的方法

有效

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• 申請日: 2017-08-31
• 公開（公告）號: CN107686441B
• 公開（公告）日: 2021-03-02
• 發(fā)明（設計）人: 王凱;駱廣生
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: C07C41/16
• 分類號: C07C41/16;C07C41/34;C07C43/205
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 朱琨

本發(fā)明屬于化工技術領域，具體公開了一種用于合成芳香基烷基醚(Ar?O?R)的方法。該方法以芳香酚、強堿溶液和硫酸烷基酯為原料，經高速混合、高溫反應、pH調控、液相分離、油相堿洗和水相加堿蒸餾等過程完成非對稱芳香基烷基醚類的合成。與傳統(tǒng)合成方法相比，本發(fā)明反應時間大幅縮短，硫酸酯利用率高，采用物料循環(huán)工藝，芳香酚利用率可達100％，產物純度能夠達到99％以上。

技術領域

本發(fā)明屬化工生產技術領域，具體涉及一種芳香基烷基醚的合成方法。

背景技術

苯甲醚、甲基苯甲醚、苯乙醚等物質(分子簡式為：Ar-O-R，其中Ar為芳香基，R為烷基)是重要的染料、阻燃劑和醫(yī)藥中間體，常用于有機合成過程中。工業(yè)生產中這類物質可以通過酚和硫酸烷基酯在堿性條件下反應獲得，反應基本原理如下式所示。

其中R₁為H、CH₃、C₂H₅、(CH₃)₂、Cl、Br等；R₂為CH₃、C₂H₅；M為 Na、K、NH₄。由于硫酸烷基酯在堿性條件下極易水解，因此傳統(tǒng)觀點認為該反應需在低溫下通過緩慢向反應體系中滴加反應物的方式進行。以甲基苯甲醚為例，傳統(tǒng)的合成方法是在0-5℃的反應溫度下混合甲基苯酚和硫酸二甲酯，再于此溫度下向混合物中緩慢滴加NaOH水溶液，在滴加過程中酚與NaOH先發(fā)生反應形成酚鈉，酚鈉再與硫酸二甲酯反應形成甲基苯甲醚。雖然反應嚴格控制在低溫條件下進行，但是實際操作過程中硫酸二甲酯的水解不可避免，因此硫酸二甲酯的消耗量一般為酚的1.2-1.4倍。更重要的是在低溫下反應物活性低，因此反應常常需要10-20小時才能完成，生產效率嚴重低下，低溫制冷過程也造成大量的能量消耗。

本發(fā)明提出的芳香基烷基醚的合成方法則采用了不同的思路，在高溫條件下，利用酚鈉和硫酸烷基酯之間快速反應生成芳香基烷基醚。與傳統(tǒng)反應工藝相比，本發(fā)明的先進性在于：高溫下反應速率高，生產效率得到大幅提高，有利于實現(xiàn)連續(xù)化生產。雖然硫酸烷基酯的利用率與傳統(tǒng)合成方法相同，但是高溫反應可以和后續(xù)的精餾或蒸餾分離耦合，較傳統(tǒng)低溫反應過程能耗大幅降低。

發(fā)明內容

一種合成芳香基烷基醚的方法，主要包括以下步驟：

(1)將芳香酚A和含有微量酚鹽的強堿水溶液D按照OH^-與酚摩爾比1.0-1.5混合，形成酚鹽溶液E；

(2)將酚鹽溶液E和硫酸烷基酯C按照硫酸烷基酯與酚摩爾比1.0-1.5進行混合，具體方法為：在1min的時間內使硫酸烷基酯以100μm液滴的形式均勻分散到預先置于混合器1中的酚鹽溶液中，然后迅速將混合液置于80-120℃的反應器2中進行反應；

(3)反應結束后將混合液F的pH值調整至2-5之間，在此條件下，分相器3使混合液分層成為油水兩相；

(4)將步驟(3)獲得混合液的油相G分出，采用強堿水溶液B洗滌，在分相器4中分相，獲得的油相產物為芳香基烷基醚H，水相產物為含有微量酚鹽的強堿水溶液D，D能夠返回步驟1配置酚鹽溶液E；

(5)將步驟(3)獲得混合液的水相I與強堿水溶液L混合，令硫酸烷基酯完全水解，再通過蒸餾或精餾設備5分離易揮發(fā)有機質J和含鹽廢水K。

在這種合成芳香基烷基醚的方法中，芳香酚為苯酚、甲基苯酚、乙基苯酚、二甲基苯酚、氯化苯酚或溴化苯酚，優(yōu)選苯酚或甲基苯酚；強堿水溶液為NaOH 水溶液、KOH水溶液或氨水，溶液質量分數為1-30％，優(yōu)選質量分數為10-20％的NaOH水溶液。