本發(fā)明屬于精細(xì)化工技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種間苯二甲酸二苯酯的制備工藝，具體是添加縛酸劑制備間苯二甲酸二苯酯的工藝。
背景技術(shù)：
間苯二甲酸二苯酯外觀為白色結(jié)晶，用于有機(jī)合成，是PBT（聚苯并噻唑）耐熱聚合物的單體之一。用作芳雜環(huán)高聚物（如聚苯并咪唑、聚苯并噻唑等耐高溫高聚物）的原料，還可用作聚酰胺類工程塑料的增韌劑和尼龍類樹脂的增塑劑。
采用DAB（四胺基聯(lián)苯）與間苯二甲酸二苯酯縮聚后紡絲可以制得聚2，2′-間亞苯基-5，5′-雙苯并咪唑纖維（英文簡稱PBI，商業(yè)名稱Togylen）。它是一種典型的雜環(huán)高分子耐熱纖維。主要用于要求纖維阻燃、耐高溫和無煙、低毒的領(lǐng)域。可用于制作防護(hù)服（消防服、防高溫工作服、飛行服）和救生用品等，曾經(jīng)用它制作阿波羅號和空間試驗(yàn)室宇航員的航天服和內(nèi)衣。還可用作宇宙飛船重返地球時及噴氣飛機(jī)減速用的降落傘、減速器和熱排出氣的儲存器等。
近年來隨著新材料技術(shù)的不斷發(fā)展，新型高性能合成纖維也在不斷的深入研究。間苯二甲酸二苯酯作為合成耐高溫合纖PBI的單體之一也越來越受到關(guān)注。
目前國內(nèi)外合成該物質(zhì)的主要方法有：1.間苯二甲酸與甲醇酯化而得間苯二甲酸二甲酯，以間苯二甲酸二甲酯為原料，與苯酚在正鈦酸丁酯催化下，進(jìn)行酯交換反應(yīng)，并進(jìn)行重結(jié)晶，得到間苯二甲酸二苯酯。其缺點(diǎn)是反應(yīng)過程較長且收率低，操作比較繁瑣，增加了勞動量；2.采用間苯二甲酸與碳酸二苯酯，在以氧化亞錫為催化劑的條件下，溫度250-300℃，反應(yīng)30分鐘至幾小時，該方法反應(yīng)條件苛刻，能耗大且收率低；3.有機(jī)酸與苯酚在催化劑A1C13和脫水劑ZnC12的下，室溫下反應(yīng)7～10h。由于苯酚自身難于酯化，該反應(yīng)的進(jìn)行比較困難，轉(zhuǎn)化率較低；4.在相轉(zhuǎn)移催化劑存在條件下，以對苯二甲酰氯(TPC)、間苯二甲酰氯(IPC)、苯酚、氫氧化鈉為原料，通過界面反應(yīng)合成對苯二甲酸二苯酯(DPT)和間苯二甲酸二苯酯(DPI)，但是該方法產(chǎn)生的廢水量較大，且相轉(zhuǎn)移催化劑無法回收重復(fù)利用；5. 采用微通道反應(yīng)裝置，用間苯二甲酰氯與苯酚的鈉鹽為原料在有機(jī)溶劑中，在5℃至30℃條件下，不加壓條件下進(jìn)行接觸反應(yīng)，合成間苯二甲酸二苯酯，但是該方法需要投資微通道反應(yīng)器成本較高。
根據(jù)前面的分析，為了解決合成間苯二甲酸二苯酯中反應(yīng)過程長，反應(yīng)條件苛刻，收率低，能耗大，成本高等問題，需要開發(fā)新的合成方法來實(shí)現(xiàn)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明提出一種間苯二甲酸二苯酯的合成方法。
本發(fā)明主要技術(shù)方案是采用間苯二甲酰氯與苯酚為主要原料，添加碳酸鉀或者碳酸鈉作為縛酸劑，二氯乙烷或者二氯甲烷作為溶劑，在10℃至50℃條件下，合成間苯二甲酸二苯酯。
具體地說合成過程如下：
在10℃至50℃條件下，將間苯二甲酰氯溶解在溶劑中加入反應(yīng)器并加入縛酸劑，間苯二甲酰氯在溶劑里的質(zhì)量濃度為8%—15%，苯酚也溶解在溶劑中通過滴液漏斗加入。間苯二甲酰氯與苯酚的摩爾比在1:2.6—1:2.0之間，縛酸劑與苯酚的摩爾比在1.0:1-1.06:1之間，維持反應(yīng)4-12小時，反應(yīng)結(jié)束后對反應(yīng)液進(jìn)行水洗，分液，蒸餾溶劑，重結(jié)晶等步驟，得到間苯二甲酸二苯酯成品。蒸餾后回收的溶劑經(jīng)干燥后可循環(huán)套用。
與前述的第四種工藝——相轉(zhuǎn)移催化劑的合成方法相比，本工藝有以下的特點(diǎn)：1. 界面反應(yīng)合成工藝使用的是相轉(zhuǎn)移催化劑，一般為有機(jī)物的銨鹽，在兩相反應(yīng)中起到催化作用；而本發(fā)明使用的是縛酸劑，與反應(yīng)過程產(chǎn)生的酸進(jìn)行反應(yīng)，使得反應(yīng)向正方向進(jìn)行，所以縛酸劑與相轉(zhuǎn)移催化劑的作用原理有根本的區(qū)別；2.本發(fā)明工藝是單相反應(yīng)，整個合成過程產(chǎn)生的廢水量較少，而相轉(zhuǎn)移催化劑的合成方法是兩相反應(yīng)，后續(xù)產(chǎn)生大量的廢水，廢水中含有大量的有機(jī)物，帶來一系列的環(huán)保問題；3.相轉(zhuǎn)移催化劑的合成方法需要對蒸餾產(chǎn)物進(jìn)行重結(jié)晶，而本發(fā)明工藝無需重結(jié)晶，產(chǎn)物純度能達(dá)到98%以上，減少了后續(xù)的操作；4. 相轉(zhuǎn)移催化劑的合成方法，其反應(yīng)的溫度條件為（20±5）℃，對溫控的要求較高，而本發(fā)明在反應(yīng)過程中溫度的控制更為簡單。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明有以下優(yōu)點(diǎn)：
1）相對于間苯二甲酸二甲酯做原料，本工藝采用間苯二甲酰氯做原料，反應(yīng)條件溫和，在常溫下即可反應(yīng)，且轉(zhuǎn)化率和收率較高；
2）相對于碳酸二苯酯做原料，本發(fā)明反應(yīng)過程易操作，反應(yīng)條件溫和，收率高；
3）相對于有機(jī)酸與苯酚反應(yīng)，本發(fā)明反應(yīng)活性高容易進(jìn)行，轉(zhuǎn)化率高；
4）相對于界面反應(yīng)合成法，本工藝產(chǎn)生的廢水量更少，更為環(huán)保。
5）相對于微通道合成法，本工藝不需要投資微通道裝置，投入的成本較少。
相對于以上五種工藝路線，本發(fā)明工藝成品純度高，收率高。排放的廢水中有機(jī)物更少，更為綠色環(huán)保。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明處理方法加以詳細(xì)說明。但本專利的保護(hù)范圍并不受實(shí)施例的限制。
實(shí)施例1
在10℃條件下，在反應(yīng)器中將0.05mol的間苯二甲酰氯用100ml的二氯乙烷溶解同時加入0.12mol的碳酸鉀；將0.12mol的苯酚溶解在溶劑中通過滴液漏斗加入反應(yīng)器，攪拌反應(yīng)4小時，取樣分析反應(yīng)液中間苯二甲酸二苯酯的含量為94.66%，對反應(yīng)液進(jìn)行水洗，分液，蒸餾溶劑，重結(jié)晶，得到間苯二甲酸二苯酯成品，成品重14.6g，純度99%，收率92.1%。
實(shí)施例2
操作條件同實(shí)施例1，在反應(yīng)器中將0.05mol的間苯二甲酰氯用70ml的二氯乙烷溶解同時加入0.117mol碳酸鉀，將0.11mol的苯酚溶解在溶劑中通過滴液漏斗加入反應(yīng)器，攪拌反應(yīng)6小時，取樣分析間苯二甲酸二苯酯的含量為96.2%，對反應(yīng)液進(jìn)行水洗，分液，蒸餾溶劑，未經(jīng)重結(jié)晶得到間苯二甲酸二苯酯成品，成品重14.3g，純度96.77%，收率90.2%。
實(shí)施例3
操作條件同實(shí)施例2，在反應(yīng)器中將0.0507mol的間苯二甲酰氯用70ml的二氯乙烷溶解同時加入0.116mol的碳酸鉀，將0.114mol的苯酚溶解在溶劑中通過滴液漏斗加入反應(yīng)器，升溫至30℃，攪拌反應(yīng)5小時，取樣分析間苯二甲酸二苯酯的含量為95.11%，對反應(yīng)液進(jìn)行水洗，分液，蒸餾溶劑，未經(jīng)重結(jié)晶得到間苯二甲酸二苯酯成品，成品重13.7g，純度98.2%，收率85.2%。
實(shí)施例4
操作條件同實(shí)施例1，在反應(yīng)器中將0.0512mol的間苯二甲酰氯用100ml的二氯甲烷溶解同時加入0.13mol的碳酸鉀，將 0.125mol的苯酚溶解在溶劑中通過滴液漏斗加入反應(yīng)器，升溫至40℃，攪拌反應(yīng)7小時，取樣分析間苯二甲酸二苯酯的含量為98.21%，對反應(yīng)液進(jìn)行水洗，分液，蒸餾溶劑，未經(jīng)重結(jié)晶得到間苯二甲酸二苯酯成品，成品重14.9g，純度98.53%，收率92.02%。
實(shí)施例5
操作條件同實(shí)施例2，在反應(yīng)器中將0.05mol的間苯二甲酰氯用70ml的二氯乙烷溶解同時加入0.12mol的碳酸鉀，將0.115mol的苯酚溶解在溶劑中通過滴液漏斗加入反應(yīng)器，升溫至20℃，攪拌反應(yīng)5小時，取樣分析間苯二甲酸二苯酯的含量為96.11%，對反應(yīng)液進(jìn)行水洗，分液，蒸餾溶劑，未經(jīng)重結(jié)晶得到間苯二甲酸二苯酯成品，成品重13.3g，純度98.2%，收率83.75%。
實(shí)施例6
操作條件同實(shí)施例2，在反應(yīng)器中將0.05mol的間苯二甲酰氯用70ml的二氯乙烷溶解同時加入0.134mol的碳酸鉀，將0.13mol的苯酚溶解在溶劑中通過滴液漏斗加入反應(yīng)器，升溫至50℃，攪拌反應(yīng)6小時，取樣分析間苯二甲酸二苯酯的含量為95.11%，對反應(yīng)液進(jìn)行水洗，分液，蒸餾溶劑，未經(jīng)重結(jié)晶得到間苯二甲酸二苯酯成品，成品重13.6g，純度98.5%，收率86.3%。
實(shí)施例7
操作條件同實(shí)施例2，在反應(yīng)器中將0.05mol的間苯二甲酰氯用70ml的二氯乙烷溶解同時加入0.138mol的碳酸鈉，將0.13mol的苯酚溶解在溶劑中通過滴液漏斗加入反應(yīng)器，升溫至50℃，攪拌反應(yīng)10小時，取樣分析間苯二甲酸二苯酯的含量為96.11%，對反應(yīng)液進(jìn)行水洗，分液，蒸餾溶劑，未經(jīng)重結(jié)晶得到間苯二甲酸二苯酯成品，成品重14.0g，純度98.8%，收率88.3%。
實(shí)施例8
操作條件同實(shí)施例2，在反應(yīng)器中將0.05mol的間苯二甲酰氯用70ml的二氯甲烷溶解同時加入0.13mol的碳酸鈉，將0.12mol的苯酚溶解在溶劑中通過滴液漏斗加入反應(yīng)器，升溫至40℃，攪拌反應(yīng)12小時，取樣分析間苯二甲酸二苯酯的含量為95.22%，對反應(yīng)液進(jìn)行水洗，分液，蒸餾溶劑，未經(jīng)重結(jié)晶得到間苯二甲酸二苯酯成品，成品重14.3g，純度98.6%，收率90.3%。
實(shí)施例9
操作條件同實(shí)施例2，在反應(yīng)器中將0.05mol的間苯二甲酰氯用70ml的二氯甲烷溶解同時加入0.14mol的碳酸鉀，將0.13mol的苯酚溶解在溶劑中通過滴液漏斗加入反應(yīng)器，升溫至30℃，攪拌反應(yīng)12小時，取樣分析間苯二甲酸二苯酯的含量為96.11%，對反應(yīng)液進(jìn)行水洗，分液，蒸餾溶劑，未經(jīng)重結(jié)晶得到間苯二甲酸二苯酯成品，成品重14.4g，純度98.3%，收率91.3%。
綜合以上的實(shí)施例，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明有以下優(yōu)點(diǎn)：
本發(fā)明采用間苯二甲酰氯加入縛酸劑碳酸鉀或者碳酸鈉與苯酚反應(yīng)；采用二氯乙烷或者二氯甲烷做溶劑，反應(yīng)溫和且轉(zhuǎn)化率較高；成品純度高且反應(yīng)裝置投入低。