本發(fā)明涉及酚類抗氧化劑合成技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及新型酚類抗氧化劑2,2’-亞丁基雙(4-甲基-6-叔丁基苯酚)的制備方法。
背景技術(shù):
2,2’-亞丁基雙(4-甲基-6-叔丁基苯酚)是一種長(zhǎng)碳鏈的亞烷基雙酚,其化學(xué)結(jié)構(gòu)如下(CAS登錄號(hào):4081-14-57)。
該種化合物具有良好的抗氧化作用,可作為雙酚單丙烯酸酯和聚丙烯酸成核劑的基本原料,廣泛應(yīng)用在合成橡膠、樹(shù)脂、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚甲醛、氯化聚醚、聚氨酯等多種合成材料中,是一種新型酚類抗氧化劑。
當(dāng)前,2,2’-亞丁基雙(4-甲基-6-叔丁基苯酚)的制備方法鮮見(jiàn)報(bào)道,常規(guī)方法是以液態(tài)酸作為催化劑,反應(yīng)結(jié)束后對(duì)反應(yīng)液進(jìn)行冷卻,過(guò)濾,再將濾餅精制提純后得到產(chǎn)品,但此方法在生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的工業(yè)廢酸,污染環(huán)境,且高品質(zhì)產(chǎn)品需要精制才能獲得,工藝較繁瑣。
中國(guó)專利CN102718634以二烷基苯酚和脂肪醛為原料,在硫酸催化下,加入復(fù)合乳化劑合成亞烷基雙烷基酚化合物,反應(yīng)結(jié)束后降溫至室溫,過(guò)濾,濾餅用水洗滌成中性,室溫干燥得成品。雖然此法不要精制即可得到純度較高的產(chǎn)品,但制備過(guò)程中將產(chǎn)生大量的廢酸及清潔廢水,增加了后處理工序及操作成本,不利于環(huán)境保護(hù)。
綜上,現(xiàn)有2,2’-亞丁基雙(4-甲基-6-叔丁基苯酚)制備工藝存在廢酸廢水產(chǎn)生量多,化學(xué)溶劑使用量大,浪費(fèi)較嚴(yán)重,液體 酸后處理成本高,粗產(chǎn)品再精制工藝繁瑣,環(huán)境不友好等缺陷,且產(chǎn)品純度還有待進(jìn)一步提高。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題,本發(fā)明提供了一種2,2’-亞丁基雙(4-甲基-6-叔丁基苯酚)的制備方法,該方法操作簡(jiǎn)便,可回收重用硫酸水溶液和有機(jī)溶劑,減少了廢水和化學(xué)試劑使用量,降低了生產(chǎn)成本,同時(shí)能制備得到高品質(zhì)的產(chǎn)品。
為實(shí)現(xiàn)以上技術(shù)目的,本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
一種2,2’-亞丁基雙(4-甲基-6-叔丁基苯酚)的制備方法,該方法包括以下步驟:
(1)將4-甲基-6-叔丁基苯酚、硫酸水溶液、乳化劑按照質(zhì)量比1∶1~6∶0.003~0.024投入反應(yīng)釜中,攪拌均勻;
(2)向步驟(1)中的溶液以滴加的方式緩慢加入正丁醛,其中,所述4-甲基-6-叔丁基苯酚與所述正丁醛的質(zhì)量比為1∶0.2~0.4;
(3)于溫度60℃~100℃反應(yīng)4~14h;
(4)向步驟(3)溶液中加入占其體積30%~200%的有機(jī)溶劑,攪拌均勻后分液;
(5)將步驟(4)分液后的上層溶液冷卻、抽濾,濾餅干燥后得2,2’-亞丁基雙(4-甲基-6-叔丁基苯酚)產(chǎn)品。
進(jìn)一步地,向步驟(4)分液后的下層溶液中添加高濃度硫酸,使其符合原制程使用的硫酸水溶液濃度后,可輸送回原制程重新利用。
進(jìn)一步地,將步驟(5)所得濾液進(jìn)行蒸餾,回收其中的有機(jī)溶劑,可輸送回原制程重新利用。
優(yōu)選地,步驟(1)所述硫酸水溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%~30%。
優(yōu)選地,步驟(1)所述乳化劑選自烷基硫酸鈉、烷基磺酸鈉或烷基苯磺酸鈉。
優(yōu)選地,步驟(3)所述有機(jī)溶劑選自甲苯、乙酸乙酯、二氯甲烷、二氯乙烷、正己烷、正庚烷或正丁醇中的一種或幾種的混合物。
優(yōu)選地,步驟(3)所述反應(yīng)溫度為70~90℃,反應(yīng)時(shí)間為10~14h。
針對(duì)目前2,2’-亞丁基雙(4-甲基-6-叔丁基苯酚)制備工藝的技術(shù)空白,以及現(xiàn)有制備工藝存在的缺陷,本發(fā)明提供了一種2,2’-亞丁基雙(4-甲基-6-叔丁基苯酚)的新合成方法,其具有如下優(yōu)勢(shì):
(1)本發(fā)明分液后有機(jī)溶劑經(jīng)降溫、過(guò)濾,即可一次性一步得到極高品質(zhì)(純度最高可達(dá)99.90%)的產(chǎn)品,無(wú)需再蒸餾精制提純,大幅簡(jiǎn)化了操作步驟,縮短了制備流程,提高了生產(chǎn)效率。
(2)本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了硫酸水溶液及有機(jī)溶劑的可回收重用,其中,分液后的硫酸水溶液在添加高濃度硫酸后送回原制程循環(huán)利用,大幅降低了后處理成本,避免了環(huán)境污染;分液后的有機(jī)溶劑經(jīng)降溫過(guò)濾,可以蒸餾方式加以回收利用,從而顯著降低了生產(chǎn)過(guò)程中有機(jī)溶劑的使用量,同時(shí)此過(guò)程不會(huì)產(chǎn)生清洗廢水,節(jié)省了綜合生產(chǎn)成本。
(3)本發(fā)明原料廉價(jià)易得,操作簡(jiǎn)便,產(chǎn)品回收率和純度高,能耗低,溶劑和部分原料可回收使用,為綠色化、環(huán)境友好型合成路線,適合大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。
附圖說(shuō)明
圖1為實(shí)施例1產(chǎn)物2,2’-亞丁基雙(4-甲基-6-叔丁基苯酚)的核磁共振(1HNMR)譜圖。
圖2為實(shí)施例1產(chǎn)物2,2’-亞丁基雙(4-甲基-6-叔丁基苯酚)紅外(IR)譜圖。
具體實(shí)施方式
下面通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式做進(jìn)一步說(shuō)明,但不對(duì)本發(fā)明的權(quán)利要求做任何限定。
實(shí)施例1
在裝有回流冷凝器、溫度計(jì)及電動(dòng)攪拌器的250mL三口燒瓶中,在氮?dú)獗Wo(hù)下,加入4-甲基-6-叔丁基苯酚32.8g,回收的質(zhì)量分?jǐn)?shù)10%的硫酸水溶液72g,十二烷基苯磺酸鈉0.3g,攪拌均勻后,緩慢滴加正丁醛9g,在溫度為90℃條件下反應(yīng)10小時(shí)后,加入回收的乙 酸乙酯45g,攪拌均勻后分液,下層硫酸水溶液可在添加高濃度硫酸,使其質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到5%后,輸送回原制程循環(huán)使用;上層乙酸乙酯溶液降溫至0℃后抽濾,濾液蒸餾出其中的乙酸乙酯,輸送回原制程用于下次生產(chǎn),濾餅放入真空烘箱烘干(真空度0.06MPa,時(shí)間5小時(shí)),得干燥產(chǎn)品35.1g,產(chǎn)物的收率為91.7%,純度為99.90%。
產(chǎn)物的核磁(1HNMR)分析結(jié)果如圖1所示,化學(xué)位移在6.9~7.1為苯環(huán)上H原子的位移,化學(xué)位移在5.7~5.9為-OH上H原子的位移,化學(xué)位移在4.2~4.4為-CH-上H原子的位移,化學(xué)位移在2.2~2.4為與苯環(huán)直接相連的-CH3上H原子的位移,化學(xué)位移在0.9~1.0為亞丁基上-CH3的H原子的位移。
產(chǎn)物的紅外(IR)分析結(jié)果如圖2所示,圖中3197.27cm-1處,可以看到羥基(-OH)的吸收峰,圖中2870~3000cm-1處,可以看到飽和烴基及不飽和烴基的吸收峰。
實(shí)施例2
在裝有回流冷凝器、溫度計(jì)及電動(dòng)攪拌器的250mL三口燒瓶中,在氮?dú)獗Wo(hù)下,加入4-甲基-6-叔丁基苯酚32.8g,回收的質(zhì)量分?jǐn)?shù)5%的硫酸水溶液80g,十二烷基苯磺酸鈉0.2g,攪拌均勻后,緩慢滴加正丁醛9.2g,在溫度為85℃條件下反應(yīng)14小時(shí)后,加入回收的正庚烷57g,攪拌均勻后分液,下層硫酸水溶液可在添加高濃度硫酸,使其質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到5%后,輸送回原制程循環(huán)使用;上層正庚烷溶液降溫至0℃后抽濾,濾液蒸餾出其中的正庚烷,輸送回原制程用于下次生產(chǎn),濾餅放入真空烘箱烘干(真空度0.06MPa,時(shí)間5小時(shí)),得干燥的產(chǎn)品34.7g,產(chǎn)物的收率為90.7%,純度為99.83%。產(chǎn)物驗(yàn)證同實(shí)施例1。
實(shí)施例3
在裝有回流冷凝器、溫度計(jì)及電動(dòng)攪拌器的250mL三口燒瓶中,在氮?dú)獗Wo(hù)下,加入4-甲基-6-叔丁基苯酚32.8g,質(zhì)量分?jǐn)?shù)10%的硫酸水溶液45g,十二烷基硫酸鈉0.4g,攪拌均勻后,緩慢滴加正丁醛10.6g,在溫度為70℃條件下反應(yīng)10小時(shí)后,加入45g乙酸乙酯,攪拌均勻后分液,下層硫酸水溶液可在添加高濃度硫酸,使其質(zhì) 量分?jǐn)?shù)達(dá)到10%后,輸送回原制程循環(huán)使用;上層乙酸乙酯溶液降溫至0℃后抽濾,濾液蒸餾出其中的乙酸乙酯,輸送回原制程用于下次生產(chǎn),濾餅放入真空烘箱烘干(真空度0.06MPa,時(shí)間5小時(shí)),得干燥的產(chǎn)品34.9g,產(chǎn)物的收率為91.3%,純度為99.87%。產(chǎn)物驗(yàn)證同實(shí)施例3。
如無(wú)特殊說(shuō)明,本實(shí)施例所涉及原料和試劑均為市售產(chǎn)品,所使用生產(chǎn)設(shè)備均為本領(lǐng)域常規(guī)設(shè)備。
可以理解的是,以上關(guān)于本發(fā)明的具體描述,僅用于說(shuō)明本發(fā)明而并非受限于本發(fā)明實(shí)施例所描述的技術(shù)方案。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解,仍然可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行修改或等同替換,以達(dá)到相同的技術(shù)效果;只要滿足使用需要,都在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。