本發(fā)明涉一種合成2,4′-二羥基二苯砜的工藝,屬于有機(jī)合成領(lǐng)域。
背景技術(shù):
2,4′-二羥基二苯砜(2,4′-bps)為白色晶體。它不僅可用作鞣料、金屬加工的潤(rùn)滑劑、殺菌抗菌劑,目前大量用于熱敏記錄紙用顯色劑,使其具有優(yōu)良的耐光、耐油、耐吸附性,其顯色性能比常用的4,4′-二羥基二苯砜(4,4′-bps)性能更好。但是目前常用合成方法操作比較復(fù)雜,催化劑有些比較昂貴,原料來(lái)源不方便等問(wèn)題,制約其應(yīng)用。我發(fā)明一種新型的合成工藝,采用自制的納米磁性y2o3/fe3o4催化劑,操作簡(jiǎn)單,收率純度高。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題,本發(fā)明提供一種采用自制納米磁性y2o3/fe3o4催化劑合成2,4′-二羥基二苯砜的工藝。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種采用自制納米磁性y2o3/fe3o4催化劑合成2,4′-二羥基二苯砜的工藝。包括以下步驟:
步驟1、首先將苯酚在氦氣氛圍下180℃活化處理5h;
步驟2、將活化后的苯酚加入到容器里,然后把自制的納米磁性y2o3/fe3o4催化劑加入,再把混合溶劑間二氯甲苯,氯甲苯按3:1加入,然后進(jìn)行超聲波處理3h;
步驟3、然后再把98%的濃硫酸加入,每分鐘20滴速度滴加,滴加結(jié)束后把回流冷凝器連接到容器上,在200℃下反應(yīng)6h,同時(shí)開(kāi)啟磁力攪拌;
步驟4、反應(yīng)2h后,再把分水器連接到容器,回流脫水處理將水分脫出;
步驟5、反應(yīng)結(jié)束后然后采用減壓蒸餾把混合溶劑間二氯甲苯,氯甲苯蒸出,回收循環(huán)利用;
步驟6、然后用去離子水水洗,再用5%的氫氧化鈉溶液堿洗,回收自制的納米磁性y2o3/fe3o4催化劑,得到粗產(chǎn)品;
步驟7、然后先用乙醇溶液,150℃下重結(jié)晶處理;
步驟8、然后在甲基苯與乙醚的混合溶液150℃下再次重結(jié)晶,然后在恒溫干燥箱120℃下干燥,最終得到我們的產(chǎn)品2,4′-二羥基二苯砜。
所述的自制的納米磁性y2o3/fe3o4催化劑制備工藝:
步驟1、將1mol/lfecl3·3h2o,1mol/lfecl3·5h2o溶液等體積混合先進(jìn)行超聲波處理2h,然后在紅外處理3h;
步驟2、然后將5%的氫氧化鈉溶液滴加到上述溶液,同時(shí)開(kāi)啟磁力攪拌,100℃油浴加熱3h,用ph儀檢測(cè)溶液ph,控制在ph值在11;
步驟3、然后將上述溶液轉(zhuǎn)移到微波反應(yīng)器下氮?dú)夥諊路磻?yīng)3h;
步驟4、微波處理結(jié)束后,利用磁場(chǎng)將納米磁性顆粒分離出來(lái),然后先用去離子水,再用乙醇溶液沖洗,在旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器下110℃干燥2h;
步驟5、然后將干燥好的納米磁性顆粒在馬弗爐中一氧化碳與氮?dú)饣旌蠚怏w1:1,600℃,0.5kpa下煅燒6h,最后中得到納米磁性顆粒;
步驟6、將2mol/l氧化釔溶液進(jìn)行紅外照射處理2h,然后在超聲波處理2h;
步驟7、然后將納米磁性顆粒加入改性處理的氧化釔溶液,通過(guò)浸漬法將初步得到納米磁性
y2o3/fe3o4催化劑;
步驟8、然后在恒溫干燥箱110℃下干燥2h,然后在管式爐中煅燒處理:在氨氣與氮?dú)夥諊麦w積比1:4,650℃,0.4kpa下。煅燒5h,最終得到納米磁性y2o3/fe3o4催化劑。
有益效果:本發(fā)明一種采用自制納米磁性催化劑合成2,4′-二羥基二苯砜的工藝,該工藝操作簡(jiǎn)單,原料相對(duì)容易獲取,通過(guò)加入自制的納米磁性催化劑,有效的提高了反應(yīng)速率,減少了副反應(yīng)的發(fā)生,在合成過(guò)程中通過(guò)紅外處理等處理,能夠?qū)Ψ磻?yīng)物起到活化作用使反應(yīng)能夠更順利進(jìn)行,使反應(yīng)朝預(yù)期的方向進(jìn)行,使目標(biāo)產(chǎn)物的產(chǎn)率得到提高?;旌蠚怏w下煅燒能使雜質(zhì)去除的更徹底。其中制取苯酚和自制的納米磁性催化劑質(zhì)量比40:3的樣。苯酚40g,自制的納米磁性催化劑3g,35g98%的濃硫酸,200g間二氯甲苯,氯甲苯(3:1)混合溶劑。以及制取苯酚和自制的納米磁性催化劑質(zhì)量比48:5的樣。苯酚48g,自制的納米磁性催化劑5g,35g98%的濃硫酸,200g間二氯甲苯,氯甲苯(3:1)混合溶劑。這兩種比例下制得的2,4′-二羥基二苯砜收率純度最好。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1
首先制取納米磁性y2o3/fe3o4催化劑,步驟如下:
步驟1、將1mol/lfecl3·3h2o,1mol/lfecl3·5h2o溶液等體積混合先進(jìn)行超聲波處理2h,然后在紅外處理3h;
步驟2、然后將5%的氫氧化鈉溶液滴加到上述溶液,同時(shí)開(kāi)啟磁力攪拌,100℃油浴加熱3h,用ph儀檢測(cè)溶液ph,控制在ph值在11;
步驟3、然后將上述溶液轉(zhuǎn)移到微波反應(yīng)器下氮?dú)夥諊路磻?yīng)3h;
步驟4、微波處理結(jié)束后,利用磁場(chǎng)將納米磁性顆粒分離出來(lái),然后先用去離子水,再用乙醇溶液沖洗,在旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器下110℃干燥2h;
步驟5、然后將干燥好的納米磁性顆粒在馬弗爐中一氧化碳與氮?dú)饣旌蠚怏w1:1,600℃,0.5kpa下煅燒6h,最后中得到納米磁性顆粒;
步驟6、將2mol/l氧化釔溶液進(jìn)行紅外照射處理2h,然后在超聲波處理2h;
步驟7、然后將納米磁性顆粒加入改性處理的氧化釔溶液,通過(guò)浸漬法將初步得到納米磁性y2o3/fe3o4催化劑;
步驟8、然后在恒溫干燥箱110℃下干燥2h,然后在管式爐中煅燒處理:在氨氣與氮?dú)夥諊麦w積比1:4,650℃,0.4kpa下,煅燒5h,最終得到納米磁性y2o3/fe3o4催化劑。
2,4′-二羥基二苯砜合成制備:制取苯酚和上述自制的納米磁性催化劑質(zhì)量比40:3的樣。苯酚40g,自制的納米磁性催化劑3g,35g98%的濃硫酸,200g間二氯甲苯,氯甲苯(3:1)混合溶劑。
步驟1、首先將40g苯酚在氦氣氛圍下180℃活化處理5h;
步驟2、將活化后的苯酚加入到容器里,然后把3g自制的納米磁性y2o3/fe3o4催化劑加入,再把200g混合溶劑間二氯甲苯,氯甲苯按3:1加入,然后進(jìn)行超聲波處理3h;
步驟3、然后再把35g98%的濃硫酸加入,每分鐘20滴速度滴加,滴加結(jié)束后把回流冷凝器連接到容器上,在200℃下反應(yīng)6h,同時(shí)開(kāi)啟磁力攪拌;
步驟4、反應(yīng)2h后,再把分水器連接到容器,回流脫水處理將水分脫出;
步驟5、反應(yīng)結(jié)束后然后采用減壓蒸餾把混合溶劑間二氯甲苯,氯甲苯蒸出,回收循環(huán)利用;
步驟6、然后用去離子水水洗,再用5%的氫氧化鈉溶液堿洗,回收自制的納米磁性y2o3/fe3o4催化劑,得到粗產(chǎn)品;
步驟7、然后先用乙醇溶液,150℃下重結(jié)晶處理;
步驟8、然后在甲基苯與乙醚的混合溶液150℃下再次重結(jié)晶,然后在恒溫干燥箱120℃下干燥,最終得到我們的產(chǎn)品2,4′-二羥基二苯砜。
實(shí)施例2制取苯酚和自制的納米磁性y2o3/fe3o4催化劑質(zhì)量比48:5的樣。苯酚48g,自制的納米磁性催化劑5g,其他原料用量,操作步驟跟實(shí)施例1一樣。
實(shí)施例3制取苯酚和自制的納米磁性y2o3/fe3o4催化劑質(zhì)量比40:5的樣。苯酚40g,自制的納米磁性催化劑5g,其他原料用量,操作步驟跟實(shí)施例1一樣。
實(shí)施例4制取苯酚和自制的納米磁性催化劑質(zhì)量比37:5的樣。苯酚38g,自制的納米磁性催化劑5g,其他原料用量,操作步驟跟實(shí)施例1一樣。
實(shí)施例5制取苯酚和自制的納米磁性y2o3/fe3o4催化劑質(zhì)量比34:5的樣。苯酚34g,自制的納米磁性催化劑5g,其他原料用量,操作步驟跟實(shí)施例1一樣。
實(shí)施例6制取苯酚和自制的納米磁性y2o3/fe3o4催化劑質(zhì)量比31:5的樣。苯酚31g,自制的納米磁性催化劑5g,其他原料用量,操作步驟跟實(shí)施例1一樣。
實(shí)施例7制取苯酚和自制的納米磁性y2o3/fe3o4催化劑質(zhì)量比28:5的樣。苯酚48g,自制的納米磁性催化劑5g,其他原料用量,操作步驟跟實(shí)施例1一樣。
實(shí)施例8制取苯酚和自制的納米磁性y2o3/fe3o4催化劑質(zhì)量比25:5的樣。苯酚25g,自制的納米磁性催化劑5g,其他原料用量,操作步驟跟實(shí)施例1一樣。
實(shí)施例9制取苯酚和自制的納米磁性y2o3/fe3o4催化劑質(zhì)量比51:5的樣。苯酚51g,自制的納米磁性催化劑5g,其他原料用量,操作步驟跟實(shí)施例1一樣。
實(shí)施例10制取苯酚和自制的納米磁性y2o3/fe3o4催化劑質(zhì)量比54:5的樣。苯酚54g,自制的納米磁性催化劑5g,其他原料用量,操作步驟跟實(shí)施例1一樣。
實(shí)施例11制取苯酚和自制的納米磁性y2o3/fe3o4催化劑質(zhì)量比57:5的樣。苯酚57g,自制的納米磁性催化劑5g,其他原料用量,操作步驟跟實(shí)施例1一樣。
實(shí)施例12制取苯酚和自制的納米磁性y2o3/fe3o4催化劑質(zhì)量比60:5的樣。苯酚60g,自制的納米磁性催化劑5g,其他原料用量,操作步驟跟實(shí)施例1一樣。
實(shí)施例13制取苯酚和自制的納米磁性y2o3/fe3o4催化劑質(zhì)量比63:5的樣。苯酚48g,自制的納米磁性催化劑5g,其他原料用量,操作步驟跟實(shí)施例1一樣。
實(shí)施例14制取苯酚和自制的納米磁性y2o3/fe3o4催化劑質(zhì)量比66:5的樣。苯酚66g,自制的納米磁性催化劑5g,其他原料用量,操作步驟跟實(shí)施例1一樣。
實(shí)施例15制取苯酚和自制的納米磁性y2o3/fe3o4催化劑質(zhì)量比69:5的樣。苯酚72g,自制的納米磁性催化劑5g,其他原料用量,操作步驟跟實(shí)施例1一樣。
對(duì)照例1制取苯酚和自制的納米磁性y2o3/fe3o4催化劑質(zhì)量比48:5的樣。苯酚48g,自制的納米磁性催化劑5g,不對(duì)苯酚進(jìn)行活化處理,其他原料用量,操作步驟跟實(shí)施例1一樣。
對(duì)照例2制取苯酚和自制的納米磁性y2o3/fe3o4催化劑質(zhì)量比48:5的樣。苯酚48g,自制的納米磁性催化劑5g,加入單一的溶劑間二氯甲苯不是間二氯甲苯跟氯甲苯混合溶劑,其他原料用量,操作步驟跟實(shí)施例1一樣。
對(duì)照例3制取苯酚和自制的納米磁性y2o3/fe3o4催化劑質(zhì)量比48:5的樣。苯酚48g,自制的納米磁性催化劑5g,加入單一的溶劑氯甲苯不是間二氯甲苯跟氯甲苯混合溶劑,其他原料用量,操作步驟跟實(shí)施例1一樣。
對(duì)照例4制取苯酚和自制的納米磁性y2o3/fe3o4催化劑質(zhì)量比48:5的樣。苯酚48g,自制的納米磁性催化劑5g,不進(jìn)行超聲波處理,其他原料用量,操作步驟跟實(shí)施例1一樣。
對(duì)照例5制取苯酚和自制的納米磁性y2o3/fe3o4催化劑質(zhì)量比48:5的樣。苯酚48g,自制的納米磁性催化劑5g,不進(jìn)行磁力攪拌,其他原料用量,操作步驟跟實(shí)施例1一樣。
對(duì)照例6制取不加入自制的納米磁性y2o3/fe3o4催化劑的樣,苯酚48g,其他原料用量,操作步驟跟實(shí)施例1一樣。
對(duì)照例7制取加入常用催化劑十二烷基苯磺酸鈉,其他原料用量,操作步驟跟實(shí)施例1一樣。
為了驗(yàn)證自制催化劑的效果,申請(qǐng)人制備對(duì)比例,對(duì)比參考,
對(duì)照例8,制備方法與實(shí)施例1一樣,不同之處在于應(yīng)用的催化劑不同,其催化劑制備的步驟8中,在管式爐中煅燒處理:在氨氣與氮?dú)夥諊麦w積比1:1,650℃,0.4kpa下,煅燒5h,最終得到納米磁性y2o3/fe3o4催化劑。
對(duì)照例9,制備方法與實(shí)施例1一樣,不同之處在于應(yīng)用的催化劑不同,其催化劑制備的步驟8中,在管式爐中煅燒處理:在氨氣與氮?dú)夥諊麦w積比1:2。
對(duì)照例10,制備方法與實(shí)施例1一樣,不同之處在于應(yīng)用的催化劑不同,其催化劑制備的步驟8中,在管式爐中煅燒處理:?jiǎn)我坏獨(dú)夥諊隆?/p>
實(shí)驗(yàn)測(cè)試產(chǎn)品的收率純度:
液相色譜:shimadzulc-10ahplc;分析儀器:shim-packvp-ods柱,υ4.6mm×150mm,柱溫40℃,檢測(cè)波長(zhǎng)254nm,流動(dòng)相:v乙腈∶v水∶v1%磷酸=30∶70∶1,流量1ml/min,樣品溶于乙腈中。檢測(cè)產(chǎn)物成分,計(jì)算收率。
表一各個(gè)產(chǎn)品2,4′-二羥基二苯砜的純度,收率結(jié)果,
實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:可以發(fā)現(xiàn)實(shí)施例1,2工藝得到的2,4′-二羥基二苯砜產(chǎn)品純度,收率最好,說(shuō)明這兩種工藝在原料的配比,工藝的操作最有利于目標(biāo)產(chǎn)物的生產(chǎn)。其他工藝下制得的產(chǎn)品在純度,收率上都不是特別理想。對(duì)比實(shí)施例2,對(duì)比例1,2,3,4,5,6,7可以發(fā)現(xiàn)。不對(duì)苯酚進(jìn)行活化處理,加入單一的溶劑間二氯甲苯或者氯甲苯不是間二氯甲苯跟氯甲苯混合溶劑,不進(jìn)行超聲波處理,不進(jìn)行磁力攪拌,不加入自制的納米磁性催化劑,加入常用催化劑十二烷基苯磺酸鈉制得的2,4′-二羥基二苯砜純度,收率都不高。對(duì)比例8、9、10可以發(fā)現(xiàn),自制催化劑的工藝條件(管式爐中煅燒處理)對(duì)于產(chǎn)品純度,收率有著很大影響,在管式爐中煅燒處理:在氨氣與氮?dú)夥諊麦w積比1:4參數(shù)下,制備出的2,4′-二羥基二苯砜產(chǎn)品純度,收率最好,可見(jiàn)工藝條件下制備出來(lái)的納米磁性催化劑,能夠有效的提高了反應(yīng)速率,減少了副反應(yīng)的發(fā)生。