本發(fā)明屬于化學(xué)合成技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及一種4-溴聯(lián)苯醚的制備方法。
背景技術(shù):
4-溴聯(lián)苯醚作為多溴聯(lián)苯醚低溴代產(chǎn)物是一類化學(xué)添加劑,也可作為溶劑,它的溴代性質(zhì)使其具有與同系物——多溴聯(lián)苯醚類物質(zhì)相似的特性。4-溴聯(lián)苯醚可被應(yīng)用于添加型阻燃劑,具有良好的阻燃效果?,F(xiàn)有的合成4-溴聯(lián)苯醚的制備方法有以下幾種:以碘苯和4-溴苯酚在堿性溶液中合成4-溴聯(lián)苯醚,原料成本較高,同時(shí)原料分離、回收步驟過多,經(jīng)濟(jì)效益不佳,產(chǎn)品收率低約68%。反應(yīng)式如下:
以溴代苯和4‐溴苯酚在堿性溶液中合成4‐溴聯(lián)苯醚,成品收率過低約57%,存在原料浪費(fèi)過大,回收困難的情況。反應(yīng)式如下:
上述兩種方法都能得到目標(biāo)產(chǎn)品,但都存在成品收率低下、原料成本高,浪費(fèi)嚴(yán)重,回收、分離、提純困難,效益低下的問題。具體在以下幾方面:
從合成角度:收率與質(zhì)量不理想;
從經(jīng)濟(jì)角度:成本偏高、效益過低;
從工藝角度:后處理步驟過多、操作繁瑣。
因此開發(fā)一種工藝簡單、收率純度高、成本低廉的4‐溴苯酚合成方法成為亟待解決的問題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
為了解決現(xiàn)有的4-溴苯酚合成工藝中存在的問題,本發(fā)明提供了一種4-溴聯(lián)苯醚的制備方法,工藝簡單,產(chǎn)品純度收率高,質(zhì)量優(yōu)、成本低廉,適合工業(yè)化發(fā)展。
本發(fā)明解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案如下:
一種4-溴聯(lián)苯醚的制備方法,具體操作如下:于反應(yīng)容器中加入聯(lián)苯醚-二氯乙烷溶液,-5~0℃下滴加溴素控制0.5~1小時(shí)滴加結(jié)束,控溫-5~0℃攪拌1~2小時(shí)后,再滴加催化劑雙氧水用,控制0.5~1小時(shí)內(nèi)滴加完畢,過快易發(fā)生飛溫,沖料、閃爆事故,滴加結(jié)束后,升溫到25℃,控溫25~30℃反應(yīng)24~48小時(shí)后用質(zhì)量濃度為15%的亞硫酸氫鈉水溶液淬滅;再用水洗滌分相:無機(jī)相回收,有機(jī)相去粗蒸回收溶劑二氯乙烷,粗品減壓蒸餾,前餾作為原料回收套用,中餾即為4-溴聯(lián)苯醚。
反應(yīng)方程式為:
在反應(yīng)過程中也存在如下副反應(yīng):
溴素的滴加速度會(huì)影響目標(biāo)產(chǎn)物的純度和收率,當(dāng)溴素滴加過快時(shí),副產(chǎn)物4,4’‐二溴聯(lián)苯醚:2,4‐二溴聯(lián)苯醚副產(chǎn)生成加劇,目標(biāo)產(chǎn)物4‐溴聯(lián)苯醚的純度和收率均會(huì)下降;溴素滴加過慢,則會(huì)影響反應(yīng)速率,導(dǎo)致生產(chǎn)效率下降。
催化劑雙氧水控制0.5~1小時(shí)內(nèi)滴加完畢,是為了避免反應(yīng)過快從而導(dǎo)致發(fā)生飛溫,沖料、閃爆等安全事故。
br2解離,生成br-離子和br+離子,br-離子在雙氧水氧化性條件下氧化成br2,br+離子與br2結(jié)合形成br3+,br3+通過親電取代反應(yīng)進(jìn)攻聯(lián)苯醚的對(duì)位,從而生成4-溴聯(lián)苯醚,在加料過程中通過嚴(yán)格控制加料的時(shí)間及溫度來控制副產(chǎn)的生成量,降低事故的風(fēng)險(xiǎn)率及提高目標(biāo)產(chǎn)物的轉(zhuǎn)化率。
作為優(yōu)選,所述的聯(lián)苯醚與二氯乙烷的摩爾比為1:4.2~5.3。
作為優(yōu)選,所述的溴素與聯(lián)苯醚的摩爾比為1:1.6~2.4。
作為優(yōu)選,所述的雙氧水的質(zhì)量濃度為25%~30%。
作為優(yōu)選,所述的雙氧水與聯(lián)苯醚的摩爾比為1:0.3~0.6。
作為優(yōu)選,所述的亞硫酸氫鈉水溶液與聯(lián)苯醚的質(zhì)量比為1:1.1~1.2。
本發(fā)明的有益效果為:
1、本發(fā)明所提供的4‐溴聯(lián)苯醚的制備方法,工藝簡單,產(chǎn)品純度收率高質(zhì)量、成本低廉,4‐溴聯(lián)苯醚純度達(dá)到98.0%,收率達(dá)到78%。
2、本發(fā)明的反應(yīng)條件溫和,原料成本低廉,對(duì)設(shè)備要求簡單,適合工業(yè)化生產(chǎn)。
具體實(shí)施方式
為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白,以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解,此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明,并不用于限定本發(fā)明。
實(shí)施例1
在250ml四口瓶中投入聯(lián)苯醚(44.2g,0.26mol)加入(123.5g,(1.25mol)二氯乙烷攪拌1小時(shí),降溫到-5~0℃,快速滴入(21g,0.13mol)溴素,攪拌1小時(shí),降溫到-5~0℃,開始滴加30%的雙氧水(15g,(0.13mol),用0.5~1小時(shí)滴加結(jié)束,溫度控制在0~5℃之間,滴加結(jié)束后自然升溫到25℃,在27℃之間保溫32小時(shí),用15%的亞硫酸氫鈉49g淬滅,分相后,再用水洗到中性,去蒸餾回收二氯乙烷,減壓蒸餾回收前沸聯(lián)苯醚,最后收集4-溴聯(lián)苯醚51.7g,收率80.0%,含量98.2%。
實(shí)施例2
在250ml四口瓶中投入聯(lián)苯醚(44.2g,0.26mol)加入(109g,1.1mol)二氯乙烷攪拌1小時(shí),降溫到-5~0℃,快速滴入(25.6g,0.16mol)溴素,攪拌1小時(shí),降溫到-5~0℃,開始滴加30%的雙氧水(15g,0.13mol),用0.5小時(shí)滴加結(jié)束,溫度控制在0~5℃之間,滴加結(jié)束后自然升溫到25℃,在28℃之間保溫30小時(shí),用15%的亞硫酸氫鈉49g淬滅,分相后,再用水洗到中性,去蒸餾回收二氯乙烷,減壓蒸餾回收前沸聯(lián)苯醚,最后收集4-溴聯(lián)苯醚47.8g,收率74.0%,含量98.5%。
實(shí)施例3
在250ml四口瓶中投入聯(lián)苯醚(44.2g,0.26mol)加入(136g,1.37mol)二氯乙烷攪拌1小時(shí),降溫到-5~0℃,快速滴入(17.3g,0.11mol)溴素,攪拌1小時(shí),降溫到-5~0℃,開始滴加30%的雙氧水(15g,0.13mol),用0.6小時(shí)滴加結(jié)束,溫度控制在0~5℃之間,滴加結(jié)束后自然升溫到25℃,在25℃之間保溫48小時(shí),用15%的亞硫酸氫鈉49g淬滅,分相后,再用水洗到中性,去蒸餾回收二氯乙烷,減壓蒸餾回收前沸聯(lián)苯醚,最后收集4-溴聯(lián)苯醚49.3g,收率76.3%,含量98.0%。
實(shí)施例4
在250ml四口瓶中投入聯(lián)苯醚(44.2g,0.26mol)加入(123.5g,1.25mol)二氯乙烷攪拌1小時(shí),降溫到-5~0℃,快速滴入(21g,0.13mol)溴素,攪拌1小時(shí),降溫到-5~0℃,開始滴加30%的雙氧水(10g,0.088mol),用0.7小時(shí)滴加結(jié)束,溫度控制在0~5℃之間,滴加結(jié)束后自然升溫到25℃,在30℃之間保溫24小時(shí),用15%的亞硫酸氫鈉51g淬滅,分相后,再用水洗到中性,去蒸餾回收二氯乙烷,減壓蒸餾回收前沸聯(lián)苯醚,最后收集4-溴聯(lián)苯醚40.5g,收率62.7%,含量98.8%。
實(shí)施例5
在250ml四口瓶中投入聯(lián)苯醚(44.2g,0.26mol)加入(123.5g,1.25mol)二氯乙烷攪拌1小時(shí),降溫到-5~0℃,快速滴入(21g,0.13mol)溴素,攪拌1小時(shí),降溫到-5~0℃,開始滴加30%的雙氧水(20g,0.18mol),用0.5小時(shí)滴加結(jié)束,溫度控制在0~5℃之間,滴加結(jié)束后自然升溫到25℃,在30℃之間保溫24小時(shí),用15%的亞硫酸氫鈉53g淬滅,分相后,再用水洗到中性,去蒸餾回收二氯乙烷,減壓蒸餾回收前沸聯(lián)苯醚,最后收集4-溴聯(lián)苯醚48.7g,收率75.4%,含量98.2%。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已,并不用以限制本發(fā)明,凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等,均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。