本發(fā)明涉及合成有機(jī)過氧化物的,更具體的涉及一種合成3-(2-氫過氧基-2-丙基)苯酚的方法。
背景技術(shù):
1、3-(2-氫過氧基-2-丙基)苯酚(m-hpp)是一種重要的精細(xì)有機(jī)中間體,由于在其分子結(jié)構(gòu)中同時含有酚羥基和氫過氧基團(tuán),廣泛用于制藥、合成樹脂等精細(xì)化工行業(yè)。專利us5030767公開了m-hpp合成間苯二酚的方法,其中m-hpp在濃硫酸催化下,在甲苯中酸解制備間苯二酚。m-hpp還可以作為合成環(huán)氧丙烷或環(huán)氧丁烷的環(huán)氧化劑。m-hpp也可用作制備間羥基苯乙酮的中間體,在酸性條件下,在鐵或銅鹽催化劑存在下,m-hpp可以發(fā)生脫甲醇分解反應(yīng)得到間羥基苯乙酮。利用氫過氧基及羥酚基的活性,m-hpp還可以用做聚合引發(fā)劑、交聯(lián)劑或氧化劑,以及合成其它有機(jī)過氧化物的原料。
2、傳統(tǒng)的m-hpp制備方法,是以3-(2-羥基-2-丙基)苯酚(m-hpp)原料,在硫酸催化劑存在下,通過雙氧水氧化叔碳原子上的醇羥基得到,首先要通過m-hpp(3-(2-羥基-2-丙基)異丙苯過氧化氫)酸解或間羥基苯乙酮或間羥基苯甲酸酯的格氏反應(yīng),制備3-(2-羥基-2-丙基)苯酚,這個中間體的制備非常麻煩,反應(yīng)步驟多收率低?,F(xiàn)有技術(shù)的m-hpp合成反應(yīng)過程如下:
3、
4、這種合成方法不僅反應(yīng)步驟多、操作復(fù)雜,尤其是過氧化物m-hpp的合成及分離提純過程復(fù)雜,存在較大安全隱患,不適合大規(guī)模生產(chǎn)。專利us5030767公開了m-hpp的制備方法,即將1.1克60%的過氧化氫水溶液和5毫克濃硫酸加到20毫升溶有3-(2-羥基-2-丙基)苯酚的乙晴溶液中,反應(yīng)在25℃下進(jìn)行4.5小時。反應(yīng)完畢后,用過量(1克)的碳酸氫鈉中和反應(yīng)混合物,過濾,減壓下濃縮濾液,向濃縮物中加入50毫升乙醚,將溶有產(chǎn)物的醚分散體系加到水中,由此將反應(yīng)產(chǎn)物保留在醚相,而將副產(chǎn)物轉(zhuǎn)移到水中,減壓蒸餾蒸去醚,濃縮該醚萃取物。殘留的固體產(chǎn)物在氯仿中重結(jié)晶,得到1.2克無色晶體,純度為98.4%(基于dsc方法),產(chǎn)率為77%,熔點(diǎn)88-89℃。
5、上述工藝存在以下缺點(diǎn):1、這種制備方法的原料3-(2-羥基-2-丙基)苯酚合成步驟多、操作麻煩,反應(yīng)轉(zhuǎn)化率和收率不高;2、反應(yīng)用到高濃度雙氧水做氧化劑,有較大安全隱患,不適合大規(guī)模生產(chǎn);3、反應(yīng)采用大量有毒的乙晴溶劑,對環(huán)境保護(hù)不利,不適合工業(yè)化生產(chǎn);4、濃硫酸催化劑可催化產(chǎn)物hpp進(jìn)一步酸解生成間苯二酚,另外,濃硫酸對設(shè)備的腐蝕性很強(qiáng),萃取溶劑乙醚的沸點(diǎn)低,不利于工業(yè)化,對環(huán)境保護(hù)及職業(yè)衛(wèi)生不利。
6、因此,現(xiàn)階段急需提供一種新的合成3-(2-氫過氧基-2-丙基)苯酚的方法。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在合成m-hpp時,原料制備步驟很長,后處理復(fù)雜不易獲得,如采用3-(2-羥基-2-丙基)苯酚為原料,且合成m-hpp反應(yīng)通常以濃硫酸和/或過氧化氫為催化劑,具有酸解過程對設(shè)備腐蝕性強(qiáng),反應(yīng)劇烈以及副反應(yīng)多的缺陷。本發(fā)明提供了一種合成3-(2-氫過氧基-2-丙基)苯酚(m-hpp)的方法。本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)以上缺點(diǎn),具有收率高,清潔環(huán)保,反應(yīng)條件溫和,易于工業(yè)化的特點(diǎn)。
2、本發(fā)明的發(fā)明人經(jīng)研究發(fā)現(xiàn),采用1,3-二(2-氫過氧基-2-丙基)苯與硫酸氫鉀催化劑重量比為(15~48):1時,能夠大幅提高3-(2-氫過氧基-2-丙基)苯酚的收率,從而完成本發(fā)明。
3、本發(fā)明提供了一種合成3-(2-氫過氧基-2-丙基)苯酚的方法,包括:在溶劑的存在下,1,3-二(2-氫過氧基-2-丙基)苯與硫酸氫鉀催化劑接觸進(jìn)行酸解反應(yīng),得到3-(2-氫過氧基-2-丙基)苯酚;所述1,3-二(2-氫過氧基-2-丙基)苯與催化劑重量比為(15~48):1。
4、進(jìn)一步地,優(yōu)選地,所述1,3-二(2-氫過氧基-2-丙基)苯與催化劑重量比為(16~30):1。
5、本發(fā)明對所述溶劑可選范圍較寬,只要利于提高3-(2-氫過氧基-2-丙基)苯酚的收率和純度即可,優(yōu)選地,所述溶劑為酮類,或酮類和芳烴混合溶劑;更優(yōu)選為酮類和芳烴。本發(fā)明的發(fā)明人進(jìn)一步發(fā)現(xiàn),采用該優(yōu)選方案相比于單一溶劑更有利于提高3-(2-氫過氧基-2-丙基)苯酚的收率。
6、根據(jù)本發(fā)明,對所述溶劑的用量可選范圍較寬,優(yōu)選地,所述溶劑與1,3-二(2-氫過氧基-2-丙基)苯的重量比為(3~15):1,優(yōu)選為(4~10):1,更優(yōu)選為(5~8.5):1。該優(yōu)選方案下,更有利于提高3-(2-氫過氧基-2-丙基)苯酚的收率。
7、進(jìn)一步地,所述溶劑為酮類和芳烴時,其中所述溶劑中酮類含量為10~80重量%,優(yōu)選為12~60重量%;芳烴的含量為20~90重量%,優(yōu)選為40~88重量%。
8、在本發(fā)明的一種優(yōu)選實施方式中,所述溶劑中酮的含量小于芳烴的含量;優(yōu)選地,所述溶劑中酮的含量為14~40重量%,芳烴的含量為60~86重量%。發(fā)明人進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn),采用該優(yōu)選方案更利于提高3-(2-氫過氧基-2-丙基)苯酚的收率。
9、進(jìn)一步地,所述酮類為碳原子數(shù)為3-6的酮,所述芳烴為碳原子數(shù)為6-10的芳烴;優(yōu)選地,所述酮類選自丙酮、甲乙酮、甲基異丁酮中的至少一種,所述芳烴選自甲苯、二甲苯、乙苯和異丙苯中的至少一種;其中,酮類優(yōu)選為丙酮,芳烴優(yōu)選為甲苯。
10、進(jìn)一步地,所述1,3-二(2-氫過氧基-2-丙基)苯的純度大于90重量%。
11、進(jìn)一步地,所述酸解反應(yīng)的溫度為55~80℃,優(yōu)選反應(yīng)的溫度為55~70℃。反應(yīng)溫度在該范圍內(nèi),更利于1,3-二(2-氫過氧基-2-丙基)苯合成1,3-(2-氫過氧基-2-丙基)苯酚,提高1,3-(2-氫過氧基-2-丙基)苯酚收率。對于酸解反應(yīng)的溫度的控制方式?jīng)]有限制,例如可以采用水浴加熱的方式控制酸解反應(yīng)的溫度在上述反應(yīng)內(nèi)。
12、進(jìn)一步地,對所述酸解反應(yīng)過程中的反應(yīng)壓力沒有限制,優(yōu)選在常壓下進(jìn)行。
13、進(jìn)一步地,所述方法還包括將酸解反應(yīng)的反應(yīng)物料進(jìn)行固液分離,固相進(jìn)行洗滌得到回收硫酸氫鉀,將所述回收硫酸氫鉀循環(huán)用于所述酸解反應(yīng)。
14、進(jìn)一步地,所述方法還包括將所述酸解反應(yīng)的反應(yīng)物料進(jìn)行固液分離,得到固相和液相,固相為催化劑硫酸氫鉀,液相為反應(yīng)液,將液相進(jìn)行蒸餾和萃取,得到3-(2-氫過氧基-2-丙基)苯酚產(chǎn)品。
15、進(jìn)一步地,本發(fā)明的一種優(yōu)選實施方式,該方法還包括:當(dāng)所述1,3-二(2-氫過氧基-2-丙基)苯轉(zhuǎn)化率達(dá)到97%以上時,停止反應(yīng)。本發(fā)明對所述1,3-二(2-氫過氧基-2-丙基)苯的轉(zhuǎn)化率的測量方法沒有限制,一般地,采用碘量滴定法和液相色譜測定反應(yīng)后的組成,根據(jù)1,3-二(2-氫過氧基-2-丙基)苯的含量,跟蹤反應(yīng)進(jìn)程,從而得到轉(zhuǎn)化率。
16、進(jìn)一步地,優(yōu)選地,本發(fā)明方法在所述1,3-二(2-氫過氧基-2-丙基)苯轉(zhuǎn)化率達(dá)到97%以上時,3-(2-氫過氧基-2-丙基)苯酚的收率達(dá)70%以上,優(yōu)選為75%以上,以質(zhì)量計。
17、進(jìn)一步地,優(yōu)選地,本發(fā)明的方法中酸解反應(yīng)后得到的反應(yīng)物料固液分離除去催化劑,剩下的反應(yīng)液減壓蒸餾回收酮類溶劑,油相水洗,減壓蒸除芳烴溶劑,殘渣用氯仿重結(jié)晶,最后得到純m-hpp。
18、進(jìn)一步地,所述減壓蒸餾和重結(jié)晶采用本領(lǐng)域常規(guī)方法。
19、本發(fā)明要解決現(xiàn)有技術(shù)中,傳統(tǒng)的m-hpp制備方法,是以3-(2-羥基-2-丙基)苯酚原料,在濃硫酸催化下,通過高濃度雙氧水氧化得到m-hpp,首先要通過3-(2-羥基-2-丙基)苯酚(m-hpp)酸解或間羥基苯乙酮或間羥基苯甲酸酯的格氏反應(yīng),制備3-(2-羥基-2-丙基)苯酚?,F(xiàn)有技術(shù)存在以下缺點(diǎn):1、該方法所用的原料3-(2-羥基-2-丙基)苯酚合成步驟多、操作繁瑣,反應(yīng)轉(zhuǎn)化率和收率不高;2、反應(yīng)用到高濃度雙氧水,有較大安全隱患,不適合大規(guī)模生產(chǎn);3、反應(yīng)采用大量的有毒的乙腈溶劑,對環(huán)境保護(hù)不利,不適合工業(yè)化生產(chǎn);4、濃硫酸催化劑可催化產(chǎn)物進(jìn)一步酸解生成間苯二酚,另外,濃硫酸對設(shè)備的腐蝕性很強(qiáng),萃取溶劑乙醚的沸點(diǎn)低,不利于工業(yè)化,對環(huán)境保護(hù)及職業(yè)衛(wèi)生不利。
20、與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn):
21、1、做為生產(chǎn)間苯二酚的重要中間體,目前,m-dhp已經(jīng)大量工業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)。本發(fā)明采用工業(yè)上容易得到的m-dhp為原料,適用于工業(yè)化,成本低。
22、2、本發(fā)明的方法,在有機(jī)溶劑中,以硫酸氫鉀為催化劑,通過m-dhp的選擇性酸解反應(yīng),制備m-hpp。采用硫酸氫鉀為催化劑,既不會由于催化劑的酸解能力弱導(dǎo)致反應(yīng)收率低,也不會由于酸解能力過強(qiáng)例如硫酸氫鈉,直接得到間苯二酚。本發(fā)明得到的m-hpp不僅收率較高,且純度高。硫酸氫鉀催化劑可以通過過濾回收,循環(huán)使用,避免了濃硫酸等強(qiáng)酸對設(shè)備的腐蝕,減少了三廢排放,反應(yīng)條件溫和,反應(yīng)易于控制,反應(yīng)步驟少,三廢產(chǎn)生量少,清潔環(huán)保,適合工業(yè)化。
23、
24、m-dhp選擇性酸解制備m-hpp反應(yīng)方程式。