專利名稱：一種合成苯乙醚的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及有機(jī)化工中一種合成苯乙醚的方法，具體來說是提供一種環(huán)境友好、低污染、高效合成苯乙醚的方法。
背景技術(shù)：
苯乙醚的傳統(tǒng)合成方法有以下幾種(i)由苯酚和溴乙烷在堿性條件下加熱反應(yīng)合成(皺德琴，周威.遼寧化工.1996，96049-51)；(ii)將苯酚溶于25％乙醇溶液中，加入溴乙烷反應(yīng)合成；(iii)用聚乙二醇作為相轉(zhuǎn)移催化劑，由苯酚與溴乙烷合成(北京大學(xué)化學(xué)系，有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)，北京北京大學(xué)出版社，1990，58)；(iv)以四丁基溴化銨作為相轉(zhuǎn)移催化劑，水作溶劑，在堿性條件下，使苯酚和溴乙烷反應(yīng)合成苯乙醚(馬鴻飛.鹽城工學(xué)院學(xué)報(bào).1998(3)21-24)。這些方法雖然可行，但產(chǎn)率較低，有些條件還非常苛刻，或成本較高，都對(duì)反應(yīng)有一定的限制。
以苯酚為原料，采用碳酸二乙酯(DEC)作為乙基化試劑合成苯乙醚，取得了成不僅避免了傳統(tǒng)工藝的一些缺點(diǎn)，尤其是采用DEC的無污染原料，其排放到環(huán)境中會(huì)慢慢分解為二氧化碳和乙醇兩種物質(zhì)(馬新賓.張震.石海峰.陳學(xué)成.王勝等，化學(xué)通報(bào)，2003(8)528)。美國環(huán)境保護(hù)局的化學(xué)品參考指出DEC(CAS#105-58-8)在現(xiàn)有的情報(bào)資源中還沒有發(fā)現(xiàn)環(huán)境問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是提供一種環(huán)境友好、低污染、高效合成苯乙醚的方法。具體來說就是以綠色化學(xué)品碳酸二乙酯為烷基化試劑與苯酚在氣固相連續(xù)流動(dòng)反應(yīng)裝置中一步合成。本發(fā)明所采用的催化劑是以堿金屬或堿土金屬的碳酸鹽、乙酸鹽或氫氧化物為活性組分，以活性炭或NaY分子篩為載體的負(fù)載型催化劑。
本發(fā)明的目的按照下述方案實(shí)現(xiàn)制備合成苯乙醚負(fù)載型催化劑的方法是將堿金屬或堿土金屬的碳酸鹽、乙酸鹽或氫氧化物配成與載體體積相同的溶液，在攪拌的情況下將一定粒度(20～80目)的活性炭或NaY分子篩加入其中，攪拌均勻，放入真空干燥器中浸漬12～24小時(shí)后取出在120～150℃下干燥5～10小時(shí)，備用。
上述制備負(fù)載型催化劑是活性組分以碳酸鉀效果較好。
上述負(fù)載型催化劑活性組分(堿金屬或堿土金屬的碳酸鹽、乙酸鹽或氫氧化物)的負(fù)載量為催化劑質(zhì)量的1％～50％，其中以20％效果較好。
合成反應(yīng)在連續(xù)流動(dòng)固定床反應(yīng)器上進(jìn)行，反應(yīng)溫度為200～380℃，其中以320℃下效果較好。原料苯酚和碳酸二乙酯的摩爾比為2∶1～1∶4，其中以1∶4效果較好。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比優(yōu)點(diǎn)在于原料低毒，催化劑制備簡(jiǎn)單、易行，且選擇性和轉(zhuǎn)化率都較高，產(chǎn)物后處理方便。使用綠色化學(xué)品碳酸二乙酯為烷基化試劑與苯酚在氣固相連續(xù)流動(dòng)反應(yīng)裝置中合成苯乙醚，其中苯酚轉(zhuǎn)化率可以達(dá)到98％，苯乙醚選擇性高達(dá)100％。
具體實(shí)施例方式
以下實(shí)施例中合成苯乙醚的負(fù)載型催化劑按如下方法制備將堿金屬或堿土金屬的碳酸鹽、乙酸鹽或氫氧化物配成與載體體積相同的溶液，在攪拌的情況下將一定粒度(20～80目)的活性炭或NaY分子篩加入其中，攪拌均勻，放入真空干燥器中浸漬12～24小時(shí)后取出在120～150℃下干燥5～10小時(shí)，備用。
實(shí)施例1以20％活性炭負(fù)載碳酸鉀為催化劑在連續(xù)流動(dòng)固定床反應(yīng)器上進(jìn)行催化劑活性評(píng)價(jià)，反應(yīng)條件如下反應(yīng)溫度280℃，原料配比(苯酚∶碳酸二乙酯＝1∶1)，進(jìn)料量3mL/h，苯酚轉(zhuǎn)化率為86％，苯乙醚選擇性為100％。
實(shí)施例2以5％活性炭負(fù)載碳酸鉀為催化劑在連續(xù)流動(dòng)固定床反應(yīng)器上進(jìn)行催化劑活性評(píng)價(jià)，反應(yīng)條件如下反應(yīng)溫度280℃，原料配比(苯酚∶碳酸二乙酯＝1∶1)，進(jìn)料量3mL/h，苯酚轉(zhuǎn)化率為68.6％，苯乙醚選擇性為99.7％。
實(shí)施例3
以1％活性炭負(fù)載碳酸鉀為催化劑在連續(xù)流動(dòng)固定床反應(yīng)器上進(jìn)行催化劑活性評(píng)價(jià)，反應(yīng)條件如下反應(yīng)溫度280℃，原料配比(苯酚∶碳酸二乙酯＝1∶1)，進(jìn)料量3mL/h，苯酚轉(zhuǎn)化率為34.6％，苯乙醚選擇性為93.5％。
實(shí)施例4以30％活性炭負(fù)載碳酸鉀為催化劑在連續(xù)流動(dòng)固定床反應(yīng)器上進(jìn)行催化劑活性評(píng)價(jià)，反應(yīng)條件如下反應(yīng)溫度280℃，原料配比(苯酚∶碳酸二乙酯＝1∶1)，進(jìn)料量3mL/h，苯酚轉(zhuǎn)化率為65.8％，苯乙醚選擇性為100％。
實(shí)施例5以50％活性炭負(fù)載碳酸鉀為催化劑在連續(xù)流動(dòng)固定床反應(yīng)器上進(jìn)行催化劑活性評(píng)價(jià)，反應(yīng)條件如下反應(yīng)溫度280℃，原料配比(苯酚∶碳酸二乙酯＝1∶1)，進(jìn)料量3mL/h，苯酚轉(zhuǎn)化率為54.9％，苯乙醚選擇性為100％。
實(shí)施例6以10％活性炭負(fù)載乙酸鎂為催化劑在連續(xù)流動(dòng)固定床反應(yīng)器上進(jìn)行催化劑活性評(píng)價(jià)，反應(yīng)條件如下反應(yīng)溫度200℃，原料配比(苯酚∶碳酸二乙酯＝1∶1)，進(jìn)料量3mL/h，苯酚轉(zhuǎn)化率為14.2％，苯乙醚選擇性為91.8％。
實(shí)施例7以10％活性炭負(fù)載乙酸鉀為催化劑在連續(xù)流動(dòng)固定床反應(yīng)器上進(jìn)行催化劑活性評(píng)價(jià)，反應(yīng)條件如下反應(yīng)溫度280℃，原料配比(苯酚∶碳酸二乙酯＝1∶1)，進(jìn)料量3mL/h，苯酚轉(zhuǎn)化率為79.3％，苯乙醚選擇性為99.3％。
實(shí)施例8以20％活性炭負(fù)載碳酸鉀為催化劑在連續(xù)流動(dòng)固定床反應(yīng)器上進(jìn)行催化劑活性評(píng)價(jià)，反應(yīng)條件如下反應(yīng)溫度280℃，原料配比(苯酚∶碳酸二乙酯＝1∶1)，進(jìn)料量3mL/h，苯酚轉(zhuǎn)化率為60.3％，苯乙醚選擇性為96.8％。
實(shí)施例9以10％活性炭負(fù)載氫氧化鈉為催化劑在連續(xù)流動(dòng)固定床反應(yīng)器上進(jìn)行催化劑活性評(píng)價(jià)，反應(yīng)條件如下反應(yīng)溫度280℃，原料配比(苯酚∶碳酸二乙酯＝1∶1)，進(jìn)料量3mL/h，苯酚轉(zhuǎn)化率為65.5％，苯乙醚選擇性為97.5％。
實(shí)施例10以20％活性炭負(fù)載碳酸鉀為催化劑在連續(xù)流動(dòng)固定床反應(yīng)器上進(jìn)行催化劑活性評(píng)價(jià)，反應(yīng)條件如下反應(yīng)溫度250℃，原料配比(苯酚∶碳酸二乙酯＝1∶1)，進(jìn)料量3mL/h，苯酚轉(zhuǎn)化率為54.3％，苯乙醚選擇性為100％。
實(shí)施例11以20％活性炭負(fù)載碳酸鉀為催化劑在連續(xù)流動(dòng)固定床反應(yīng)器上進(jìn)行催化劑活性評(píng)價(jià)，反應(yīng)條件如下反應(yīng)溫度320℃，原料配比(苯酚∶碳酸二乙酯＝1∶1)，進(jìn)料量3mL/h，苯酚轉(zhuǎn)化率為86.8％，苯乙醚選擇性為98.1％。
實(shí)施例12以20％活性炭負(fù)載碳酸鉀為催化劑在連續(xù)流動(dòng)固定床反應(yīng)器上進(jìn)行催化劑活性評(píng)價(jià)，反應(yīng)條件如下反應(yīng)溫度380℃，原料配比(苯酚∶碳酸二乙酯＝1∶1)，進(jìn)料量3mL/h，苯酚轉(zhuǎn)化率為79.3％，苯乙醚選擇性為95.3％。
實(shí)施例13以20％活性炭負(fù)載碳酸鉀為催化劑在連續(xù)流動(dòng)固定床反應(yīng)器上進(jìn)行催化劑活性評(píng)價(jià)，反應(yīng)條件如下反應(yīng)溫度320℃，原料配比(苯酚∶碳酸二乙酯＝2∶1)，進(jìn)料量3mL/h，苯酚轉(zhuǎn)化率為42.2％，苯乙醚選擇性為98.7％。
實(shí)施例14以20％活性炭負(fù)載碳酸鉀為催化劑在連續(xù)流動(dòng)固定床反應(yīng)器上進(jìn)行催化劑活性評(píng)價(jià)，反應(yīng)條件如下反應(yīng)溫度320℃，原料配比(苯酚∶碳酸二乙酯＝1∶4)，進(jìn)料量3mL/h，苯酚轉(zhuǎn)化率為98.3％，苯乙醚選擇性為100％。
實(shí)施例15以10％NaY分子篩負(fù)載碳酸鉀為催化劑在連續(xù)流動(dòng)固定床反應(yīng)器上進(jìn)行催化劑活性評(píng)價(jià)，反應(yīng)條件如下反應(yīng)溫度320℃，原料配比(苯酚∶碳酸二乙酯＝1∶4)，進(jìn)料量3mL/h，苯酚轉(zhuǎn)化率為89.1％，苯乙醚選擇性為100％。
實(shí)施例16以20％NaY分子篩負(fù)載碳酸鉀為催化劑在連續(xù)流動(dòng)固定床反應(yīng)器上進(jìn)行催化劑活性評(píng)價(jià)，反應(yīng)條件如下反應(yīng)溫度320℃，原料配比(苯酚∶碳酸二乙酯＝1∶4)，進(jìn)料量3mL/h，苯酚轉(zhuǎn)化率為97.6％，苯乙醚選擇性為100％。
權(quán)利要求
1.一種合成苯乙醚的方法，其特征在于所用原料為碳酸二乙酯和苯酚，所用的催化劑是以堿金屬或堿土金屬的碳酸鹽、乙酸鹽或氫氧化物為活性組分，以活性炭或NaY分子篩為載體的負(fù)載型催化劑，所用的負(fù)載型催化劑中活性組分的負(fù)載量為催化劑質(zhì)量的1％～50％，合成反應(yīng)溫度為200～380℃，苯酚和碳酸二乙酯的摩爾比為2∶1～1∶4。
2.如權(quán)利要求1所述的一種合成苯乙醚的方法，其特征在于所用的負(fù)載型催化劑中以碳酸鉀為活性組分。
3.如權(quán)利要求1所述的一種合成苯乙醚的方法，其特征在于所述負(fù)載型催化劑中活性組分的負(fù)載量為催化劑質(zhì)量的20％。
4.如權(quán)利要求1所述的一種合成苯乙醚的方法，其特征在于合成反應(yīng)溫度為320℃以下。
5.如權(quán)利要求1所述的一種合成苯乙醚的方法，其特征在于原料苯酚和碳酸二乙酯的摩爾比為1∶4。
全文摘要
本發(fā)明是以綠色化學(xué)品碳酸二乙酯和苯酚氣固相反應(yīng)連續(xù)流動(dòng)合成苯乙醚的方法，其催化劑是以堿金屬或堿土金屬的碳酸鹽、乙酸鹽或氫氧化物為活性組分，以活性炭或NaY分子篩為載體的負(fù)載型催化劑。制備合成苯乙醚催化劑的方法是首先將堿金屬或堿土金屬的碳酸鹽、乙酸鹽或氫氧化物配成與載體體積相同的溶液，在攪拌的情況下將一定粒度(20～80目)的活性炭或NaY分子篩加入其中，攪拌均勻，放入真空干燥器中浸漬12～24小時(shí)后取出在120～150℃下干燥5～10小時(shí)，取出備用。使用本發(fā)明的催化劑在給定的試驗(yàn)條件下合成苯乙醚，可以得到較好的原料轉(zhuǎn)化率和目的產(chǎn)物選擇性，其中苯酚轉(zhuǎn)化率可以達(dá)到98％，苯乙醚選擇性高達(dá)100％。
文檔編號(hào)C07C41/16GK101033176SQ200710021419
公開日2007年9月12日 申請(qǐng)日期2007年4月11日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月11日
發(fā)明者李永昕, 薛冰, 郭玉華, 張丹慧 申請(qǐng)人:江蘇工業(yè)學(xué)院