采用微通道反應(yīng)裝置制備間苯二甲酸二苯酯的方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于有機(jī)合成【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種采用微通道反應(yīng)裝置間苯二甲酸二苯酯的合成方法。苯酚溶解在氫氧化鈉溶液中生成苯酚鈉鹽溶液、間苯二甲酰氯溶解在有機(jī)溶劑中，微通道反應(yīng)器采用液體進(jìn)料的方式，在5℃至30℃，不加壓條件下進(jìn)行接觸反應(yīng)。反應(yīng)結(jié)束后對反應(yīng)液進(jìn)行水洗，分液，蒸餾溶劑，重結(jié)晶等步驟，得到間苯二甲酸二苯酯成品。本發(fā)明所述間苯二甲酸二苯酯的制備工藝具備能連續(xù)進(jìn)料，靈活改變反應(yīng)條件，傳質(zhì)效果好等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】采用微通道反應(yīng)裝置制備間苯二甲酸二苯酯的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于精細(xì)化工【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種間苯二甲酸二苯酯的制備工藝，具體是采用微通道反應(yīng)裝置制備間苯二甲酸二苯酯的工藝。

【背景技術(shù)】
[0002]間苯二甲酸二苯酯外觀為白色結(jié)晶，用于有機(jī)合成，是PBT (聚苯并噻唑)耐熱聚合物的單體之一。用作芳雜環(huán)高聚物(如聚苯并咪唑、聚苯并噻唑等耐高溫高聚物)的原料，還可用作聚酰胺類工程塑料的增韌劑和尼龍類樹脂的增塑劑。
[0003]采用DAB (四胺基聯(lián)苯)與間苯二甲酸二苯酯縮聚后紡絲可以制得聚2，2'-間亞苯基-5，5'-雙苯并咪唑纖維(英文簡稱PBI，商業(yè)名稱Togylen)。它是一種典型的雜環(huán)高分子耐熱纖維。主要用于要求纖維阻燃、耐高溫和無煙、低毒的領(lǐng)域?？捎糜谥谱鞣雷o(hù)服(消防服、防高溫工作服、飛行服)和救生用品等，曾經(jīng)用它制作阿波羅號和空間試驗(yàn)室宇航員的航天服和內(nèi)衣。還可用作宇宙飛船重返地球時(shí)及噴氣飛機(jī)減速用的降落傘、減速器和熱排出氣的儲存器等。
[0004]近年來隨著新材料技術(shù)的不斷發(fā)展，新型高性能合成纖維也在不斷的深入研究。間苯二甲酸二苯酯作為合成耐高溫合纖PBI的單體之一也越來越受到關(guān)注。
[0005]目前國內(nèi)外合成該物質(zhì)的主要方法有:1.間苯二甲酸與甲醇酯化而得間苯二甲酸二甲酯，以間苯二甲酸二甲酯為原料，與苯酚在正鈦酸丁酯催化下，進(jìn)行酯交換反應(yīng)，并進(jìn)行重結(jié)晶，得到間苯二甲酸二苯酯。其缺點(diǎn)是反應(yīng)過程較長且收率低，操作比較繁瑣增加了勞動量；2.采用間苯二甲酸與碳酸二苯酯，在以氧化亞錫為催化劑的條件下，溫度250-3000C，反應(yīng)30分鐘至幾小時(shí)，該方法反應(yīng)條件苛刻，能耗大且收率低；3.有機(jī)酸與苯酚在催化劑AlCl3和脫水劑ZnCl2的下，室溫下反應(yīng)7?10h。由于苯酚自身難于酯化，該反應(yīng)的進(jìn)行比較困難，轉(zhuǎn)化率較低；4.在相轉(zhuǎn)移催化劑存在條件下，以對苯二甲酰氯(TPC)、間苯二甲酰氯(IPC)、苯酚、氫氧化鈉為原料，通過界面反應(yīng)合成對苯二甲酸二苯酯(DPT)和間苯二甲酸二苯酯(DPI)，但是該方法成本較高，且相轉(zhuǎn)移催化劑無法回收重復(fù)利用。
[0006]根據(jù)前面的分析，為了解決合成間苯二甲酸二苯酯中反應(yīng)過程長，反應(yīng)條件苛刻，收率低，能耗大等問題，需要開發(fā)新的合成方法來實(shí)現(xiàn)。
[0007]微通道反應(yīng)器中進(jìn)行合成反應(yīng)的研究已經(jīng)成為微流控芯片和合成化學(xué)領(lǐng)域中新的研究熱點(diǎn)，同常規(guī)反應(yīng)容器中進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)相比，微通道反應(yīng)器具有以下特點(diǎn):反應(yīng)器中微通道寬度和深度比較小，一般為幾十到幾百微米，使反應(yīng)物在流動過程中短時(shí)間內(nèi)即可充分混合。
[0008]微通道的比表面積大,一般為5000-50000m2m 3，常規(guī)反應(yīng)器中，由于傳熱和傳質(zhì)不均勻會導(dǎo)致反應(yīng)選擇性下降，副反應(yīng)增加。而采用微通道反應(yīng)器獲得較大的比表面積使得反應(yīng)物與催化劑充分接觸，大大提高了反應(yīng)效率，縮短反應(yīng)時(shí)間，減少能耗。
[0009]微通道反應(yīng)器中進(jìn)行合成反應(yīng)時(shí)，反應(yīng)物的配比、溫度、壓力、反應(yīng)時(shí)間和流速等反應(yīng)條件很容易得到控制。反應(yīng)物在流動過程中發(fā)生反應(yīng)，可以通過調(diào)節(jié)反應(yīng)物物流流速和微通道的長度，精確控制微通道反應(yīng)器中的反應(yīng)時(shí)間。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明提出一種間苯二甲酸二苯酯新的合成方法。
[0011]本發(fā)明主要技術(shù)方案是采用微通道反應(yīng)裝置，用間苯二甲酰氯與苯酚的鈉鹽為原料，氯乙烷、丙酮、三氯甲烷或者二氯甲烷中的一種為溶劑，在5°C至30°C條件下，不加壓條件下進(jìn)行接觸反應(yīng)，合成間苯二甲酸二苯酯。
[0012]具體地說合成過程如下:
在5°C至30°C條件下，將間苯二甲酰氯溶解在溶劑中作為原料之一，將苯酚溶解在氫氧化鈉溶液中作為另一種原料。兩種原料采用漿液進(jìn)料的方式，在微通道反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行接觸反應(yīng)。反應(yīng)結(jié)束后對反應(yīng)液進(jìn)行水洗，分液，蒸餾溶劑，重結(jié)晶等步驟，得到間苯二甲酸二本酷成品。
[0013]本發(fā)明中酹鈉鹽流速為6—30ml/min,間苯二甲酰氯溶液流速為5—20ml/min, 本發(fā)明中所配的原料濃度在0.4—2mol/L ；
本發(fā)明中所用溶劑為二氯乙烷或者二氯甲烷；
間苯二甲酰氯與苯酚的鈉鹽的摩爾比在1:3.0—1:2.0之間，維持反應(yīng)數(shù)分鐘。
[0014]本發(fā)明所述間苯二甲酸二苯酯的制備工藝中具備能連續(xù)進(jìn)料，靈活改變反應(yīng)條件，傳質(zhì)效果好，縮短反應(yīng)時(shí)間等優(yōu)點(diǎn)。

【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明處理方法加以詳細(xì)說明。但本專利的保護(hù)范圍并不受實(shí)施例的限制。
[0016]實(shí)施例1
在5°C條件下，將間苯二甲酰氯配成0.5mol/L的溶液，苯酚溶入氫氧化鈉配成Imol/L的溶液，進(jìn)料速度分別為5ml/min和6ml/min，控制其進(jìn)料的摩爾比為1:2.4，停留時(shí)間為8min,反應(yīng)穩(wěn)定后，取樣，經(jīng)高效液相色譜分析，純度94.20%,收率85.7%。
[0017]實(shí)施例2
操作條件同實(shí)施例1，在30°C條件下，將間苯二甲酰氯配成lmol/L的溶液，苯酚溶入氫氧化鈉配成lmol/L的溶液,進(jìn)料速度分別為5ml/min和10ml/min,控制其進(jìn)料的摩爾比為1:2.0，停留時(shí)間為4min，反應(yīng)穩(wěn)定后，取樣，經(jīng)高效液相色譜分析，純度85%，收率65.2%。
[0018]實(shí)施例3
操作條件同實(shí)施例2，在20°C條件下，將間苯二甲酰氯配成2mol/L的溶液，苯酚溶入氫氧化鈉配成2mol/L的溶液,進(jìn)料速度分別為10ml/min和22ml/min,控制其進(jìn)料的摩爾比為1:2.2，停留時(shí)間為4min，反應(yīng)穩(wěn)定后，取樣，經(jīng)高效液相色譜分析，純度92%，收率88.7%。
[0019]實(shí)施例4
操作條件同實(shí)施例1，在15°C條件下，將間苯二甲酰氯配成lmol/L的溶液，苯酚融入氫氧化鈉配成0.8mol/L的溶液,進(jìn)料速度分別為9ml/min和30ml/min,控制其進(jìn)料的摩爾比為1:2.67，停留時(shí)間為7min，反應(yīng)結(jié)束后，取樣，經(jīng)高效液相色譜分析，純度96%，收率86.3%ο
[0020]實(shí)施例5
操作條件同實(shí)施例2，在20°C條件下，將間苯二甲酰氯配成0.4mol/L的溶液，苯酚溶入氫氧化鈉配成0.8mol/L的溶液,進(jìn)料速度分別為20ml/min和30ml/min,控制其進(jìn)料的摩爾比為1:3.0，停留時(shí)間為4min，反應(yīng)穩(wěn)定后，取樣，經(jīng)高效液相色譜分析，純度91.40%,收率88.7%。
[0021]實(shí)施例6
操作條件同實(shí)施例1，在15°C條件下，將間苯二甲酰氯配成0.4mol/L的溶液，苯酚融入氫氧化鈉配成0.8mol/L的溶液,進(jìn)料速度分別為20ml/min和24ml/min,控制其進(jìn)料的摩爾比為1:2.4，停留時(shí)間為7min，反應(yīng)結(jié)束后，取樣，經(jīng)高效液相色譜分析，純度93.05%，收率86.3%ο
[0022]綜合以上的實(shí)施例，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明有以下優(yōu)點(diǎn):
本發(fā)明采用間苯二甲酰氯與苯酚的鈉鹽反應(yīng)；反應(yīng)溫和且轉(zhuǎn)化率較高；本發(fā)明不需要加入任何的催化劑，不存在催化劑的回收再利用問題。
【權(quán)利要求】
1.一種采用微通道反應(yīng)裝置制備間苯二甲酸二苯酯的方法，以間苯二甲酰氯和苯酚為原料，其特征是采用微通道反應(yīng)器進(jìn)行制備，溶劑為二氯乙烷、丙酮、三氯甲烷或者二氯甲烷中的一種，在5°c至30°C，不加壓條件下進(jìn)行接觸反應(yīng)，合成間苯二甲酸二苯酯。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于將間苯二甲酰氯溶解在溶劑中作為原料之一，將苯酚溶解在氫氧化鈉溶液中作為另一種原料，兩種原料采用漿液進(jìn)料的方式，在微通道反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行接觸反應(yīng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于所述溶劑為二氯乙烷或者二氯甲烷。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于參與反應(yīng)的間苯二甲酰氯與苯酚的鈉鹽摩爾比在1:3.0—1:2.0之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于反應(yīng)結(jié)束后對反應(yīng)液進(jìn)行水洗，分液，蒸餾溶劑，重結(jié)晶，得到間苯二甲酸二苯酯成品。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于調(diào)節(jié)漿液的流速，酚鈉鹽流速為6—20ml/min,間苯二甲酰氯溶液流速為5—30ml/min。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于所述原料間苯二甲酰氯的濃度在.0.4—2mol/L0
【文檔編號】C07C67/14GK104418746SQ201310362384
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2013年8月20日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月20日
【發(fā)明者】張蓉蓉, 黃偉, 管慶寶, 張帆 申請人:中國石油化工股份有限公司, 南化集團(tuán)研究院