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对苯二酚的合成方法研究 　　【摘 要】 本文主要介绍了利用一种用1，4-二甲氧基苯作为反应的起始原料，用氢气作为还原剂，在金属钯复合催化剂的作用下反应直接生成产物对苯二酚。此工艺简单方便易行，副产物少，反应条件相对比较温和。本文对反应的催化剂的种类进行了帅选并且对催化剂的用量、反应温度、反应压力和反应时间进行了优化，最终优化的结果可以使得对苯二酚的产率达到90%。 　　【关键词】 1，4-二甲氧基苯 对苯二酚 氢气 　　对苯二酚是一个重要的有机化工原料，用途非常广泛。酚主要用于制取黑白显影剂、蒽醌染料和偶氮染料、合成气脱硫工艺的催化剂、橡胶和塑料的防老剂单体阻聚剂、食品及涂料清漆、橡胶和汽油的稳定剂和抗氧化剂、石油抗凝剂、洗涤剂的缓蚀剂、稳定剂和抗氧剂等，还用于化妆品的染发剂。 　　目前世界上生产对苯二酚的方法主要分为以下四种（1）苯胺氧化法；（2）对二异丙苯氧化法；（3）苯酚丙酮法；（4）苯酚羟基化法。 　　路线1：苯胺氧化法。 　　目前我国大部分生产厂家仍沿用苯胺氧化法，这是对苯二酚最早的生产方法，至今已有70多年的历史。该法反应过程为：在硫酸中（10℃）将苯胺用Mn02（软锰矿）或重铬酸钠氧化成苯醌，然后在水中用Fe粉将其还原得对苯二酚，经过滤、脱色、结晶、干燥得对苯二酚成品。其反应过程如图1所示。 　　苯胺氧化法工艺成熟、反应容易控制、收率及产品纯度高。以苯胺计，对苯二酚的总收率约88%；但原料消耗高，副产大量的硫酸锰、硫铵废液和铁泥，污染环境。由于料液中的稀硫酸对设备的腐蚀，设备费用高。此外，锰资源回收利用率低，国外基本上已淘汰此法。 　　路线2：对二异丙苯氧化法。 　　20世纪60年代美国Signal公司开发了对二异丙苯过氧化法，并于70年代工业化。此法在酸性催化剂磷酸硅藻土或A1C13作用下，由苯与丙烯进行Friedel-Crafts烷基化反应合成二异丙苯，分离出对位异构体，使间位异构体转化为对位异构体，把分出的对二异丙苯过氧化生成二异丙基过氧化物，然后在酸陛催化剂下裂化为对苯二酚与丙酮，所得产物进行中和、萃取、分离、提纯、真空干燥后得成品。其反应过程如图2所示。 　　此法工艺成熟，与苯胺氧化法相比具有总成本低（比苯胺法约低30%）、污染小等优点。以对二异丙苯计，对苯二酚收率为约80%；但副产物多，且成分复杂，使得产物分离较困难。 　　路线3：苯酚丙酮法。 　　苯酚和丙酮用盐酸催化反应生成双酚A，然后在碱性催化剂作用下催化分解为对异丙基苯酚和苯酚，对异丙基苯酚氧化生成对苯二酚和丙酮。该法没有副产物，副产物苯酚和丙酮返回制取双酚A，如图3所示。 　　该工艺路线比较合理和理想，比经典的苯胺二氧化锰氧化法优越，不产生“三废”，反应生成的中间体都可以循环使用，收率高，但是对异丙基苯酚易于聚合，缺乏竞争力。 　　路线4：苯酚羟基化法。 　　20世纪70年代以后，日本、意大利、法国等先后用苯酚羟基化法生产对苯二酚。苯酚羟基化法是在常压下以苯酚为原料，经过氧化物氧化，生成邻、对苯二酚，其反应温度根据不同催化剂来确定。其反应过程如图4所示。 　　该法原料便宜易得，与传统方法相比，克服了规模小、反应过程“三废”多等缺点。20世纪70年代后期，苯酚过氧化氢羟基化法在法国、意大利和美国等国家实现了工业化生产。但是该法的转化率不高，并且会生成大量焦油使产率大大降低。 　　本文主要研究了用1，4-二甲氧基苯直接还原生成对苯二酚的方法，并对反应的条件进行了优化。 　　1 实验部分 　　1.1 主要原料 　　1，4-二甲氧基苯、四氢呋喃、氢气、钯复合催化剂 　　1.2 合成原理 　　此反应的合成原理就是将1，4-二甲氧基苯直接进行还原生成对苯二酚，如图5所示。 　　之前说过的四种方法中苯胺氧化法原料消耗高，副产大量的硫酸锰、硫铵废液和铁泥，污染环境，设备费用高，锰资源回收利用率低；对二异丙苯氧化法副产物多，且成分复杂，产物分离较困难，很难得到纯的产品；苯酚丙酮法中的原料对异丙基苯酚易于聚合，造成原料的大量损失；苯酚羟基化法使用过氧化物对苯酚进行氧化，反应相对比较危险，转化率不高，并且会生成大量焦油使产率大大降低。 　　1.3 对苯二酚的合成方法 　　将138g的1，4-二甲氧基苯和少量的钯复合催化剂加入烧瓶中，往体系中加入氢气和二氧化碳的混合气体，保持一定的压力和一定的温度反应。 　　2 分析与讨论 　　2.1 温度对反应的影响 　　温度是一个最重要的控制参数，我们首先研究了温度对反应产物产率的影响。我们将138g的1，4-二甲氧基苯和5%Pd/SiO2-Al2O3加入烧瓶中，往体系中加入氢气，保持压力在10Mpa和不同的温度反应，取样分析对苯二酚的产率。结果如表1所示。