一种合成2,5-二甲基苯酚的方法技术

本发明专利技术公开了一种合成2,5‑二甲基苯酚的方法，该方法为：以2,5‑二甲基苯磺酸为原料，超临界的蒸馏水为反应介质，氢氧化钠为催化剂，氧气为氧化剂，反应后得到2,5‑二甲基苯酚粗品，最后依次经过滤、乙醇精制、过滤干燥后得到2,5‑二甲基苯酚纯品。本发明专利技术采用超临界水合成2,5‑二甲基苯酚是目前最为合适的方法，减少反应步骤、缩短了工艺流程，从根本上解决了环境污染问题，没有三废产生。因此本发明专利技术采用超临界水合成2,5‑二甲基苯酚的工艺，具有非常显著的效果。

A method for the synthesis of 2,5- two methylphenol

The invention discloses a method for synthesizing 2,5 two methyl phenol. The method is as follows: the method is that the supercritical water distilled water is the reaction medium, the sodium hydroxide is the catalyst, and the oxygen is the oxidant. The crude product of 2,5 two methyl phenol is obtained after the reaction. Finally, the filter, the ethanol refining and the filtration dry in turn are obtained. After dryness, the pure product of 2,5 two methyl phenol was obtained. The application of supercritical water to 2,5 two methylphenol is the most suitable method at present. It reduces the reaction step and shortens the process flow. It fundamentally solves the problem of environmental pollution, and no three wastes are produced. Therefore, the invention uses supercritical water to form 2,5, two methyl phenol and has a very significant effect.

【技术实现步骤摘要】
一种合成2,5-二甲基苯酚的方法
本专利技术属于医药中间体
，具体涉及一种合成2,5-二甲基苯酚的方法。
技术介绍
2,5-二甲基苯酚是一种重要的化工原料和医药中间体，是制备吉非罗齐的主要原料，广泛用于维生素E中间体三甲基苯酚的生产，还常被用作消毒剂、溶剂、药物、增塑剂和润湿剂等。目前，合成2,5-二甲基苯酚的方法主要有磺化碱熔法、硝化还原法、直接催化羟基化法。王晓等以1-亚硝基-2-萘酚-6-磺酸钠铁盐为催化剂时，对二甲苯转化率达到55.9％；但是2,5-二甲基苯酚的选择性仅为18.1％，收率只有10.1％，且该催化剂溶解于液相反应体系中，难以分离再利用；檀学军等以钼酸铵为催化剂，产物2,5-二甲基苯酚的选择性为83.0％，但是对二甲苯的转化率只有7.20％。对二甲苯直接催化羟基化制备2,5-二甲基苯酚的方法，虽然绿色环保、原子利用率高，但是目前反应的转化率、选择性、收率都很低，而且溶剂与产品很难分离，该方法尚处于研发阶段，工业化工艺不成熟。硝化还原法的反应步骤长，工艺复杂，而且硝化反应危险性高、重氮盐物质不稳定、易分解，限制了该工艺广泛应用；张传新、刘登科等虽然优化了硝化反应的反应条件和工艺流程，但是收率最高只能达到55.5％，不适合工业化生产。目前，工业上采用磺化碱熔法生产2,5-二甲基苯酚的工艺是最切实可行的，俢景海等、汤卫平等通过优化工艺，磺化收率能达到90％，碱熔产物的收率能达到85％，纯度为98.3％。但是该工艺目前还存在着一些问题，磺化时投料温度和反应温度太高，易导致多磺化等副反应的发生，降低磺化产物的收率和纯度；碱熔时使用了大量的KOH且酸化的pH值很低，虽然把碱熔收率提高到了85％左右，但是却大大增加了三废和生产成本。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供了一种合成2,5-二甲基苯酚的方法。该方法以2,5-二甲基苯磺酸为原料，以超临界水为反应介质，氧气为氧化剂，在氢氧化钠催化剂存在下，合成2,5-二甲基苯酚的新方法，具有反应步骤少，成本低廉，反应过程中采用超临界水作为反应介质，反应时间短，并且整个反应过程中没有环境污染，2,5-二甲基苯磺酸的转化率高，产率也高，质量纯度不小于99％。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种合成2,5-二甲基苯酚的方法，其特征在于，该方法为：：以2,5-二甲基苯磺酸为原料，超临界的蒸馏水为反应介质，氢氧化钠为催化剂，氧气为氧化剂，反应后得到2,5-二甲基苯酚粗品，最后依次经乙醇精制、过滤和干燥，得到2,5-二甲基苯酚纯品。上述的一种合成2,5-二甲基苯酚的方法，其特征在于，该方法具体包括以下步骤：步骤一、2,5-二甲基苯磺酸的氧化水解：将2,5-二甲基苯磺酸、氢氧化钠和蒸馏水加到超临界反应釜中，再通入0.1MPa～1MPa的氧气，搅拌并加热至360℃～470℃,釜内压强不小于21.5MPa时进行氧化水解反应，在温度为360℃～470℃,釜内压强不小于21.5MPa的条件下，蒸馏水呈超临界状态，反应5s～30s后泄压冷却，析出固体，过滤后得到2,5-二甲基苯酚粗品；步骤二、2,5-二甲基苯酚的纯化：将步骤一中得到的2,5-二甲基苯酚粗品用乙醇重结晶精制，过滤后置于真空干燥箱中，在压强为30kPa、温度为50℃的条件下干燥12h后，得到了质量纯度为不小于99％的2,5-二甲基苯酚纯品。上述的一种合成2,5-二甲基苯酚的方法，其特征在于，步骤一中所述2,5-二甲基苯磺酸和氢氧化钠的摩尔比为1：(0.1～0.4)；所述蒸馏水的加入体积为与2,5-二甲基苯磺酸的物质的量之比为(0.5～2)：1，所述蒸馏水的加入体积的单位为L，所述2,5-二甲基苯磺酸的物质的量的单位为mol。上述的一种合成2,5-二甲基苯酚的方法，其特征在于，步骤一中所述2,5-二甲基苯磺酸的制备过程为：将对二甲苯和浓硫酸在氮气气氛下，温度为140℃的条件下加热回流反应3h，冷却后减压蒸馏，除去未反应的对二甲苯，得到棕色粘稠液体，然后向棕色粘稠液体中加入蒸馏水，析出大量固体，过滤收集滤饼，所述滤饼在压强为3kPa，温度为30℃的条件下进行24h的真空干燥，得到2,5-二甲基苯磺酸。上述的一种合成2,5-二甲基苯酚的方法，其特征在于，所述二甲苯和浓硫酸的摩尔比为1：(0.75～1.33)，所述浓硫酸的质量浓度为98％，蒸馏水的加入体积为棕色粘稠液体体积的0.5～2倍。本专利技术的反应原理如下：本专利技术的氧化水解过程采用超临界水作为反应介质，用2,5-二甲基苯磺酸作为原料，氧气为氧化剂，在氢氧化钠催化剂存在下，合成2,5-二甲基苯酚，反应结束后，将2,5-二甲基苯酚通过过滤从反应混合物中分离出来，产物经乙醇精制、过滤、真空干燥等处理即可获得2,5-二甲基苯酚。减少反应步骤、缩短了工艺流程，整个过程绿色环保、没有三废产生。本专利技术的反应方程式如图1所示。本专利技术与现有技术相比具有以下优点：1、本专利技术采用2,5-二甲基苯磺酸、氢氧化钠和蒸馏水加到超临界反应釜中，通入氧气，搅拌并加热至水的超临界状态，此时超临界水具有很高的氧化性能，可简化反应步骤，合成的工艺流程简单，大大缩短了反应的时间，合成成本大幅降低。水的临界温度T＝374℃，临界压力P＝22.1MPa。当体系的温度和压力超过临界点时，称为超临界水。本专利技术采用超临界水的反应介质，超临界这种看似气体的液体有很多特性，比如具有极强的氧化能力，将需要处理的物质放入超临界水中，再向其中溶解氧气(可以大量溶解)，其氧化性强于高锰酸钾。二是许多物质都可以在其中燃烧，冒出火焰。三是可以溶解很多物质(比如油)，且在溶解时体积会大大缩小，这是因为超临界水在这时会紧紧裹住油。2、本专利技术采用浓硫酸与二甲苯反应制备2,5-二甲基苯磺酸，浓硫酸的转化率高，为87.4～96.3％，2,5-二甲基苯磺酸的产率为83％以上。3、本专利技术合成2,5-二甲基苯酚的整个方法中，避免了使用大量的强酸和强碱，极大地降低了废盐水的产生，没有有毒有害物质的排放，不会产生环境污染的问题，制备整个反应过程中没有环境污染；本专利技术采用超临界水合成2,5-二甲基苯酚是目前最为合适的方法，减少反应步骤、缩短了工艺流程，从根本上解决了环境污染问题，没有三废产生。因此本专利技术采用超临界水合成2,5-二甲基苯酚的工艺，具有非常显著的效果。下面通过附图和实施例对本专利技术的技术方案作进一步的详细说明。附图说明图1是本专利技术的工艺流程图。图2为本专利技术实施例1制备的2,5-二甲基苯酚纯品的GC谱图。图3为2,5-二甲基苯酚标准品的GC谱图。具体实施方式实施例1本实施例的合成方法为：步骤一、2,5-二甲基苯磺酸的制备：将2.0mol对二甲苯加入500mL的带分水器的四口烧瓶中，再加入2.0mol质量浓度为98％的浓硫酸，在氮气气氛下于140℃加热回流3h，冷却后减压蒸馏，除去多余的对二甲苯，得到56mL棕色粘稠液体，然后向其中加入30mL蒸馏水，析出大量固体，过滤得到滤饼，所述滤饼在压强为3kPa，温度为30℃的条件下进行24h的真空干燥，得到2,5-二甲基苯磺酸；经检测，步骤一中浓硫酸的转化率为87.4％，2,5-二甲基苯磺酸的产率为83.9％；步骤二、2,5-二甲基苯磺酸的氧化水解本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种合成2,5‑二甲基苯酚的方法，其特征在于，该方法为：以2,5‑二甲基苯磺酸为原料，超临界的蒸馏水为反应介质，氢氧化钠为催化剂，氧气为氧化剂，反应后得到2,5‑二甲基苯酚粗品，最后依次经乙醇精制、过滤和干燥，得到2,5‑二甲基苯酚纯品。

【技术特征摘要】
1.一种合成2,5-二甲基苯酚的方法，其特征在于，该方法为：以2,5-二甲基苯磺酸为原料，超临界的蒸馏水为反应介质，氢氧化钠为催化剂，氧气为氧化剂，反应后得到2,5-二甲基苯酚粗品，最后依次经乙醇精制、过滤和干燥，得到2,5-二甲基苯酚纯品。2.根据权利要求1所述的一种合成2,5-二甲基苯酚的方法，其特征在于，该方法具体包括以下步骤：步骤一、2,5-二甲基苯磺酸的氧化水解：将2,5-二甲基苯磺酸、氢氧化钠和蒸馏水加到超临界反应釜中，再通入0.1MPa～1MPa的氧气，搅拌并加热至360℃～470℃,釜内压强不小于21.5MPa时进行氧化水解反应，反应5s～30s后泄压冷却，析出固体，过滤后得到2,5-二甲基苯酚粗品；步骤二、2,5-二甲基苯酚的纯化：将步骤一中得到的2,5-二甲基苯酚粗品用乙醇重结晶精制，过滤后置于真空干燥箱中，在压强为30kPa、温度为50℃的条件下干燥12h后，得到了质量纯度为不小于99％的2,5-二甲基苯酚纯品。3.根据权利要求1所述的一种合成2...

【专利技术属性】
技术研发人员：王宪沛，刘卫涛，张立龙，李小安，张辉辉，雷东卫，闫俊，
申请(专利权)人：西北化工研究院，
类型：发明
国别省市：陕西,61