一种3,5-二叔丁基苯酚的制备方法技术

本发明专利技术涉及有机合成领域，具体涉及一种3,5‑二叔丁基苯酚的制备方法，包括以下步骤：1)在有机溶剂中，加入1,3‑二叔丁基苯、三氯化铝，搅拌，加入异丙醇、三氟化硼乙醚络合物，加热，搅拌；2)分液，有机相精馏；3)在反应瓶中加入1,3‑二叔丁基‑5‑异丙基苯、三氟甲基苯，N‑羟基邻苯二甲酰亚胺、偶氮二异丁腈、碳酸钠，加热搅拌；4)向步骤3)得到的反应液中加入稀硫酸，加热搅拌，静置分层，有机相经精馏、干燥后，得到3,5‑二叔丁基苯酚产品。本发明专利技术提供的制备方法反应条件温和、制备过程简单、产物收率高。

【技术实现步骤摘要】
一种3,5-二叔丁基苯酚的制备方法
本专利技术涉及有机合成领域，具体而言，涉及一种3,5-二叔丁基苯酚的制备方法。
技术介绍
烷基酚主要由苯酚与烯烃，醇或卤代烃进行烷基化反应生成，重要烷基酚在工业生产中主要通过苯酚和烯烃的烷基化反应获得的。烷基酚中最重要的是壬基酚、叔丁基酚和辛基酚。叔丁基酚型化合物是一类用途广泛的物质，可用作塑料、橡胶、建材等行业的抗氧化剂和光稳定剂等。3,5-二叔丁基苯酚用于制造抗氧剂和光保护剂，是石油化工的重要中间体，以及精细化工的重要原料。酚类化合物的制备方法主要有卤代物的水解，但是使用芳香卤代物进行水解合成酚类化合物不如脂肪族卤代物水解制备醇类物质那么容易，工业上生产时一般需要在加温加压的操作条件下才可以进行，反应可能是经过苯炔中间体过程。另外，当卤素的邻对位上有吸电子基存在时，芳环受到缺电诱导活化，可以加速水解反应的发生。此外，还有磺酸盐碱熔法，此方法是使用芳烃磺酸用亚硫酸钠中和为芳磺酸钠盐再有碱熔融后酸化得到酚类化合物。该方法最早应用于工业上生产苯酚。但是该方法使用强酸强碱作为原料或催化剂，反应物对环境的污染非常大，而且反应步骤很长，自动化生产率比较低。另外当原料分子中含有羰基、卤素、氨基、硝基等官能团时，使用此方法在高温生产酚类化合物，原料分子中的官能团容易受到氧化等副反应的影响。重氮盐法，芳香烃硝化还原得到苯胺后再制得重氮盐，重氮盐水解后得到苯酚。格氏试剂法，芳香卤代物格氏反应和硼酸酯作用后再水解也可得到酚。苯酚烷基化法生产3,5-二叔丁基苯酚，通过烷基化作用直接得到反应产物，其苯酚烷基化法的操作简单，但是反应的选择性很差，由于羟基的定位效应，新加入基团主要集中在羟基的邻位以及对位上，由于生产的选择性太低，此法不能满足工业化生产的需要。异丙苯法是一种非常重要的合成酚类化合物的方法。该方法合成路线主要由三部分组成：烷基化、氧化、酸解。该方法具有原子利用率高，对环境污染小等优点，但是该方法制备过程较为复杂，生产工序多。CN105198710A涉及一种间叔丁基苯酚的合成方法，包括如下步骤：以对叔丁基氯苯为原料，经过硝化得到1-氯-4-叔丁基-2-硝基苯、还原生成间叔丁苯胺、重氮化、水解反应得到间叔丁基苯酚，该路线原料便宜易得，各步单元反应条件温和，后处理简单，四步反应总收率高，具有工业化生产的前景。但该反应使用了大量的浓硫酸和硝酸，易造成环境污染。且3,5-二叔丁基苯酚由于存在两个叔丁基，其制备的难度更高于间叔丁基苯酚。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种反应条件温和、制备过程简单、产物收率高的3,5-二叔丁基苯酚的制备方法。为了实现上述目的，本专利技术提供一种3,5-二叔丁基苯酚的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)在有机溶剂中，加入1,3-二叔丁基苯、三氯化铝，搅拌，加入异丙醇、三氟化硼乙醚络合物，加热，搅拌反应3-5小时；2)反应结束后，将反应体系降至室温，加入冰水，分液，有机相精馏得到1,3-二叔丁基-5-异丙基苯；3)在反应瓶中加入步骤2)中得到的1,3-二叔丁基-5-异丙基苯、三氟甲基苯，搅拌，加入N-羟基邻苯二甲酰亚胺、偶氮二异丁腈、碳酸钠，通入空气，加热搅拌15-18小时，得到含有1,3-二叔丁基-5-过氧化氢异丙基苯的反应液；4)向步骤3)得到的含有1,3-二叔丁基-5-过氧化氢异丙基苯的反应液中加入稀硫酸，加热搅拌2-4小时后，静置分层，有机相经精馏、干燥后，得到3,5-二叔丁基苯酚产品。进一步地，步骤1)中加入1,3-二叔丁基苯和异丙醇的物质的量之比为3-5:1。进一步地，步骤1)中异丙醇的加入量与三氯化铝的质量之比为1:2.5-3.5。进一步地，步骤1)中三氟化硼乙醚络合物和三氯化铝的质量之比为0.07-0.12:1。进一步地，步骤1)中所述三氯化铝使用前先放入质量分数为10％的磷酸溶液中超声处理5-10分钟，过滤干燥后使用。进一步地，步骤1)中所述有机溶剂为石油醚、二氯甲烷中的一种或两种；所述有机溶剂优选为石油醚。进一步地，步骤1)中加热温度为60-80℃。1,3-二叔丁基苯与异丙醇的烷基化反应属于可逆反应，反应过程中1,3-二叔丁基苯芳环上的氢原子被失去羟基的异丙基所取代，形成异丙基产物，而在去烷基化反应过程中异丙基产物中新形成的异丙基在路易斯酸催化作用的影响下会重新从苯环上脱离。正、逆向反应的不断进行促使该反应连续进行。由于1,3-二叔丁基苯上叔丁基的存在提高了苯环的活性，因此使异丙基的烷基化更容易进行，同时叔丁基作为第一类定位基，存在定位效应，正向烷基化反应进行时，异丙基优先进入苯环上的邻位或对位。随着正、逆向反应的不断进行，由于叔丁基、异丙基的空间位阻都较大，间位产物与邻对位产物相比，空间位阻较小，因此热力学控制该反应产生热力学上更稳定的间位产物，最终在一系列烷基化与去烷基化共同作用的结果下，反应形成稳定产物1,3-二叔丁基-5-异丙基苯。由于苯环上的两个叔丁基相比于甲基等一些取代基空间位阻更大，在热力学的控制下，其生成的最终产物1,3-二叔丁基-5-异丙基苯更稳定。但是由于1,3-二叔丁基苯中存在较大的空间位阻，在进行烷基化反应时，异丙基较难接近加成到苯环上，最终造成1,3-二叔丁基-5-异丙基苯的产率较低。本专利技术将三氯化铝使用前先放入质量分数为10％的磷酸溶液中超声处理5-10分钟，过滤干燥后使用。试验研究发现，经过该处理的三氯化铝，其催化活性大大提高。同时，将三氯化铝和三氟化硼乙醚络合物配合使用，二者协同作用，其催化效果更佳。这可能由于三氟化硼本身就具有催化性能，但是其催化活性较差，加入少量的三氟化硼，可以活化苯环，增强了三氯化铝的催化活性。此外试验研究发现三氟化硼乙醚络合物和三氯化铝的比例对反应影响很大，如加入的三氟化硼的量过多，其催化效果会变差，产物的收率降低。进一步地，步骤3)中N-羟基邻苯二甲酰亚胺和碳酸钠的质量之比为1:0.03-0.06。在本专利技术中，对于步骤3)中的氧化反应，由于产物过氧化物的稳定性较差，反应温度、反应时间等都会影响反应的进行，造成副产物增加、氧化反应的速率降低等问题。由于氧化反应所需的活化能较高，过高的反应温度又会使副产物增加。本专利技术通过加入N-羟基邻苯二甲酰亚胺，大大降低了反应的活化能，使反应在较低的温度条件下即可进行，但是通过研究发现，单独添加N-羟基邻苯二甲酰亚胺，反应温度仍较高。本专利技术在添加N-羟基邻苯二甲酰亚胺的基础上，又添加了碳酸钠，并且限定了N-羟基邻苯二甲酰亚胺和碳酸钠的比例。在N-羟基邻苯二甲酰亚胺和碳酸钠的共同作用下，反应温度进一步降低，反应时间也进一步缩短，同时还能保证较高的收率。碳酸钠的加入，可以增强反应体系的碱性，提高了N-羟基邻苯二甲酰亚胺的催化性能，保证了良好的产物收率。进一步地，步骤3)中加热温度为30-40℃。进一步地，步骤4)中加热温度为55-65℃。进一步地，步骤4)中所述稀硫酸的质量分数为5-10％。本专利技术所取得的有益效果如下：(1)本专利技术制备过程简单，反应条件温和，反应温度较低，步骤3)中采用空气进行氧化，相比于使用氧气，价格更加便宜易得，且减少了安全隐患。(2)本专利技术步骤4)中采用稀硫酸进行酸解，降低了使用浓硫酸所造成的安全隐患。(本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种3,5‑二叔丁基苯酚的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)在有机溶剂中，加入1,3‑二叔丁基苯、三氯化铝，搅拌，加入异丙醇、三氟化硼乙醚络合物，加热，搅拌反应3‑5小时；2)反应结束后，将反应体系降至室温，加入冰水，分液，有机相精馏得到1,3‑二叔丁基‑5‑异丙基苯；3)在反应瓶中加入步骤2)中得到的1,3‑二叔丁基‑5‑异丙基苯、三氟甲基苯，搅拌，加入N‑羟基邻苯二甲酰亚胺、偶氮二异丁腈、碳酸钠，通入空气，加热搅拌15‑18小时，得到含有1,3‑二叔丁基‑5‑过氧化氢异丙基苯的反应液；4)向步骤3)得到的含有1,3‑二叔丁基‑5‑过氧化氢异丙基苯的反应液中加入稀硫酸，加热搅拌2‑4小时后，静置分层，有机相经精馏、干燥后，得到3,5‑二叔丁基苯酚产品。

【技术特征摘要】
1.一种3,5-二叔丁基苯酚的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)在有机溶剂中，加入1,3-二叔丁基苯、三氯化铝，搅拌，加入异丙醇、三氟化硼乙醚络合物，加热，搅拌反应3-5小时；2)反应结束后，将反应体系降至室温，加入冰水，分液，有机相精馏得到1,3-二叔丁基-5-异丙基苯；3)在反应瓶中加入步骤2)中得到的1,3-二叔丁基-5-异丙基苯、三氟甲基苯，搅拌，加入N-羟基邻苯二甲酰亚胺、偶氮二异丁腈、碳酸钠，通入空气，加热搅拌15-18小时，得到含有1,3-二叔丁基-5-过氧化氢异丙基苯的反应液；4)向步骤3)得到的含有1,3-二叔丁基-5-过氧化氢异丙基苯的反应液中加入稀硫酸，加热搅拌2-4小时后，静置分层，有机相经精馏、干燥后，得到3,5-二叔丁基苯酚产品。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1)中加入1,3-二叔丁基苯和异丙醇的物质的量之比为3-5:1。3.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭骄阳，
申请(专利权)人：江苏极易新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32