本命属于有机合成技术领域,具体涉及一种利用甲基硫酸钠合成苯甲醚的方法。
背景技术:
苯甲醚亦称茴香醚,是一种重要的有机合成中间体,可用于合成农药、染料和香料,可配制许多花香型香精,特别是栀子、紫丁香、葵花型香精,也可用作油脂和啤酒的抗氧化剂、塑料稳定剂、合成乙烯聚合物紫外稳定剂,更是一种优良的溶剂。
苯酚钠与氯甲烷、溴苯与甲醇、甲醇与苯酚在强酸催化体系或沸石催化剂下均可合成苯甲醚。而目前工业上常通过硫酸二甲酯和苯酚合成苯甲醚。硫酸二甲酯为剧毒品,使用不慎会对人体和环境造成极大危害。有研究以碱金属离子交换的八面沸石为催化剂、采用n状型分子筛为催化剂、以1%(w)的硝酸锶和二氧化硅负载kf固定床为催化剂,以碳酸二甲酯为甲基化试剂合成苯甲醚。虽在研究方面取得不错进展,但苯甲醚附加值低,而碳酸二甲酯价格比硫酸二甲酯高几倍,使大规模推广应用具有很大的阻力。
甲基硫酸钠是生产维生素b1、医药中间体半缩醛和杀菌剂霜脲氰等的主要副产物,目前无经济有效的处置方法,保守估计国内存量超100kt。相关文献报道,甲基硫酸钠可用来生产硝基甲烷、对甲砜甲苯、二甲基硫醚和s-甲基异硫脲旧。等,但由于三废治理和产品质量等方面存在问题,均未进行产业化实施。
本发明以苯酚和甲基硫酸钠废渣为原料,在氢氧化钠条件下,以水为溶剂,常压下进行连续蒸馏回流反应合成苯甲醚,并且经济有效地回收副产品硫酸钠。
技术实现要素:
针对现有技术的缺陷,本发明提供一种利用甲基硫酸钠合成苯甲醚的方法。
利用甲基硫酸钠合成苯甲醚的方法,包括以下步骤:
(1)将苯酚溶于氢氧化钠溶液中,得到苯酚钠溶液;
(2)向苯酚钠溶液中加入甲基硫酸钠,在100-110℃下回流反应6h,然后降温至40℃,滴加硫酸调节ph为5,静置10-14h,分层,将上下两层分离,上层为苯甲醚,下层为无机相;
(3)将步骤(2)得到的苯甲醚用氢氧化钠溶液洗涤2次,然后用无水硫酸钠干燥;
(4)将步骤(3)的产物微波反应30min,然后超声分散20-40min,自然冷却至室温;
(5)在110-130℃下蒸馏50-80min,得到苯甲醚。
优选地,步骤(1)中,氢氧化钠溶液的质量浓度为20%。
优选地,步骤(1)中,苯酚、氢氧化钠的摩尔比为1:(1-2)。
优选地,步骤(2)中,苯酚钠溶液和甲基硫酸钠的添加比例为100ml:5.9g。
优选地,步骤(3)中,氢氧化钠溶液的质量浓度为10%。
优选地,步骤(4)中,微波反应的功率为100-200w。
优选地,步骤(4)中,超生反应的条件为:超声功率为200-500w,超声频率为30-50hz。
本发明的优点:
本发明以苯酚和甲基硫酸钠废渣为原料,在氢氧化钠条件下,以水为溶剂,常压下进行连续蒸馏回流反应合成苯甲醚,并且经济有效地回收副产品硫酸钠。苯酚的转化率高、苯甲醚的收率高,苯酚转化率为98.98%,苯甲醚收率95.54%。
具体实施方式
实施例1
利用甲基硫酸钠合成苯甲醚的方法,包括以下步骤:
(1)将苯酚溶于质量浓度为20%的氢氧化钠溶液中,其中,苯酚、氢氧化钠的摩尔比为1:2,得到苯酚钠溶液;
(2)按照苯酚钠溶液和甲基硫酸钠的添加比例为100ml:5.9g,向苯酚钠溶液中加入甲基硫酸钠,在110℃下回流反应6h,然后降温至40℃,滴加硫酸调节ph为5,静置14h,分层,将上下两层分离,上层为苯甲醚,下层为无机相;
(3)将步骤(2)得到的苯甲醚用质量浓度为10%的氢氧化钠溶液洗涤2次,然后用无水硫酸钠干燥;
(4)将步骤(3)的产物在功率为200w的条件下微波反应30min,然后在超声功率为500w,超声频率为50hz的条件下超声分散40min,自然冷却至室温;
(5)在130℃下蒸馏80min,得到苯甲醚。
实施例2
利用甲基硫酸钠合成苯甲醚的方法,包括以下步骤:
(1)将苯酚溶于质量浓度为20%的氢氧化钠溶液中,其中,苯酚、氢氧化钠的摩尔比为1:1,得到苯酚钠溶液;
(2)按照苯酚钠溶液和甲基硫酸钠的添加比例为100ml:5.9g,向苯酚钠溶液中加入甲基硫酸钠,在100℃下回流反应6h,然后降温至40℃,滴加硫酸调节ph为5,静置10h,分层,将上下两层分离,上层为苯甲醚,下层为无机相;
(3)将步骤(2)得到的苯甲醚用质量浓度为10%的氢氧化钠溶液洗涤2次,然后用无水硫酸钠干燥;
(4)将步骤(3)的产物在功率为100w的条件下微波反应30min,然后在超声功率为200w,超声频率为30hz的条件下超声分散20min,自然冷却至室温;
(5)在110℃下蒸馏50min,得到苯甲醚。
实施例3
利用甲基硫酸钠合成苯甲醚的方法,包括以下步骤:
(1)将苯酚溶于质量浓度为20%的氢氧化钠溶液中,其中,苯酚、氢氧化钠的摩尔比为1:1.2,得到苯酚钠溶液;
(2)按照苯酚钠溶液和甲基硫酸钠的添加比例为100ml:5.9g,向苯酚钠溶液中加入甲基硫酸钠,在105℃下回流反应6h,然后降温至40℃,滴加硫酸调节ph为5,静置12h,分层,将上下两层分离,上层为苯甲醚,下层为无机相;
(3)将步骤(2)得到的苯甲醚用质量浓度为10%的氢氧化钠溶液洗涤2次,然后用无水硫酸钠干燥;
(4)将步骤(3)的产物在功率为100w的条件下微波反应30min,然后在超声功率为300w,超声频率为40hz的条件下超声分散30min,自然冷却至室温;
(5)在120℃下蒸馏70min,得到苯甲醚。