一种连续流合成苯酚类化合物的方法与流程

本发明属于精细化学品合成领域，具体涉及的是一种连续流合成苯酚类化合物的方法。

背景技术：

酚是重要的化工原料，可制造染料、药物、酚醛树脂、胶粘剂等。其中邻苯二酚、对苯二酚可作显影剂，苯酚及其类似物可制做杀菌防腐剂，分子生物学试验中，酚可以用来做去除蛋白质的试剂，苯酚和甲酚的混合物和五氯苯酚都能用作木材防腐剂，后者的钠盐还可以灭杀血吸虫疫区的钉螺。

苯酚类的合成方法文献提供的有五种:过氧化氢氧化法,烷基化法,电解法,重氮化水解法,醚水解法等。

其中重氮化水解法是酚类最常规的合成方法，原料易得，成本低，适宜大规模生产。该法是目前工业上应用得最广泛的方法。但是重氮盐易爆，大规模生产不安全，而且重氮盐水解时副产物多，三废多。

基于以上现有技术中存在的问题和缺陷，需寻找一种新的合成方法应用到苯酚类化合物的合成中。

技术实现要素：

本发明的目的在于解决现有技术中合成苯酚类化合物产生的问题，提供一种新的合成苯酚类化合物的方法。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种连续流合成式(Ⅲ)所示的苯酚类化合物的方法，其特征在于所述连续流合成式(Ⅲ)所示的苯酚类化合物的方法在依次串联的两个静态混合器、管式反应器及油水分离器中进行，所述的方法包括以下步骤：

(1)将酸溶液和式(Ⅰ)所示的苯胺类化合物泵入静态混合器A，酸溶液和苯胺类化合物流速为12.2～608.2g/min、1.0～50g/min，停留时间0.6～50s，温度0～50℃；

(2)酸溶液和式(Ⅰ)所示的苯胺类化合物的混合物从静态混合器A流出、流入与静态混合器A相连的静态混合器B中，将亚硝酸钠溶液也泵入静态混合器B中，亚硝酸钠溶液流速为1.5～72.8g/min，静态混合器B中温度为0～50℃，停留时间为0.5～50s，反应生成式(Ⅱ)所示的重氮盐溶液；

(3)式(Ⅱ)所示的重氮盐溶液从静态混合器B流出、泵入与静态混合器B相连的管式反应器中，流速1～82mL/min，反应温度80～100℃，停留时间0.1～50min，然后流入与管式反应器相连的油水分离器，分离水相后得到式(Ⅲ)所示的苯酚类化合物。

式(Ⅰ)或式(Ⅱ)或式(Ⅲ)中，R为C₁～C₈烷基、氨基、羟基、硝基、卤素、-CF₃或-CO₂H；所述X为-HSO₄、Cl或Br。

进一步，式(Ⅰ)或式(Ⅱ)或式(Ⅲ)中，R优选为氨基、羟基、硝基、卤素或-CF₃；所述X优选为-HSO₄或Cl。

进一步，本发明所述苯胺类化合物、亚硝酸钠溶液中亚硝酸钠、酸溶液中酸单位时间内加入的物质的量比为1：1.00～1.03：4～7。

更进一步，本发明所述酸溶液为硫酸溶液、盐酸溶液或HBr溶液。

进一步，本发明所述硫酸溶液质量百分浓度为10～60％；

进一步，本发明所述盐酸溶液的质量百分浓度为10～40％；

进一步，本发明所述HBr溶液的质量百分浓度为10～40％。

进一步，本发明所述亚硝酸钠溶液的质量百分浓度为10～40％。

进一步，本发明所述静态混合器A、静态混合器B可以是任意静态混合器，包括心型、直型、SK型、SV型、SX型、SL型等静态混合器。

进一步，本发明所述的管式反应器可为静态混合器、水平管式反应器、立管式反应器、盘管式反应器、U型管式反应器或多管并联管式反应器。

进一步，本发明所述的油水分离器可为带式油水分离器或管式油水分离器。

本发明的有益效果：采用连续流合成苯酚类化合物的方法，重氮化反应时间34s、反应温度12.5℃、苯酚类化合物的收率93.6％，相比于间歇釜式反应的重氮化反应时间70min、反应温度3℃、苯酚类化合物的收率81.9％具有明显的优势，能很好的解决间歇釜式反应器中重氮化水解合成苯酚类化合物中存在的问题，且能用于多种重氮盐水解、氟化、氯化和溴化等反应。

附图说明

图1为本发明的流程图。

图2为本发明实施例11制备的3-溴苯酚的质谱图。

图3为本发明实施例12制备的3-碘苯酚的质谱图。

图4为本发明实施例13制备的3-氨基酚的质谱图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行进一步描述，但本发明的保护范围并不仅限于此。

以下所述的直型静态混合器A体积皆为8.2ml；心型静态混合器B体积皆为8.2ml；管式反应器为5个体积均为8.2ml的相同的心型管式反应器串联而成。

实施例1

室温下，将质量百分浓度25％的硫酸溶液用电磁计量泵以49.9g/min的速度泵入直型静态混合器A，然后将间三氟甲基苯胺用电磁计量泵以4.1g/min的速度泵入直型静态混合器A，直型静态混合器A的导热油温度设定为12.5℃，质量百分浓度30％的亚硝酸钠溶液用Hanbon-NP7010C高效液相泵以6g/min的速度泵入心型静态混合器B，心型静态混合器B的导热油温度设定为12.5℃，反应后得到重氮盐溶液。将心型管式反应器的导热油温度设定为88℃，同时用Hanbon-NP7010C高效液相泵将重氮盐水溶液以1ml/min的速度心型泵入管式反应器，反应后反应液进入心型油水分离器，收集120min，最终得到油状液体间三氟甲基苯酚7.9g，纯度99.2％，收率93.6％。1H NMR(CDCl3)δ:6.26(s,1H,OH),7.07(dd,J＝2.4,8.2Hz,1H),7.16(s,1H),7.26(d,J＝7.8Hz,1H),7.38(t,J＝8.0Hz,1H).13C NMR(CDCl3)δ:112.4(q,J＝3.9Hz),118.1(q,J＝3.9Hz),118.9(s),123.8(q,J＝270.6Hz),130.4(s),132.2(q,J＝32.3Hz),155.2.

实施例2

室温下，将质量百分浓度25％的硫酸溶液用电磁计量泵以49.9g/min的速度泵入直型静态混合器A，然后将间三氟甲基苯胺用电磁计量泵以4.1g/min的速度泵入直型静态混合器A，直型静态混合器A的导热油温度设定为0℃，质量百分浓度30％的亚硝酸钠溶液用Hanbon-NP7010C高效液相泵以6g/min的速度泵入心型静态混合器B，心型静态混合器B的导热油温度设定为0℃，反应后得到重氮盐溶液。将心型管式反应器的导热油温度设定为80℃，同时用Hanbon-NP7010C高效液相泵将重氮盐水溶液以82ml/min的速度心型泵入管式反应器，反应后反应液进入心型油水分离器，收集1min，最终得到油状液体间三氟甲基苯酚1.5g，纯度99.2％，收率26.3％。

实施例3

室温下，将质量百分浓度25％的硫酸溶液用电磁计量泵以49.9g/min的速度泵入直型静态混合器A，然后将间三氟甲基苯胺用电磁计量泵以4.1g/min的速度泵入直型静态混合器A，直型静态混合器A的导热油温度设定为0℃，质量百分浓度30％的亚硝酸钠溶液用Hanbon-NP7010C高效液相泵以6g/min的速度泵入心型静态混合器B，心型静态混合器B的导热油温度设定为0℃，反应后得到重氮盐溶液。将心型管式反应器的导热油温度设定为100℃，同时用Hanbon-NP7010C高效液相泵将重氮盐水溶液以1ml/min的速度心型泵入管式反应器，反应后反应液进入心型油水分离器，收集120min，最终得到油状液体间三氟甲基苯酚4.8g，纯度99.2％，收率57.1％。

实施例4

室温下，将质量百分浓度25％的硫酸溶液用电磁计量泵以49.9g/min的速度泵入直型静态混合器A，然后将间三氟甲基苯胺用电磁计量泵以4.1g/min的速度泵入直型静态混合器A，直型静态混合器A的导热油温度设定为50℃，质量百分浓度30％的亚硝酸钠溶液用Hanbon-NP7010C高效液相泵以6g/min的速度泵入心型静态混合器B，心型静态混合器B的导热油温度设定为50℃，反应后得到重氮盐溶液。将心型管式反应器的导热油温度设定为80℃，同时用Hanbon-NP7010C高效液相泵将重氮盐水溶液以1ml/min的速度心型泵入管式反应器，反应后反应液进入心型油水分离器，收集120min，最终得到油状液体间三氟甲基苯酚3.1g，纯度99.2％，收率36.9％。

实施例5

室温下，将质量百分浓度25％的硫酸溶液用电磁计量泵以39.9g/min的速度泵入直型静态混合器A，然后将间三氟甲基苯胺用电磁计量泵以4.1g/min的速度泵入直型静态混合器A，直型静态混合器A的导热油温度设定为12.5℃，质量百分浓度30％的亚硝酸钠溶液用Hanbon-NP7010C高效液相泵以6g/min的速度泵入心型静态混合器B，心型静态混合器B的导热油温度设定为12.5℃，反应后得到重氮盐溶液。将心型管式反应器的导热油温度设定为88℃，同时用Hanbon-NP7010C高效液相泵将重氮盐水溶液以1ml/min的速度心型泵入管式反应器，反应后反应液进入心型油水分离器，收集120min，最终得到油状液体间三氟甲基苯酚7.0g，纯度99.2％，收率83.3％。

实施例6

室温下，将质量百分浓度25％的硫酸溶液用电磁计量泵以69.9g/min的速度泵入直型静态混合器A，然后将间三氟甲基苯胺用电磁计量泵以4.1g/min的速度泵入直型静态混合器A，直型静态混合器A的导热油温度设定为12.5℃，质量百分浓度30％的亚硝酸钠溶液用Hanbon-NP7010C高效液相泵以6g/min的速度泵入心型静态混合器B，心型静态混合器B的导热油温度设定为12.5℃，反应后得到重氮盐溶液。将心型管式反应器的导热油温度设定为88℃，同时用Hanbon-NP7010C高效液相泵将重氮盐水溶液以1ml/min的速度心型泵入管式反应器，反应后反应液进入心型油水分离器，收集120min，最终得到油状液体间三氟甲基苯酚7.4g，纯度99.2％，收率88.1％。

实施例7

室温下，将质量百分浓度25％的硫酸溶液用电磁计量泵以12.17g/min的速度泵入直型静态混合器A，然后将间三氟甲基苯胺用电磁计量泵以1.0g/min的速度泵入直型静态混合器A，直型静态混合器A的导热油温度设定为12.5℃，质量百分浓度30％的亚硝酸钠溶液用Hanbon-NP7010C高效液相泵以1.46g/min的速度泵入心型静态混合器B，心型静态混合器B的导热油温度设定为12.5℃，反应后得到重氮盐溶液。将心型管式反应器的导热油温度设定为88℃，同时用Hanbon-NP7010C高效液相泵将重氮盐水溶液以1ml/min的速度心型泵入管式反应器，反应后反应液进入心型油水分离器，收集120min，最终得到油状液体间三氟甲基苯酚2.6g，纯度99.2％，收率31.0％。

实施例8

室温下，将质量百分浓度25％的硫酸溶液用电磁计量泵以608.2g/min的速度泵入直型静态混合器A，然后将间三氟甲基苯胺用电磁计量泵以50g/min的速度泵入直型静态混合器A，直型静态混合器A的导热油温度设定为12.5℃，质量百分浓度30％的亚硝酸钠溶液用Hanbon-NP7010C高效液相泵以72.8g/min的速度泵入心型静态混合器B，心型静态混合器B的导热油温度设定为12.5℃，反应后得到重氮盐溶液。将心型管式反应器的导热油温度设定为88℃，同时用Hanbon-NP7010C高效液相泵将重氮盐水溶液以1ml/min的速度心型泵入管式反应器，反应后反应液进入心型油水分离器，收集120min，最终得到油状液体间三氟甲基苯酚4.1g，纯度99.2％，收率48.8％。

实施例9

室温下，将质量百分浓度25％的盐酸溶液用电磁计量泵以18.7g/min的速度泵入直型静态混合器A，然后将间三氟甲基苯胺用电磁计量泵以4.1g/min的速度泵入直型静态混合器A，直型静态混合器A的导热油温度设定为12.5℃，质量百分浓度30％的亚硝酸钠溶液用Hanbon-NP7010C高效液相泵以6g/min的速度泵入心型静态混合器B，心型静态混合器B的导热油温度设定为12.5℃，反应后得到重氮盐溶液。将心型管式反应器的导热油温度设定为88℃，同时用Hanbon-NP7010C高效液相泵将重氮盐水溶液以1ml/min的速度心型泵入管式反应器，反应后反应液进入心型油水分离器，收集120min，最终得到油状液体间三氟甲基苯酚7.8g，纯度99.2％，收率92.7％。

实施例10

室温下，将质量百分浓度25％的硫酸溶液用电磁计量泵以50.1g/min的速度泵入直型静态混合器A，然后将间氟苯胺用电磁计量泵以2.84g/min的速度泵入直型静态混合器A，直型静态混合器A的导热油温度设定为12.5℃，质量百分浓度30％的亚硝酸钠溶液用Hanbon-NP7010C高效液相泵以6g/min的速度泵入心型静态混合器B，心型静态混合器B的导热油温度设定为12.5℃，反应后得到重氮盐溶液。将心型管式反应器的导热油温度设定为92℃，同时用Hanbon-NP7010C高效液相泵将重氮盐水溶液以1ml/min的速度泵入心型管式反应器，反应后反应液进入心型油水分离器，收集120min，最终得到得到油状液体间氟苯酚6.7g，纯度99.5％，收率94.3％。1H NMR(CDCl3)δ:6.37(s,1H),6.55-6.57(m,1H),6.59-6.66(m,2H),7.12-7.19(m,1H).

实施例11

室温下，将质量百分浓度25％的硫酸溶液用电磁计量泵以49.9g/min的速度泵入直型静态混合器A，然后将间溴苯胺用电磁计量泵以4.4g/min的速度泵入直型静态混合器A，直型静态混合器A的导热油温度设定为12.5℃，质量百分浓度30％的亚硝酸钠溶液用Hanbon-NP7010C高效液相泵以6g/min的速度泵入心型静态混合器B，心型静态混合器B的导热油温度设定为12.5℃，反应后得到重氮盐溶液。将心型管式反应器的导热油温度设定为90℃，同时用Hanbon-NP7010C高效液相泵将重氮盐水溶液以1ml/min的速度泵入心型管式反应器，反应后反应液进入心型油水分离器，收集120min，最终得到得到间溴苯酚8.1g，纯度99.2％，收率93.8％。

实施例12

室温下，将25％的硫酸溶液用电磁计量泵以50.2g/min的速度泵入直型静态混合器A，然后将间碘苯胺用电磁计量泵以5.6g/min的速度泵入直型静态混合器A，直型静态混合器A的导热油温度设定为10.0℃，30％的亚硝酸钠溶液用Hanbon-NP7010C高效液相泵以6g/min的速度泵入心型静态混合器B，心型静态混合器B的导热油温度设定为10.0℃，反应后得到重氮盐溶液。将心型管式反应器的导热油温度设定为88℃，同时用Hanbon-NP7010C高效液相泵将重氮盐水溶液以1ml/min的速度泵入心型管式反应器，反应后反应液进入心型油水分离器，收集120min，最终得到得到间碘苯酚11.4g，纯度99.1％，收率92.5％。

实施例13

室温下，将25％的硫酸溶液以50.2g/min的速度泵入静态混合器A，然后将间苯二胺以2.77g/min的速度泵入静态混合器A，微通道反应器的导热油温度设定为10.0℃，30％的亚硝酸钠溶液用高效液相泵以6g/min的速度泵入静态混合器B，静态混合器B的导热油温度设定为10.0℃，反应后得到重氮盐溶液。将管式反应器的导热油温度设定为90℃，同时用Hanbon-NP7010C高效液相泵将重氮盐水溶液以1ml/min的速度泵入管式反应器，反反应后反应液进入油水分离器，收集120min，最终得到得到间氨基苯酚6.5g，纯度99.3％，收率92.8％。

实施例14

室温下，将25％的硫酸溶液以49.7g/min的速度泵入静态混合器A，然后将间硝基苯胺以3.5g/min的速度泵入静态混合器A，微通道反应器的导热油温度设定为12.5℃，30％的亚硝酸钠溶液用高效液相泵以6g/min的速度泵入静态混合器B，静态混合器B的导热油温度设定为12.5℃，反应后得到重氮盐溶液。将管式反应器的导热油温度设定为90℃，同时用Hanbon-NP7010C高效液相泵将重氮盐水溶液以1ml/min的速度泵入管式反应器，反应后反应液进入油水分离器，收集120min，最终得到得到间硝基苯酚6.7g，纯度99.2％，收率92.3％。1H NMR(CDCl3):δ7.82-7.79(m,1H),7.73(t,1H),7.41(t,1H),7.23-7.20(m,1H),6.15(s,1H).

实施例15

室温下，将25％的硫酸溶液以50.2g/min的速度泵入静态混合器A，然后将间羟基苯胺以2.8g/min的速度泵入静态混合器A，微通道反应器的导热油温度设定为12.5℃，30％的亚硝酸钠溶液用高效液相泵以6g/min的速度泵入静态混合器B，静态混合器B的导热油温度设定为12.5℃，反应后得到重氮盐溶液。将管式反应器的导热油温度设定为90℃，同时用Hanbon-NP7010C高效液相泵将重氮盐水溶液以1ml/min的速度泵入管式反应器，反应后反应液进入油水分离器，收集120min，最终得到得到间苯二酚5.2g，纯度99.3％，收率91.8％。1H NMR(CD3OD):δ6.96-6.90(m,1H),6.27-6.24(m,3H)。