一种4,4'-联苯二甲酸的提纯方法与流程

1.本发明涉及有机化合物化工生产技术领域，具体涉及一种4,4'-联苯二甲酸的提纯方法。


背景技术：

2.4,4'-联苯二甲酸是一种重要的有机合成中间体，广泛应用于精细化学品合成、医药合成、有机高分子合成、超分子材料合成、液晶材料合成等各个领域。联苯类化合物用于制作液晶材料始于1973年，英国格雷教授发现可以利用联苯来制作具有液晶性质的材料，而使用联苯生产的液晶显示器相当稳定，解决了以往所使用的液晶材料显示不稳定的问题；另外以联苯类液晶做成的显示元件，具有清亮点较高、理化性能良好等优点。
3.4,4'-联苯二甲酸作为液晶原料使用时，对产品质量要求很高，产品主含量需达到99.9％以上，产品外观需为纯白色。而4,4'-联苯二甲酸的传统制备方法是通过氧化4,4'-二甲基联苯得到，粗品经过碱溶、脱色、酸析的精制步骤提纯，产品中有氧化不彻底的4,4'-联苯二甲醛、4,4'-联苯二甲醇、4-甲基-4'-甲醛基联苯、4-甲基-4'-羟甲基联苯、4-羧基-4'-甲醛基联苯和4-羧基-4'-羟甲基联苯，还有氧化产生的焦油(焦油会影响产品外观，同时会对下一步反应产生不利影响)以及未反应的少量原料4,4'-二甲基联苯和反应中间产品4-甲基-4'-羧基联苯。因此，需要开发出一种提纯4,4'-联苯二甲酸的方法，提高产品纯度和改善产品外观，以使产品满足作为液晶原料使用的需求。


技术实现要素：

4.为了解决上述问题，本发明提供了一种4,4'-联苯二甲酸的提纯方法。通过本发明的方法提纯得到的4,4'-联苯二甲酸纯度能达到99.9％以上，外观为纯白色，符合作为液晶原料使用的要求。
5.具体地，本发明通过如下技术方案来实现：
6.一种4,4'-联苯二甲酸的提纯方法，包括以下步骤：将4,4'-联苯二甲酸粗品加入水中，加入碱性物质调节ph＝9～10；升温至75～85℃，滴加次氯酸钠溶液，滴完后在80～90℃保温1.5～2.5h；保温结束后向反应体系中加入焦亚硫酸钠溶液；将反应体系升温至85～95℃，加入第一酸调节ph＝6，加入活性炭，搅拌均匀；压滤，滤液升温至90～95℃，加入第二酸调节ph＝1；冷却至50～60℃，离心，固体用水洗涤至中性后离心，烘干，得到提纯后的4,4'-联苯二甲酸精制品。
7.上述方法中涉及的主要反应方程式有：
[0008][0009][0010]
na2s2o5+2naclo＝2na2so4+2hcl+h2o
[0011]
优选的，所述次氯酸钠溶液中有效氯含量为10％。
[0012]
进一步优选的，所述次氯酸钠溶液与所述4，4
′‑
联苯二甲酸粗品的质量比为(0.75～0.9)：1。
[0013]
优选的，所述次氯酸钠溶液在25～40min内滴加完。
[0014]
优选的，所述碱性物质包括液碱、氢氧化钾中至少一种；进一步优选液碱。
[0015]
优选的，所述焦亚硫酸钠溶液的加入量以反应液用淀粉碘化钾试纸测试不变蓝为准。
[0016]
优选的，所述焦亚硫酸钠溶液的质量浓度为10％。
[0017]
优选的，所述第一酸包括稀硫酸、稀盐酸中至少一种；进一步优选稀硫酸；更进一步优选10％～20％稀硫酸。
[0018]
优选的，所述第二酸包括稀硫酸、稀盐酸中至少一种；进一步优选稀硫酸；更进一步优选10％～20％稀硫酸。
[0019]
优选的，所述活性炭与所述4,4'-联苯二甲酸粗品的质量比为(7～8):100。
[0020]
优选的，加入活性炭后搅拌的时间为30～60min。
[0021]
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明中提纯4,4'-联苯二甲酸的方法通过控制反应体系ph＝6把未反应的少量原料4,4'-二甲基联苯和反应中间产品4-甲基-4'-羧基联苯析出，然后加活性炭吸附过滤掉；通过次氯酸钠把氧化不彻底的醇和醛进一步氧化得到4,4'-联苯二甲酸，且次氯酸钠同时具有漂白作用；最终得到4,4'-联苯二甲酸精制品的纯度为99.9％以上，外观为纯白色，满足作为液晶原料使用的需求。本发明的方法操作简单，原料廉价易得，适合大规模的工业化生产。
具体实施方式
[0022]
以下结合实施例对本发明技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下，依据以下实施方式所作的任何等效变换或替代，均属于本发明的保护范围之内。
[0023]
实施例1
[0024]
本实施例提供了一种4,4'-联苯二甲酸的提纯方法，包括以下步骤：
[0025]
将100kg纯度为98.0％的4,4'-联苯二甲酸粗品投入到3000l反应釜内，并投入2000kg水，用液碱调节ph＝9；升温至80℃，在30min内滴加75l 10％的次氯酸钠水溶液，滴完后在85～88℃保温1.5h；将反应混合液转入脱色釜用10wt％焦亚硫酸钠水溶液调到用淀粉碘化钾试纸测试不变蓝为止；然后升温至90℃滴加10％稀硫酸调节ph＝6，加入8kg活性炭，在90℃搅拌脱色40min；压滤，滤液转入酸析釜，搅拌状态下升温至92℃，用10％稀硫酸调节ph至1进行酸析；然后冷却至60℃，以1200rpm速度离心，固体用水洗到中性，继续离心，固体烘干得95kg 4,4'-联苯二甲酸精制品，纯度经hplc法检测为99.93％。
[0026]
反应过程中涉及的主要方程式有：
[0027][0028][0029]
na2s2o5+2nacio＝2na25o4+2hcl+h2o
[0030]
实施例2
[0031]
本实施例提供了一种4,4'-联苯二甲酸的提纯方法，包括以下步骤：
[0032]
将100kg纯度为98.3％的4,4'-联苯二甲酸粗品投入到3000l反应釜内，并投入2000kg水，用液碱调节ph＝10；升温至75℃，在40min内滴加70l10％的次氯酸钠水溶液，滴完后在80～85℃保温2.5h；将反应混合液转入脱色釜用10wt％焦亚硫酸钠水溶液调到淀粉碘化钾试纸不变蓝；然后升温至85℃滴加10％稀硫酸调节ph＝6，加入7kg活性炭，在85℃搅拌脱色60min；压滤，滤液转入酸析釜，搅拌状态下升温至90℃，用10％稀硫酸调节ph至1进行酸析；然后冷却至50℃，以1300rpm速度离心，固体用水洗到中性，继续离心，固体烘干得
95kg 4,4'-联苯二甲酸精制品，纯度经hplc法检测为99.95％。
[0033]
反应过程中涉及的主要方程式与实施例1相同。
[0034]
实施例3
[0035]
本实施例提供了一种4,4'-联苯二甲酸的提纯方法，包括以下步骤：
[0036]
将100kg纯度为98.6％的4,4'-联苯二甲酸粗品投入到3000l反应釜内，并投入2000kg水，用氢氧化钾调节ph＝9.5；升温至85℃，在25min内滴加80l 10％的次氯酸钠水溶液，滴完后在88～90℃保温1.5h；将反应混合液转入脱色釜用10wt％焦亚硫酸钠水溶液调到淀粉碘化钾试纸不变蓝；然后升温至95℃滴加稀盐酸调节ph＝6，加入8kg活性炭，在95℃搅拌脱色30min；压滤，滤液转入酸析釜，搅拌状态下升温至95℃，用稀盐酸调节ph至1进行酸析；然后冷却至55℃，以1100rpm速度离心，固体用水洗到中性，继续离心，固体烘干得95kg 4,4'-联苯二甲酸精制品，纯度经hplc法检测为99.94％。
[0037]
反应过程中涉及的主要方程式与实施例1相同。
[0038]
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明的保护范围。对于任何熟悉本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。任何依据本发明申请保护范围及说明书内容所作的简单的等效变化和修饰，均应包含在本发明的保护范围之内。