一种对苯二酚的合成方法与流程

本发明涉及化工领域，具体地，本发明涉及一种对苯二酚的合成方法。

背景技术：

1、苯二酚(dihydroxybenzene,dhb)是酚类中最为常见和应用比较广泛的一种化合物，它具体又分为邻位、间位和对位的三种苯二酚。对苯二酚又名氢醌(hq)，是一种重要的基本有机原料，也是橡胶、医药、染料、农药及其他化工领域里最简单的原料、助剂及中间体。在摄影胶片中作为黑白显影剂使用、也是生产蒽醌染料和偶氮染料的原料，还可用于涂料清漆的稳定剂和抗氧剂等的制备，在合成氨脱硫工艺中可以作为辅助溶剂，也可作为橡胶防老剂、单体阻聚剂、食品稳定剂、石油抗凝剂等。作为化学试剂，主要在比色法中用来测定磷、镁及砷等，作为还原剂时用来检验磷酸盐、钨酸盐、硝酸盐、亚硝酸盐等。近年来，随着国民经济的提高及科技的不断进步使得对苯二酚的应用领域越来越宽广。除了在橡胶、染料等传统领域内的消费外，目前在国内对苯二酚已开始在化肥工业、水处理、液晶聚合物等领域中发挥着新的用途。

2、国内外有关对苯二酚的合成方法就有十几多种，已见其大量工业化的方法如：reppe法、苯胺法、对二异丙氧化法、苯酚羟基化法、双酚a法；还有部分方法现在还处于研究阶段。reppe法是最早的一种生产方法，在高温、高压的条件下用一些过渡金属为催化剂(如ru、rh)直接作用于乙炔和一氧化碳，反应制得对苯二酚；缺点是催化剂较为昂贵，回收不易，反应高温、高压下进行，易反生爆炸事故。苯胺法，主要过程如下：第1步，苯胺在稀硫酸溶液中，混合锰浆溶液或是重铬酸钠溶液，反应来生成对苯醌；第2步，将对苯醌分离出来，于酸性水溶液用铁粉还原为对苯二酚；不足之处在于三废多、环境污染较大。对二异丙苯氧化法，主要过程如下：第1步，将苯和丙烯在酸性条件、alcl3催化下发生烷基化反应生成二异丙苯，分离对位异构体、间位异构体后，将间位异构体转化为对位异构体，并氧化为二异丙基过氧化物；第2步，酸性催化剂存在下发生裂化反应，生成对苯二酚及丙酮产物；缺点就是副产物比较多、且成分也很复杂，分离起来比较困难、不是很方便。苯酚羟基化法，具体还包括过氧化氢羟基化、过氧酸/酮氧化法等，但产生较多的邻位产物，需要分离。反应过程大致有：第1步，苯酚和丙酮在盐酸的催化作用下反应生成化合物双酚a；第2步，所得到的中间体双酚a，在碱性催化剂的作用下分解成为苯酚及对异丙基苯酚；第3步，在氧化剂的作用下对异丙基苯酚可得到化合物对苯二酚和丙酮。目前国内外主要是针对反应过程中催化剂方面进行了技术改进的工作，把目光转向于新型催化剂如杂多酸、分子筛、离子液体以及固体酸等领域的研究。该方法“三废”少、也没有较为复杂的副产物、经济收入还不错，更为重要的是反应中所生成的中间体可以多次循环重复使用；对异丙基苯酚发生氧化过程中所生成的丙酮中间体也可以返回继续用作生产双酚a的原料，而由双酚a分解所得到的苯酚，同时可以返回继续生产双酚a。

技术实现思路

1、本发明在现有双酚a法制对苯二酚的基础上，开发了一种对苯二酚的合成方法，所述方法可以由双酚a一步制得对苯二酚，产物收率高、纯度高。

2、因此，本发明提供了一种对苯二酚合成方法，包括：

3、

4、使双酚a在酸性水溶液中、氧化镍催化下，与臭氧反应生成对苯二酚、苯酚和丙酮。

5、在一个实施方案中，所述方法包括：将双酚a溶于酸性水溶液中，投入催化剂氧化镍，通入臭氧反应，控制温度40-80℃，保温反应1-12小时，保温期间蒸出低沸丙酮，反应毕，过滤催化剂，降温至0-5℃，滤除析出的苯酚，加入有机溶剂，共沸脱水，降温至50-60℃，过滤、干燥得到对苯二酚。

6、在本发明一个实施方案中，所述方法还包括：

7、

8、使苯酚和丙酮在酸作用下生成双酚a。

9、优选的，所述双酚a的合成过程包括：

10、将苯酚溶于丙酮中，保持10-20℃，加入酸催化剂，滴毕后保温反应1-8小时，将反应液慢慢倒入水中，保持温度不超过30℃，搅拌均匀，冷却至0-5℃，过滤收集固体，用冷水洗涤至中性，得到双酚a。

11、在本发明的一个实施方案中，所述酸性水溶液是盐酸、硫酸水溶液中的一种。所述酸性水溶液的浓度为3-20％，优选为5-10％。优选的，所述酸性水溶液是5-10％的硫酸水溶液。

12、在本发明的一个实施方案中，酸性水溶液的用量为双酚a质量的2-8倍，优选为4-6倍。

13、在本发明的一个实施方案中，氧化镍的用量为双酚a质量的5-30％，优选为15-25％。

14、在本发明的一个实施方案中，通入臭氧后控制温度50-60℃。

15、在本发明的一个实施方案中，所述有机溶剂是甲苯、二甲苯中的至少一种。

16、在本发明的一个实施方案中，蒸出的低沸丙酮可直接套用至苯酚与丙酮制双酚a的反应中。

17、在本发明的一个实施方案中，滤除的苯酚可直接套用至苯酚与丙酮制双酚a的反应中。

18、在本发明的一个实施方案中，所述酸催化剂是盐酸、硫酸中的至少一种优选为浓硫酸。酸催化剂的用量是苯酚质量的0.8-1.5倍，优选为0.9-1.2倍。

19、在本发明的一个实施方案中，酸催化剂慢慢加入，2-5小时加完。

20、有益效果：

21、本发明提供一种对苯二酚的合成方法。本发明以双酚a法合成对苯二酚，采用氧化镍作为催化剂，臭氧作为氧化剂，由双酚a直接制得对苯二酚；反应生成的丙酮和苯酚可以容易地分离，并且能够套用至由苯酚和丙酮合成双酚a的步骤中，利用回收的苯酚和丙酮基本不影响产品的收率和质量。因此，本发明的方法是一种绿色、环保的对苯二酚合成方法，具备产业化的前景。

技术特征：

1.一种对苯二酚合成方法，包括：

2.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于，所述方法包括：将双酚a溶于酸性水溶液中，投入催化剂氧化镍，通入臭氧反应，控制温度40-80℃，保温反应1-12小时，保温期间蒸出低沸丙酮，反应毕，过滤催化剂，降温至0-5℃，滤除析出的苯酚，加入有机溶剂，共沸脱水，降温至50-60℃，过滤、干燥得到对苯二酚。

3.根据权利要求1或2所述的合成方法，其特征在于，所述方法还包括：

4.根据权利要求2所述的合成方法，其特征在于，所述双酚a的合成过程包括：

5.根据权利要求1或2所述的合成方法，其特征在于，所述酸性水溶液是盐酸、硫酸水溶液中的一种；所述酸性水溶液的浓度为3-20％，优选为5-10％。

6.根据权利要求5所述的合成方法，其特征在于，酸性水溶液的用量为双酚a质量的2-8倍，优选为4-6倍。

7.根据权利要求1或2所述的合成方法，其特征在于，氧化镍的用量为双酚a质量的5-30％，优选为15-25％。

8.根据权利要求2所述的合成方法，其特征在于，所述有机溶剂是甲苯、二甲苯中的至少一种。

9.根据权利要求2所述的合成方法，其特征在于，蒸出的低沸丙酮直接套用至苯酚与丙酮制双酚a的反应中；滤除的苯酚直接套用至苯酚与丙酮制双酚a的反应中。

10.根据权利要求3或4所述的合成方法，其特征在于，所述酸催化剂是盐酸、硫酸中的至少一种；酸催化剂的用量是苯酚质量的0.8-1.5倍，优选为0.9-1.2倍。

技术总结
本发明提供一种对苯二酚的合成方法。本发明以双酚A法合成对苯二酚，采用氧化镍作为催化剂，臭氧作为氧化剂，由双酚A直接制得对苯二酚；反应生成的丙酮和苯酚可以容易地分离，并且能够套用至由苯酚和丙酮合成双酚A的步骤中，利用回收的苯酚和丙酮基本不影响产品的收率和质量。因此，本发明的方法是一种绿色、环保的对苯二酚合成方法，具备产业化的前景。

技术研发人员：王兵波,张森,王伟,张晓弟
受保护的技术使用者：内蒙古源宏精细化工有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/17