胺催化法制备氟化苯酚的工艺

摘要

本发明涉及一种胺催化法制备氟化苯酚的工艺，属于化学合成技术领域。所述的工艺是将苯酚、催化剂依次加入到反应釜中进行加热，然后向反应釜中通入氟氮混合气进行反应，反应结束后用氮气进行吹扫，得到氟化苯酚粗品，吹扫气及反应尾气依次送入活性炭吸附塔、固体钠石灰吸收塔内进行吸附，最后得到的不凝性气体进行高空排放，将氟化苯酚粗品进行精馏分离，分别得到邻氟苯酚、对氟苯酚、2,4‑二氟苯酚、2,6‑二氟苯酚。本发明解决了目前的制备工艺中存在的产品收率低、所需溶剂量大、成本高、污染环境的问题，具有原料转化完全、副产物少、生产成本低的特点，本发明不额外添加溶剂来维持一定的温度范围，节省了成本及溶剂的损耗。

权利要求

1.一种胺催化法制备氟化苯酚的工艺，其特征在于：包括以下步骤：（1）反应：

将苯酚、催化剂依次加入到反应釜中进行加热，然后向反应釜中通入氟氮混合气进行反应，反应结束后用氮气进行吹扫，得到氟化苯酚粗品，吹扫气及反应尾气进入尾气处理工序；

所述氟氮混合气中氟气的体积分数为10%；

所述催化剂的分子结构如下：

其中，R或R，为甲基、乙基、丙基、正丁基、叔丁基、卤族元素、羧基、酯基、氰基、硝基中的任意一种；

（2）尾气处理：

将吹扫气及反应尾气依次送入活性炭吸附塔、固体钠石灰吸收塔内进行吸附，最后得到的不凝性气体进行高空排放；

（3）纯化：

将氟化苯酚粗品进行精馏分离，分别得到邻氟苯酚、对氟苯酚、2,4-二氟苯酚、2,6-二氟苯酚；

步骤（1）中加热温度为40-50℃；

步骤（1）中反应温度为40-50℃；

步骤（1）中反应时间为7-9h。

说明书

胺催化法制备氟化苯酚的工艺

技术领域

[0001] 本发明涉及一种胺催化法制备氟化苯酚的工艺，属于化学合成技术领域。

背景技术

[0002] 现有氟化苯酚的工业生产工艺主要是采用对胺基苯酚重氮化、再氟代的方法，采用这种方法生产时的产品收率低，产生大量废水，污染严重，成本高；另外一种生产工艺是采用氯化硝基苯，经氯原子氟代反应，再将硝基还原成胺基，胺基重氮化水解成氟代苯酚，采用这种方法时需要经过多步反应，总收率低，同时过程中也会产生很多废水。由此可见，现有的氟化苯酚的制备方法均存在多步合成成本高、过程繁琐、浪费资源、污染环境的问题。另外，文献中有以氟气作为氟源，在乙腈等溶剂中对苯酚进行氟化的报道，相比于传统所用方法，这种氟化只需要一步反应就能得到产物，但是产率较低，反应产物复杂，难于控制，且溶剂量大。

发明内容

[0003] 本发明的目的是提供一种胺催化法制备氟化苯酚的工艺，解决了目前的制备工艺中存在的产品收率低、反应产物复杂且难于控制、所需溶剂量大、成本高、污染环境的问题，具有生产成本低、操作简单、选择性好的特点。

[0004] 本发明所述的胺催化法制备氟化苯酚的工艺，包括以下步骤：

[0005] (1)反应：

[0006] 将苯酚、催化剂依次加入到反应釜中进行加热，然后向反应釜中通入氟氮混合气进行反应，反应结束后用氮气进行吹扫，得到氟化苯酚粗品，吹扫气及反应尾气进入尾气处理工序；

[0007] 所述氟氮混合气中氟气的体积分数为10％；

[0008] 所述催化剂为朝格尔碱及其类似物，分子结构如下：

[0009]

[0010] 其中，R或R’为甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、叔丁基、卤族元素、羧基、酯基、氰基、硝基中的任意一种；

[0011] (2)尾气处理：

[0012] 将吹扫气及反应尾气依次送入活性炭吸附塔、固体钠石灰吸收塔内进行吸附，最后得到的不凝性气体进行高空排放；

[0013] (3)纯化：

[0014] 将氟化苯酚粗品进行精馏分离，分别得到邻氟苯酚(2-氟苯酚)、对氟苯酚(4-氟苯酚)、2,4-二氟苯酚、2,6-二氟苯酚。

[0015] 其中，优选的技术方案如下：

[0016] 步骤(1)中加热温度为40-50℃。

[0017] 步骤(1)中反应温度为40-50℃。

[0018] 步骤(1)中反应时间为7-9h。

[0019] 本发明中：

[0020] 氟氮混合气中的氟气首先与催化剂生成胺氟类中间产物，产生的胺氟类中间产物然后立即对苯酚进行氟化反应，生成邻氟苯酚、对氟苯酚、间氟苯酚、2,4-二氟苯酚、2,6二氟苯酚，同时胺氟类中间产物被还原成胺，胺则继续与氟气反应生成胺氟产物，从而实现催化循环。

[0021] 本发明的有益效果如下：

[0022] (1)本发明直接将苯酚作为溶剂，将朝格尔碱及其类似物作为催化剂，对苯酚直接进行氟气氟化，其生产成本低，操作简单，选择性好；

[0023] (2)本发明不额外添加溶剂来维持一定的温度范围，而是直接采用苯酚作为溶剂，反应生成的氟代苯酚也能够充当溶剂的作用，大大节省了成本及溶剂的损耗；

[0024] (3)原料转化完全，副产物少，生产成本低。

附图说明

[0025] 图1是本发明中反应工序的工艺流程图。

[0026] 图中：1、氟氮混合气；2、氮气；3、反应釜；4、反应尾气；5、原料入口。

具体实施方式

[0027] 以下结合实施例对本发明做进一步描述。

[0028] 实施例1

[0029] 所述的胺催化法制备氟化苯酚的工艺如下：

[0030] (1)反应：

[0031] 将30kg苯酚、3kg二甲基朝格尔碱通过原料入口依次加入到反应釜中，用热水对反应釜进行加热，加热温度为40-50℃，使得苯酚完全融化并进行搅拌，然后向反应釜中通入氟氮混合气，在40-50℃下反应8h，氟氮混合气的流速为0.4L/s，氟氮混合气中氟气的体积分数为10％，反应结束后用氮气吹扫30min，得到氟化苯酚粗品，吹扫气及反应尾气进入尾气处理工序；

[0032] (2)尾气处理：

[0033] 将吹扫气及反应尾气依次送入活性炭吸附塔、固体钠石灰吸收塔内进行吸附，以去除未反应的氟气和反应尾气中的酸性气体，最后得到的不凝性气体进行高空排放；

[0034] (3)纯化：

[0035] 将氟化苯酚粗品进行精馏分离，分别得到2-氟苯酚、4-氟苯酚、2,4-二氟苯酚、2,6-二氟苯酚。

[0036] 将本实施例中得到的产品质量分数组成与现有方法中无催化剂且采用乙腈作为溶剂对苯酚进行氟化，即无催化乙腈法所得到的产品质量分数组成相对比，其结果见表1。

[0037] 表1实施例1与无催化乙腈法产品对比

[0038]项目 苯酚 2-氟苯酚 4-氟苯酚 2,4-二氟苯酚 2,6-二氟苯酚 其它
实施例1 0％ 65％ 25％ 3％ 5％ 2％
无催化乙腈法 25％ 35％ 14％ 3％ 3％ 20％

[0039] 实施例2

[0040] 本实施例所述的胺催化法制备氟化苯酚的工艺如实施例1，所不同的是催化剂采用的是二氯代朝格尔碱。

[0041] 将本实施例中得到的产品质量分数组成与现有方法中无催化剂且采用乙腈作为溶剂对苯酚进行氟化，即无催化乙腈法所得到的产品质量分数组成相对比，其结果见表2。

[0042] 表2实施例2与无催化乙腈法产品对比

[0043]项目 苯酚 2-氟苯酚 4-氟苯酚 2,4-二氟苯酚 2,6-二氟苯酚 其它
实施例2 0％ 60％ 28％ 3％ 6％ 3％
无催化乙腈法 25％ 35％ 14％ 3％ 3％ 20％

[0044] 实施例3

[0045] 本实施例所述的胺催化法制备氟化苯酚的工艺如实施例1，所不同的是催化剂采用的是氯代甲基朝格尔碱。

[0046] 将本实施例中得到的产品质量分数组成与现有方法中无催化剂且采用乙腈作为溶剂对苯酚进行氟化，即无催化乙腈法所得到的产品质量分数组成相对比，其结果见表3。

[0047] 表3实施例3与无催化乙腈法产品对比

[0048]项目 苯酚 2-氟苯酚 4-氟苯酚 2,4-二氟苯酚 2,6-二氟苯酚 其它
实施例3 0％ 58％ 30％ 3％ 6％ 3％
无催化乙腈法 25％ 35％ 14％ 3％ 3％ 20％

[0049] 实施例4

[0050] 本实施例所述的胺催化法制备氟化苯酚的工艺如实施例1，所不同的是催化剂采用的是二氯代朝格尔碱。

[0051] 将本实施例中得到的产品质量分数组成与现有方法中无催化剂且采用乙腈作为溶剂对苯酚进行氟化，即无催化乙腈法所得到的产品质量分数组成相对比，其结果见表4。

[0052] 表4实施例4与无催化乙腈法产品对比

[0053]项目 苯酚 2-氟苯酚 4-氟苯酚 2,4-二氟苯酚 2,6-二氟苯酚 其它
实施例4 0％ 66％ 23％ 4％ 6％ 1％
无催化乙腈法 25％ 35％ 14％ 3％ 3％ 20％

[0054] 实施例5

[0055] 本实施例所述的胺催化法制备氟化苯酚的工艺如实施例1，所不同的是催化剂采用的是氯代甲基朝格尔碱。

[0056] 将本实施例中得到的产品质量分数组成与现有方法中无催化剂且采用乙腈作为溶剂对苯酚进行氟化，即无催化乙腈法所得到的产品质量分数组成相对比，其结果见表5。

[0057] 表5实施例5与无催化乙腈法产品对比

[0058]项目 苯酚 2-氟苯酚 4-氟苯酚 2,4-二氟苯酚 2,6-二氟苯酚 其它
实施例5 0％ 55％ 29％ 7％ 8％ 1％
无催化乙腈法 25％ 35％ 14％ 3％ 3％ 20％

[0059] 由表1-5可知，本发明得到的产品质量分数组成均较现有工艺要高，且副产物少。