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对苯二甲醇的重要性及合成方法? 1

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对苯二甲醇是一种具有两个活泼羟基的化合物,可以与具有α活泼氢的化合物反应生成多种聚合物。它是生产增塑剂、合成纤维、合成树脂和粘合剂等产品的重要原料。此外,由对苯二甲醇制备的1,4-环己二醇也是一种重要的聚酯生产材料,具有优异的耐化学性和环境性。因此,对苯二甲醇在有机高分子中间体中具有重要地位。

对苯二甲醇.png

图一:对苯二甲醇

对苯二甲醇的合成方法

目前对苯二甲醇的生产主要有两种路线。一种是通过对二甲苯经氯化或溴化后再经过碱水解得到对苯二甲醇。然而,这种路线需要强酸,容易腐蚀设备并产生污染,同时副产物也较多,不利于生产。另一种路线是直接对苯二甲酸进行加氢反应,或者将对苯二甲酸与低级脂肪醇酯化后再进行加氢反应。在环保要求越来越严格的情况下,这种路线更加清洁环保,因此科研人员也在大力发展和改进这种合成方法。

理论上,直接对苯二甲酸进行加氢制备对苯二甲醇是最经济的方法。然而,羧基加氢通常较为困难,需要使用昂贵的催化剂如Re或Pt,从而增加了生产成本。相比之下,将对苯二甲酸酯化后再进行加氢反应更为容易。目前工业上主要使用基于金属氧化物的非均相催化体系来实现酯类化合物的氢化,但需要在高温高压条件下进行,能耗较高且选择性不易控制。与非均相催化体系不同,均相催化体系具有反应条件温和、选择性高等优点。

胡向平等人提出了一种高效的对苯二甲醇合成方法。该方法利用金属钌和苯乙胺骨架PNN配体络合物作为催化剂,通过碱添加剂的作用,在高压反应釜中进行氢化反应,以高收率几乎定量生成对苯二甲醇。具体步骤如下:

1. 将金属钌和苯乙胺骨架PNN配体络合物加入对苯二甲酸二甲酯底物中。

2. 添加碱添加剂,将反应体系置于高压反应釜中。

3. 利用真空泵抽真空,再用N2置换,重复3次以上。

4. 通过高压釜加料口加入溶剂,然后通入氢气,用氢气置换3次以上,充H2至20-100bar。

5. 在20-100℃下反应1-24小时。

6. 缓慢释放H2,冷却到室温,防止反应液喷出。

7. 除去溶剂后加水,然后用乙酸乙酯萃取,Na2SO4干燥,除去溶剂得到产品。

对苯二甲醇的合成.png

图二:对苯二甲醇的合成

该方法具有高效加氢催化体系,无需大量碱的加入,操作简单,原料易得,反应活性高,大大降低了反应成本,具有很高的工业应用价值。

参考文献

[1]宋义伟,纪军,田鹤等.对苯二甲酸加氢合成对苯二甲醇[J].精细石油化工,2017,34(04):24-27.

[2]胡向平,陈修帅. 一种对苯二甲醇的化合物合成方法[P]. 辽宁省:CN115872835A,2023-03-31.

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