高纯度4,4’-二羟基二苯砜的制备方法 【技术领域】
本发明涉及一种高纯度4,4’-二羟基二苯砜的制备方法
背景技术
4,4’-二羟基二苯砜商品名称为双酚S(以下简称双酚S),其结构式为:
目前国内外大多采用苯酚直接硫酸磺化工艺路线制备双酚S,该路线存在下列三方面缺陷:
1)脱水 以苯酚为原料用浓硫酸磺化制备双酚S,反应历程为:
浓硫酸与苯酚脱水反应生成苯酚磺酸,苯酚磺酸再与苯酚脱水缩合为双酚S,反应式为:
式中Ar为苯环。
由此可见,将反应中生成的水及时移出,是保证反应完全得到高收率产品的关键。美国专利USP5189223,5241121报道,用均三甲苯作脱水剂,脱水效果较好,但成本高;
2)生成异构体苯酚的邻位和对位相对比较活泼,因此在4,4’-二羟基二苯砜(双酚S)合成过程中必然会有2,4’-二羟基二苯砜(以下简称2,4’-异构体)生成,由于双酚S和2,4’-异构体沸点相近,使双酚S的精制提纯很困难,因此在双酚S制备过程中应尽可能减少2,4’-异构体的生成。据美国专利USP5189223,5241121报道,以苯酚、硫酸为原料,均三甲苯为溶剂,以卤化或卤化苯磺酸为抑制剂合成双酚S,仍有2-3%2,4’-异构体生成。
3)精制 日本专利昭61-50958报道,用甲醇和苯作溶剂,成本高且产品达不到高纯度,仅为98-99%。
【发明内容】
为低成本制备高纯度双酚S,作下列改进;
1)用1,2,4三氯苯作脱水剂,低成本达到良好的脱水效果;
2)采用芳香族二磺酸作2,4’-异构体的抑制剂,2,4’-异构体生成率可控制在1%以下,优于USP5189223,5241121报道;
3)用水精制双酚S,成本低又无污染,产品纯度达到99.8%。
与现有技术相比,本发明的优点是:产率高达90%,纯度高达99.8%以上,成本低,生产过程简单,不产生污染。
【具体实施方式】
1)苯酚与98%的硫酸投料摩尔比为(2.1-2.13)∶1,催化剂投料量为苯酚重量的10%,溶剂1,2,4三氯苯投料量为苯酚重量的85%。
2)按上述物料配比,将苯酚、催化剂、溶剂依次加入反应釜中,通入氮气十分钟,赶走反应釜内空气后进行升温,并在通入氮气的情况下,升温到146℃左右,有少量的水带出,为苯酚与催化剂中所含的水,通过分水器及时分掉,待水除得差不多时,温度达到160℃左右,开始滴加硫酸,这时氮气流速要缓慢,保持体系压力稍大于外压,以防空气进入釜内,导致物料氧化。
3)硫酸于1小时30分钟左右滴加完,整个滴加过程温度控制在160-163℃,硫酸滴加完后在160℃左右,缓慢回流反应2小时,在升温到170℃快速回流反应,在分离出水量接近理论量后,说明反应结束。一般从滴加硫酸开始共计反应时间为8小时。
4)反应结束,先常压蒸馏,再减压蒸馏,尽量蒸净1,2,4三氯苯,在整个蒸馏过程中温度控制在180℃以下,一般1,2,4三氯苯回收率为95%左右。
5)溶剂蒸完后,慢慢加入20%的甲醇水溶液,加料量为苯酚重量的3倍,再在90℃左右回流,使固体全部溶解,于搅拌下冷却到30℃进行过滤,用适量的20%甲醇水溶液进行洗涤、抽干、离心,得粉红色双酚S粗品,纯度≥99%。
6)双酚S粗品按1∶30比例加自来水,升温到90℃溶解,再加活性炭进行脱色(活性炭用量为双酚S粗品重量的5%),循环压滤,取样合格后切换到冷却锅,搅拌下冷却到30℃进行过滤,用自来水洗涤、抽干、脱水、烘干,得白色结晶状双酚S,纯度≥99.9%,得率为90%。