[发明专利]一种在酸性离子液体中制备双酚A的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种制备双酚A的方法，特别是涉及在酸性离子液体中制备双酚A的方法。

背景技术

双酚A，是丙酮和苯酚的衍生物，为重要的有机化工原料。广泛用于制取多种高分子材料，如环氧树脂、增塑剂、紫外线吸收剂等。由双酚A与环氧氯丙烷合成的环氧树脂经固化剂固化后具有优良的机械性能、电绝缘性、耐化学腐蚀性、低收缩性及金属间或非金属间的黏结性，广泛用于电子电气绝缘、灌封、金属与非金属等黏合、层压材料和涂料。以双酚A合成的聚碳酸酯是非晶形热塑性工程塑料，它具有耐高冲击性、透明性、优良电绝缘性、延伸性、耐应力开裂性、尺寸稳定性、耐酸耐油性、高耐热耐寒性和自熄性，且吸水率低、无毒、卫生，能着色，因而用途非常广泛。应用于汽车、飞机、建筑业、电子电器外壳、食品用包装物及容器。双酚A与二苯基二磺酰氯合成的硫聚酯是热塑性树脂，其透明性及电绝缘性好，适宜作涂料、薄膜及纤维。双酚A与对(间)苯二甲酰氯缩合成的聚芳酯是结构材料，适合作机械部件、电器部件、管板材，双酚A还可作为阻燃剂四溴双酚A的原料(J.Org.Chem.2004，69，4724)。

由于双酚A在精细化工，材料等领域有着重要的应用，所以广大化学，化工研究者对其合成进行了广泛而深入的研究。一般以苯酚和丙酮为原料，根据反应所用催化剂不同，主要包括硫酸法、盐酸法及树脂法等。苯酚及丙酮在质量浓度为72.5％-73.0％的硫酸中，在35-45℃下发生反应，产物经水洗、结晶、离心分离、干燥即得一般环氧树脂及阻燃剂用双酚A。该法生产设备及工艺比较简单，但原料单耗高导致产品成本也高，且对设备、管道阀门、场地产生腐蚀，三废生成量大，产品也不符合用于聚碳酸酯及食品级环氧树酯的生产质量要求。以盐酸或氯化氢气体为催化剂缩合的方法统称为盐酸法。此法所获得的双酚A可作为生产环氧树脂的原料。如要制取聚碳酸酯时再经精制即可。该法腐蚀设备及管道，故对材质要求较为严格，维修费用较大也是一大缺点。离子树脂交换法简称树脂法，是以酸性阳离子交换树脂为催化剂，该法由美国联合碳化物公司于1960年首先实现了工业化生产(Chem.Commun.2001，2178)。

双酚A的传统工业生产一直沿用硫酸、盐酸作催化剂，存在环境污染严重、腐蚀性强等缺点。杂多酸具有比无机酸更强的酸性，但在使用过程中仍存在易脱附、失活等缺点(App.Cat.2000，203，91)。许多固体酸如硫酸功能化的中孔材料也常因为炭化而失去活性。目前，多采用离子交换树脂作为合成双酚A的催化剂，而且有很好的催化活性，但是酸性树脂的热稳定性和溶胀性差。

发明内容

本发明的目的是提供一种制备双酚A的绿色方法，解决现有技术中存在的缺陷，如催化剂有毒有害，腐蚀设备且不能回收利用、使用挥发性有机溶剂和产生大量的工业三废等。

本发明提供的在酸性离子液体中制备双酚A的方法，苯酚在以酸性离子液体为催化剂和溶剂条件下与丙酮进行缩合反应合成双酚A；所述酸性离子液体包括：咪唑类、季胺类阳离子和硫酸氢根或磷酸二氢根阴离子形成的酸性离子液体；反应式如下：

其步骤是：将苯酚与丙酮的摩尔比在1∶1到10∶1之间的苯酚和丙酮的混合液与一定量的酸性离子液体相混和，控制苯酚与离子液体的摩尔比在1∶1到1∶10之间，在50℃～180℃温度下搅拌反应3～12小时，反应结束后，反应混合物过滤，固液分离得到产物双酚A。过量的苯酚无须与酸性离子液体分离，直接将苯酚与酸性离子液体混合液用于下一次反应。

本发明的酸性离子液体包括：由咪唑类、季胺类阳离子和硫酸氢根、磷酸二氢根阴离子形成的各种酸性离子液体。