[发明专利]控制异构体含量的叔戊基苯合成方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种化工工艺，具体涉及一种控制异构体含量的叔戊基苯合成方法。

背景技术

在无水三氯化铝或其他Lewis酸(或质子酸)等催化剂的作用下，芳烃与卤代烷作用，环上的氢原子被烷基和酰基取代的反应，分别叫烷基化反应和酰基化反应，统称Friedel-Crafts反应。烷基化反应是在芳环上引入烷基的重要方法，应用较广，如乙苯、异丙苯、叔丁基苯、十二烷基苯等的合成。烷基化反应常用的烷基化剂有卤代烷、烯烃和醇；常用的催化剂有无水三氯化铝、三氯化铁、氯化锌、三氟化硼和硫酸。对烷基化反应，当所用烷化剂含有三个或三个以上碳原子时，烷基容易发生异构化，例如：

叔戊基苯别名2-甲基-2苯基丁烷，二甲基乙基苯基甲烷，特戊基苯。叔戊基苯是一种有机合成原料，可用于医药、液晶材料及双氧水新型工作载体2-戊基蒽醌的合成。

叔戊基苯的合成工艺路线从文献报道看主要的合成路线基本上是以路易斯酸为催化剂进行付克氏反应对苯环烷基化。以合成原料分有：①以氯代叔戊烷为原料，和苯反应，采用三氯化铝和硫酸为催化剂；②用异戊烯和苯反应，以三氯化铝和硫酸为催化剂合成戊基苯的工艺。③以叔戊基醇和苯反应，用三氯化铝和硫酸为催化剂合成叔戊基苯。

1997年董玉环、康汝洪、于海涛发表在《河北师范大学学报(自然科学版)》第21卷第1期《叔戊基苯的合成研究》使用工艺③合成。2004年公开的葛秀龙的发明专利CN1515526A《一种叔戊基苯的生产工艺》采用工艺①合成。但以上文献对叔戊基苯合成中的异构体控制问题均未提及。

叔戊基苯合成工艺的技术关键在于控制产品中异构体的比例。以三氯化铝为代表的傅克氏反应催化剂在叔戊基苯合成工艺中起催化作用的同时，对叔戊基结构有异构化作用，且由于三氯化铝在反应体系中的溶解不好，容易出现局部反应催化剂浓度过大的现象，加剧了异构化反应的发生。

在目前的叔戊基苯合成文献报道中对异构体的控制基本未提及，例如有文献报道，苯和无水AlCl₃用冰水浴冷却，在搅拌下，将苯和叔戊醇的混合液通过滴液漏斗在约6℃下滴入反应瓶中。滴毕，在6℃继续强力搅拌4h。放置12h后用水分解，分出油层，水层用苯萃取2次。分出的苯层和油层合并，用无水CaCl干燥，蒸出苯，产物用气相色谱定量，产率为72.7％，戊基总含量为99.4％，我们在试验重复中其异构体的含量在10～18％。

由于现有工艺合成戊基苯的异构体含量高，影响产品的使用。需要找到一种新的合成方法，能够有效的控制异构体的含量，制备高纯度的产品。

发明内容

针对烷基化反应所用烷化剂含有三个或三个以上碳原子时，烷基容易发生异构化的问题，本发明的目的是提供一种控制叔戊基苯异构体含量的叔戊基苯合成方法，该新方法使反应中产生的异构体得到有效控制。

完成上述发明任务的方案是，一种控制异构体含量的叔戊基苯合成方法，其特征在于，步骤如下，

在反应体系的苯中加入烷化剂，搅拌均匀；

温度控制为0～50℃，逐渐加入Lewis酸催化剂，或催化剂与苯的混合物；

加完催化剂，保温反应1～8小时；

反应液加入到冰水混合物中搅拌水解，分出有机层；

经水洗、碱洗、再水洗后，蒸馏回收苯复用；

蒸馏浓缩液通过真空精馏即得产品叔戊基苯。

所述烷化剂，苯，催化剂之间的摩尔比为1∶4～15∶0.05～1.5(其中的苯包括：当催化剂以“催化剂与苯的混合物”形式加入时所含的苯)。

所述的烷化剂选自：三个或三个以上碳原子卤代烷、烯烃和醇。

所述的Lewis酸催化剂选自：无水三氯化铝、无水三氯化铁、氯化锌、三氟化硼、四氯化钒、四氯化锡、四氯化钛或五氯化锑。

本发明有以下优化方案：

1、所述的Lewis酸催化剂为液态的Lewis酸催化剂，所述液态的Lewis酸催化剂选自：四氯化钒、四氯化锡、四氯化钛或五氯化锑。

2、所述的烷化剂选自：氯代叔戊烷、2-甲基-1-丁烯或叔戊醇。

3、滴加催化剂时反应温度为0～50℃，逐渐加入Lewis酸催化剂的滴加时间为0.5～2小时。

4、更优化的是：加入液体Lewis酸催化剂时，搅拌降温至0～20℃，滴加完催化剂，逐渐调节反应温度至0～80℃，保温反应1～8小时。反应结束。反应液加入冰水混合物中搅拌水解，控温在35℃以下。