[发明专利]一种用1-烷基-3-甲基咪唑类酸性离子液体制备双酚F的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种制备双酚F的方法。

背景技术

双酚F(BPF)化学名称为二羟基二苯基甲烷。它是一种重要的化学中间体，由于其特殊的化学结构特性，在合成环氧型树脂、聚酯树脂以及作为酚醛树脂改性剂和阻燃剂时，所得产品的耐热耐湿性、绝缘性及加工注塑烧铸等性能优于以双酚A为原料所制的同类产品。因其制成品的诸多优异性能，使其广泛应用在高固涂料、电子级环氧树脂、注塑与烧铸用特种低粘度树脂、高性能聚酯树脂和聚碳树脂的合成，以及酚醛树脂的改性剂和高性能阻燃剂等方面。

催化剂是合成双酚F的关键条件。目前，合成双酚F的催化剂有无机酸类、有机酸类、分子筛、离子交换树脂和杂多酸等。

专利JP58177928等报道了以盐酸、硫酸等无机酸为催化剂合成双酚F的方法。该方法具有腐蚀性、副反应多、反应剧烈而难以控制的缺点。

专利US4400554研究了以磷酸为催化剂合成双酚F的方法。该方法简单，以甲醛计算的双酚F收率也有70％，有利于产物的分离和催化剂的回收利用，但反应时间长，产品中的性能最佳的对位异构体含量也较低。

专利JP08268943、JP08198790等专利报道了以草酸、乙酸等有机酸催化合成双酚F，酸醛比5～50，温度60～100℃，该方法反应温和，对设备腐蚀性也较轻，但是副反应很多，酚醛比过高，产率相对比较低。

专利JP11269113报道了以沸石分子筛为催化剂合成双酚F的方法，专利CN101987812A公开了一种以硅铝比60∶1～150∶1的介孔分子筛类为催化剂合成双酚F的方法，此类方法产物分离和催化剂回收比较容易，但酚醛比和反应温度较高，反应难于控制，原料消耗较大。

专利JP 6340565报道了将酸催化剂和脲醛树脂共同催化合成双酚F的方法，该方法的特点在于可以提高4，4′-异构体的选择性，同时脲醛树脂反应之后容易回收，但树脂重复使用率低，活性下降快。

目前已报道合成双酚F方法都总存在酚醛比高、产率及选择性低、副反应多、反应时间长、腐蚀性强、催化剂活性下降快、催化剂寿命短等缺点，从而导致双酚F生产成本高，影响了该产品的规模应用。因此，急需开发低成本、绿色环保的双酚F合成的新方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种用1-烷基-3-甲基咪唑类酸性离子液体制备双酚F的方法。

一种用1-烷基-3-甲基咪唑类酸性离子液体制备双酚F的方法，其特征在于：以1-烷基-3-甲基咪唑类酸性离子液体为催化剂和溶剂，苯酚与甲醛缩合合成双酚F，其步骤为：将1-烷基-3-甲基咪唑类酸性离子液体加入到装有苯酚的容器中，强力搅拌使之混合均匀，将处理过的甲醛溶液滴加到1-烷基-3-甲基咪唑类酸性离子液体/苯酚混合液中，氮气保护，恒温反应，反应结束后冷却到室温，反应液水洗回收1-烷基-3-甲基咪唑类酸性离子离子液体循环利用，剩余的有机相通过减压蒸馏回收苯酚，得到粗产物，经二甲苯重结晶后得到双酚F产品。

所述的一种用1-烷基-3-甲基咪唑类酸性离子液体制备双酚F的方法，其特征在于：1-烷基-3-甲基咪唑类酸性离子液体和甲醛的摩尔比为0.5∶1～4∶1。

所述的一种用1-烷基-3-甲基咪唑类酸性离子液体制备双酚F的方法，其特征在于：苯酚与甲醛的摩尔比为4∶1～12∶1。

所述的一种用1-烷基-3-甲基咪唑类酸性离子液体制备双酚F的方法，其特征在于：反应温度控制在40～150℃，反应时间为0.5～8小时。

所述一种用1-烷基-3-甲基咪唑类酸性离子液体制备双酚F的方法，其特征在于：所述的1-烷基-3-甲基咪唑类酸性离子液体，结构式为

式中阳离子为1-烷基-3-甲基咪唑离子，当n＝0、1、2、3、4、5、6时所对应的咪唑类阳离子分别为[Hmin]⁺、[Emin]⁺、[Bmin]⁺、[C₆ min]⁺、[C₈ min]⁺、[C₁₀min]⁺、[C₁₂min]⁺；阴离子x为硫酸氢根、磷酸二氢根离子、硝酸根离子或氟硼酸根离子中的一种。

所述一种用1-烷基-3-甲基咪唑类酸性离子液体制备双酚F的方法，其特征在于：所述的1-烷基-3-甲基咪唑类酸性离子液体烷基链长为4～12的偶数链。