[发明专利]分子筛和杂多酸共催化合成双酚AF的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种双酚AF的合成方法，尤其涉及一种利用分子筛和杂多酸催化合成双酚AF的方法，属于化学合成机领域。 

背景技术

双酚AF又称2,2-二-(4–羟苯基)六氟丙烷，也叫六氟双酚A，主要用于氟橡胶的硫化或交联。当用作硫化剂时，含有双酚AF的氟橡胶的最终产品容易加工且具有优越的性能，包括压缩变形，耐化学品，和热稳定性。双酚AF也可作为单体用于特种聚酰亚胺、聚酰胺、聚酯、聚碳酸酯和其它聚合物。含有双酚AF的聚合物也可用于耐高温异形件，电子材料，气体渗透膜和其它特种的聚合物材料。

目前，文献报道双酚AF的制备方法主要有三种。Knunyants等人最早在不锈钢高压釜中以苯酚和六氟丙酮气体为原料，在大量无水氟化氢气体存在下合成了双酚AF。Rammelt等人用苯酚和六氟环氧丙烷为原料，在大量无水氟化氢气体催化下制得了双酚AF。上述两种方法所用的原料六氟丙酮和六氟环氧丙烷都是气体，毒性较大且不易操作；其次所用催化剂都是大量的无水氟化氢气体，具有很强的腐蚀性、毒性和不易操作性。最近，吕春绪等人报道了以甲基磺酸作催化剂，以苯酚和三水合六氟丙酮为原料合成了双酚AF，但此方法所用催化剂较贵，反应时间较长，合成成本高。因此，寻找一种绿色环保、成本较低、易于操作的合成双酚AF的方法具有重大意义。

分子筛由于具有特殊的的孔径结构，在反应体系中会成为反应的良好载体，能提高反应的选择性，减少副反应发生；同时，分子筛具有吸水干燥功能，可以促进脱水反应的进行。杂多酸是由杂原子（如P、Si、Fe、Co等）和多原子（如Mo、W、V、Nb、Ta等）按一定的结构通过氧原子配位桥联组成的一类含氧多酸。杂多酸不但具有酸性，而且具有氧化还原性能，同时稳定性好，即可作均相反应催化剂，也可作非均相反应催化剂，甚至可作相转移催化剂，对环境无污染，具有很高的催化活性。本发明拟利用分子筛和杂多酸优良催化活性，共催化合成双酚AF。 

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中存在的问题，提供一种利用分子筛和杂多酸为催化剂制备双酚AF的方法。

本发明利用分子筛和杂多酸共催化合成双酚AF的方法，是以苯酚和三水合六氟丙酮为原料，以分子筛和杂多酸为催化剂，在有机溶剂中、氮气保护下，于120～200℃反应10～20小时；反应结束后自然冷却至室温，过滤除去催化剂，水洗后用乙醚萃取，有机相用无水硫酸钠干燥，蒸馏除去有机溶剂，柱层析得双酚AF。其合成路线如下： 

所述苯酚和三水合六氟丙酮的摩尔比为1:1～5:1。

所述分子筛为3A分子筛、4A分子筛、5A分子筛中至少一种，分子筛的质量为苯酚质量的0.02～1倍。

所述杂多酸为硅钨酸、磷钼酸和磷钨酸中至少一种，杂多酸的用量为苯酚摩尔量的0.01～0.5倍。

所述有机溶剂为苯、甲苯、二甲苯中至少一种。

本发明相对现有技术具有以下优点：

1、本发明以相对毒性较小的三水合六氟丙酮液体为原料，替代六氟丙酮气体和六氟环氧丙烷气体，对设备要求较低，环境友好。

2、本发明以分子筛和杂多酸为复合催化剂，由于分子筛特殊的的孔径结构，使其成为反应的良好载体，能提高反应的选择性，减少副反应发生；杂多酸不但具有酸性，而且具有氧化还原性能，因而在苯酚和三水合六氟丙酮反应中表现出很高的催化活性，缩短了苯酚和三水合六氟丙酮反应制备双酚AF时间，提高了的双酚AF收率（总收率可达87%以上）。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明双酚AF的合成方法做进一步的说明。

实施例1

在氮气保护下，向反应器内分别加入苯酚（0.1 mol）和二甲苯（50 mL），然后在搅拌状态下缓慢滴加三水合六氟丙酮（0.05 mol），滴加完后加入粉末状3A分子筛（0.5 g）和磷钼酸（0.005 mol），加热至150℃反应20小时。反应结束后自然冷却至室温，过滤除去催化剂，在滤液中加入乙醚（20 mL）和水（50 mL），分出有机相，用无水硫酸钠干燥，蒸馏除去有机溶剂，柱层析分离提纯得双酚AF，反应总收率为87%。

实施例2