[发明专利]一种4-溴代邻苯二甲酸的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种4-溴代邻苯二甲酸的制备方法。

背景技术

4-溴代邻苯二甲酸是重要的化工中间体，广泛应用于染料、聚合物工业等方面，以4-溴代邻苯二甲酸为原料的聚氨酯作为封装材料已经大量用于微电子行业。近年来随着聚酰胺以及酞菁染料用量的增加，引起了本行业专业人员对4-溴代邻苯二甲酸的关注。

现有技术中，4-溴代邻苯二甲酸的制备方法多用溴素(Br₂)进行反应，溴素的利用率低，剩余的溴素易造成环境污染和操作安全隐患，需要增加设备以回收多余的溴素，增多操作步骤，且其溴原子的利用率仅为40％左右。

现有技术中，《精细化工中间体》”Vol.31.No.2,April2001,10-12报道了“4-溴代邻苯二甲酸酐的合成与应用”，其将邻苯二甲酸二钠盐的水溶液与溴素在70-75℃反应，进而使反应混合物酸化，再用甲基异丁基酮萃取得到4-溴代邻苯二甲酸的方法，但4-溴代邻苯二甲酸制备过程操作繁琐、易污染环境、溴的利用率低等缺陷，目前国内未见类似4-溴代邻苯二甲酸的制备方法。

发明内容

本发明所要解决的问题在于提供一种4-溴代邻苯二甲酸的制备方法，以克服现有技术中4-溴代邻苯二甲酸制备过程操作繁琐、易污染环境、溴素利用率低的不足。

本发明的技术构思是这样的：

本发明以邻苯二甲酸酐、氢氧化钠和溴化钠为原料，将邻苯二甲酸酐的氢氧化钠溶液与溴化钠混合均匀，在超声条件下加入次氯酸钠水溶液进行反应，同时控制反应液的pH值，得到目标产物4-溴代邻苯二甲酸。

本发明的技术方案包括如下步骤：

在超声条件下将邻苯二甲酸酐和固体氢氧化钠依次溶于纯水中生成起始反应液，在室温，搅拌下向起始反应液中加入溴化钠并混合均匀，超声下升温至40-70℃，缓慢滴入次氯酸钠的水溶液，同时加入稀盐酸控制反应液的pH值为5-8；超声保温1-2小时后升温至80-90℃，继续超声1-2小时，然后将反应液冷却至-5-5℃，超声处理0.5-1.0小时，经过滤得到的4-溴代邻苯二甲酸粗品用纯水重结晶，得到4-溴代邻苯二甲酸。

进一步，所述的超声条件是指频率为20-40KHz的超声波水浴条件。

本发明所述的邻苯二甲酸酐与氢氧化钠的质量比为：邻苯二甲酸酐：氢氧化钠＝1.0:0.26-0.28，g/g。

本发明所述的邻苯二甲酸酐与溴化钠的质量比为：邻苯二甲酸酐：溴化钠＝1.0:0.70-0.77，g/g。

本发明所述的邻苯二甲酸酐与次氯酸钠的质量比为：邻苯二甲酸酐：次氯酸钠＝1.0:0.50-0.55，g/g。

本发明所述起始反应液中邻苯二甲酸酐与纯水的质量体积比为1:4-6，g/ml。

本发明所述的次氯酸钠用纯水配成浓度为2-3mol/L的溶液再加入反应液中；稀盐酸的浓度为5-10wt％。

本发明利用溴化钠作为溴代试剂，在次氯酸钠溶液存在的条件下完成反应，反应方程式为：

用本发明方法得到的4-溴代邻苯二甲酸纯度大于98.5％。收率大于80％。

本发明的有益效果：

本发明用价格低廉且低毒无害的无机酸、碱、盐(如氢氧化钠、溴化钠、次氯酸钠、稀盐酸等)，用溴化钠作溴代试剂，规避了常规使用溴素的溴化方法，符合绿色环保的要求。

本发明与现有技术相比较，规避了高毒性、易挥发高价溴素的使用，溴的利用率达到90％以上，反应中未反应的邻苯二甲酸酐可以邻苯二甲酸的形式回收，大大降低了环保COD的处理强度。

本发明的制备方法选择性好，在超声条件下，反应缓和易控制，收率高，产品质量稳定，适于工业化生产。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明做进一步的说明，但实施例并不限制本发明的保护范围。

实施例1

将148g邻苯二甲酸酐、40g氢氧化钠在超声下依次缓慢加入690g水中，置于带有冷凝管、温度计的2000ml四口反应瓶中，然后加入106g溴化钠，超声混匀。加热至55℃，超声下缓慢滴入含77g次氯酸钠的水溶液(浓度为2mol/L)，同时以5wt％稀盐酸调节pH值在5-8之间。投料毕，保温1小时，然后升温至80℃反应2小时。冷却至2℃，超声下处理0.5小时，静置、过滤，得粗品236.2g(HPLC纯度为92％)。

粗品用纯水重结晶得到198.3g4-溴代邻苯二甲酸，HPLC检测含量为98.9％，收率为81％。