[发明专利]一种分离包含甲苯、2-甲基噻吩和3-甲基噻吩的混合物中各组分的方法

说明书

本发明属于化工技术领域，具体涉及一种分离包含甲苯、2‑甲基噻吩和3‑甲基噻吩的混合物中各组分的方法。本发明首次采用化学法将沸点很接近的含有甲苯、2‑甲基噻吩、3‑甲基噻吩的混合物中2‑甲基噻吩和3‑甲基噻吩转变成沸点与甲苯相差较大的物质2‑氯‑5‑甲基噻吩和2,5‑二氯‑3‑甲基噻吩，然后采用精馏的方法将各组分进行分离和提纯，2‑氯‑5‑甲基噻吩和2,5‑二氯‑3‑甲基噻吩经还原等方法处理得到单一组分的2‑甲基噻吩和3‑甲基噻吩，使三者分离。本发明的方法工艺简单，产品收率和纯度高、分离效果好、能耗低，没有三废排放，是一种绿色分离工艺。

技术领域

本发明属于化工技术领域，具体涉及一种分离包含甲苯、2-甲基噻吩和3-甲基噻吩的混合物中各组分的方法。

背景技术

甲基噻吩衍生物有特殊的活性，在新药开发中充当着重要角色，主要用来制备除草剂噻吩酮和双硫酯等。大多数3位取代噻吩衍生物是以3-甲基噻吩为原料合成的，如3-噻吩甲醛、3-噻吩甲酸、3-噻吩乙腈、3-氯甲基噻吩、3-溴甲基噻吩、3-噻吩乙酸乙酯和3-噻吩乙酸等。此外，甲基噻吩衍生物还广泛应用于合成医药、农药、掺杂剂、光致变色材料和热稳定光响应材料等。我国现有的2-甲基噻吩和3-甲基噻吩主要是用异戊二烯和硫磺反应制备，此方法存在生产效率低和产品纯度低等不足。

我国焦化苯的资源极为丰富，预计每年焦化粗苯约为600万吨，焦化苯精制副产物约9000吨。该副产物主要成分为吡啶、甲苯、2-甲基噻吩、3-甲基噻吩和二甲苯，各成分的沸点分别为115.2℃、111℃、113℃、114℃和138-144℃。其中四种主要成分的沸点非常接近，通过常规的物理分离方法很难将其分开，导致大量的焦化苯精制副产物累积储存。因此迫切需要有效的方法将其分离和提纯。中国发明专利文献ZL201310029261.1报道通过对粗苯馏分进行切割、分段精制提取得到2-甲基噻吩和3-甲基噻吩产品。此方法采用多次分割、精馏，需要粗苯脱轻蒸馏塔、粗苯脱重塔、粗苯分离塔、精制脱轻蒸馏塔、精制萃取脱轻蒸馏塔、精制脱重塔、噻吩分离塔、溶剂脱轻塔和溶剂脱重塔等工段，工艺复杂，产业化应用难度大。通过简单的化学方法将焦化苯精制副产物分离、提纯得到吡啶、甲苯、二甲苯、2-甲基噻吩和3-甲基噻吩等产品，既解决了焦化苯精制副产物的累积储存问题，又将焦化苯精制副产物进行了资源化，达到变废为宝目的，将为焦化苯精制企业带来良好的经济效益、环境效益和社会效益。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种分离包含甲苯、2-甲基噻吩和3-甲基噻吩的混合物中各组分的方法。

本发明通过如下技术方案来实现：

一种分离包含甲苯、2-甲基噻吩和3-甲基噻吩的混合物中各组分的方法，包括：

(a)向混合物中加入氯代试剂，使2-甲基噻吩和3-甲基噻吩与氯代试剂反应得到含有甲苯、2-氯-5-甲基噻吩和2,5-二氯-3-甲基噻吩的混合物；

(b)将步骤(a)得到的混合物进行常压精馏，收集110-111℃的甲苯馏分；接着减压精馏，收集95-100℃，真空度60mmHg处的2-氯-5-甲基噻吩馏分；最后再减压精馏，收集88-98℃，真空度11mmHg处2,5-二氯-3-甲基噻吩的馏分；

(c)分别将步骤(b)分离得到的2-氯-5-甲基噻吩和2,5-二氯-3-甲基噻吩进行还原，得到2-甲基噻吩和3-甲基噻吩。

根据本发明的方法，步骤(a)中，对所述氯代试剂没有限制，可与2-甲基噻吩和3-甲基噻吩反应分别得到2-氯-5-甲基噻吩和2,5-二氯-3-甲基噻吩即可；所述氯代试剂优选自磺酰氯或N-氯代丁二酰亚胺。

根据本发明的方法，步骤(a)中，所述氯代试剂与混合物中2-甲基噻吩和3-甲基噻吩摩尔量之和的比为1.0～2.2:1，优选1.5～2.0:1，例如1.73：1。