催化水解合成間苯二酚的分析

葛茜云(貴陽久聯化工有限責任公司,貴州 貴陽 550026)

催化水解合成間苯二酚的分析

葛茜云(貴陽久聯化工有限責任公司,貴州 貴陽 550026)

在本文中的實驗中，將內含間氨基苯酚的重氮液作為原料，利用催化水解反應合成間苯二酚。研究分析了水解反映工藝的相關參數與催化劑的回收利用情況，使反應收率超過了85%。催化劑能夠連續4批進行套用，收率保持穩定。

催化水解；間苯二酚；分析

間苯二酚的化學名稱為1，3-苯二酚，屬于一種應用比較廣泛的有機中間體。目前，主要通過苯磺化堿熔法與間二異丙苯氧化法等方法對間苯二酚進行工業化生產，上述方法通常都在高壓狀態下完成，本文則在常壓狀態下通過催化水解反應工藝對合成間苯二酚的工藝進行了實驗。

1 實驗環節

1.1 實驗材料

間氨基苯酚（98%）、乙醇（99%）、亞硝酸鹽（98%）、硫酸（40%）、尿素（98%）、MIBK（99%）。

1.2 實驗過程

首先，將0.375mol的硫酸（15%）倒入容量500mL的四口瓶，邊攪拌邊假如0.25mol間氨基苯酚至其溫度達到40℃，溶解完成后將溫度降到1℃到5℃后待用。其次，將0.32mol亞硝酸鹽、1.84mol水、0.32mol乙醇倒入250mL燒瓶中進行攪拌，并將0.16mol硫酸（40%）緩緩滴入其中，生成亞硝酸乙酯。第三，將0.93mol硫酸銅水溶液（30%）與2molMIBK倒入2000mL的燒瓶中，至其溫度升至85℃至88℃，滴加重氮液，將該溫度下的溶液保持2小時至3小時，再把溫度降到40℃至50℃之間，然后靜置待其分出油層與水層。水層置于冰水中4小時待其結晶，將硫酸銅晶體過濾出來，使用0.5molMIBK對濾液實施萃取分層。萃取油層與反映油層合并處理，萃取水層加入活性炭進行脫色，濃縮后作為硫酸銅水溶液使用。第四，萃取油層倒入250mL四口燒瓶內，攪拌使其升溫至汽溫狀態下100℃至120℃，或者釜溫狀態下110℃至130℃，予以常壓脫溶。再連續滴加萃取油層，釜溫升至200℃時進行降溫。在氮氣的作用下，將真空度保持在7.5至8.0千帕之間，溫度保持在汽溫狀態下157℃至206℃，或者釜溫狀態下198℃至299℃，實施除焦程序，將除焦餾分收集起來。在真空度壓力不變的狀態下，使用0.5米玻璃填料精餾柱，溫度保持在汽溫狀態下187℃至194℃，或者釜溫狀態下200℃至300℃，得到的主餾分就是間苯二酚。

2 結果與討論

2.1 水解工藝

2.1.1硫酸銅的質量分數

300g重氮液，500g質量分數不同的硫酸液，200gMIBK，溫度保持在85℃至88℃之間，反映3小時后對硫酸銅的質量分數影響反應收率情況進行分析，發現其質量分數在30%的狀態下收率為85%，但是隨著質量分數的提高收率并未顯著增加，質量分數下降則收率顯著下降，這表明硫酸銅質量分數為30%時催化作用最佳。

2.1.2底物量

300g重氮液，200gMIBK，硫酸銅溶液（30%），溫度保持在85℃至88℃之間，反映3小時后對底物量影響反應收率情況進行分析，發現底物量減少則收率隨之下降，因此底物量選擇500g，硫酸銅與間氨基苯酚的最佳比例為3.75比1。

2.1.3反應萃取劑用量

290g重氮液，500g水解底物，硫酸銅溶液（30%），溫度保持在85℃至88℃之間，反映3小時后對萃取劑量影響反應收率的情況進行分析，發現萃取劑用量為200g時效果最佳，萃取劑與間氨基苯酚的最佳比例為8比1。

2.1.4水解溫度

290g重氮液，500g水解底物，硫酸銅溶液（30%），200gMIBK，保溫時間3小時后對水解溫度影響反應收率的情況進行分析，可以看出當溫度處于85℃至88℃之間的狀態下保溫3小時收率能夠達到85%，溫度降低收率則會隨之下降。

2.2 硫酸銅循環利用

萃余水層首先對MIBK進行回收，再利用活性炭進行脫色處理，溫度保持在室溫即可，12小時后將結晶后的硫酸銅回收。將回收后的硫酸銅應用于下一批反應，如果硫酸銅不足則要進行補加，其回收結果見表1。

表1 硫酸銅回收結果

結果表明，隨著硫酸銅循環利用次數的增加，收率并沒有明顯變化，催化劑回收率高于90%，表明催化劑回收比較容易，利用這種方式能夠有效生產成本。

3 結語

運用硫酸銅催化水解工藝合成間二苯酚，最終實驗表明采用290g重氮液（內含0.25mol間氨基苯酚），硫酸銅溶液（30%）作為催化劑，硫酸銅與間氨基苯酚的最佳比例為3.75比1，萃取劑MIBK用量為200g，萃取劑與間氨基苯酚的最佳比例為8比1，溫度保持在85℃至88℃3小時，水解收率能夠超過85%。催化劑硫酸銅的回收率超過90%，且套用4批后收率依然穩定。

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