一種二苯氧基甲烷的制備方法與流程

本發明屬于化學合成技術領域，具體涉及一種二苯氧基甲烷的制備方法。

背景技術：

二苯氧基甲烷是縮醛類化合物的一種，常溫下是一種淡黃色的油狀液體，沸點122℃/1.6mmHg，能與醇、醚、丙酮等大多數有機溶劑混溶。縮醛類化合物是有機合成的重要中間體和重要的化工原料，可以作為油品添加劑，而不會存在環境問題；并且在合適的催化劑條件下，可利用分子氧將其直接氧化合成碳酸酯。

傳統的合成二苯氧基甲烷的的方法是以苯酚和二碘甲烷、二溴甲烷或二氯甲烷為原料，以二甲亞砜等做溶劑，在氫氧化鈉存在的堿性條件下加入相轉移催化劑反應，制得二苯氧基甲烷。傳統的方法中，引入二甲亞砜做溶劑，使生成產物的分離變得復雜；并且反應以二氯甲烷或二碘甲烷為原料，導致反應的時間較長，并且產物收率較低；同時反應中還會產生工業氯化鈉等難以處理的雜質，使得后處理步驟更為繁瑣。

中國專利CN102001922A公開了一種新的合成二苯氧基甲烷的方法，該方法以熔融態的苯酚為原料，加入氫氧化鉀后滴加二溴甲烷，并于80-100℃下進行反應；反應混合物經乙醚萃取、蒸餾后，即制得二苯氧基甲烷。該方法在無溶劑情況下合成二苯氧基甲烷，使分離更容易，制得的二苯氧基甲烷純度高，穩定性好，可取代傳統的氯代光化法所造成的環境問題，非常符合綠色化學的發展要求。但是，該方法依然添加有二溴甲烷為原料，還是會產生工業鹽的問題，也依然沒有解決產物分離及后續處理復雜的問題。

技術實現要素：

為此，本發明所要解決的技術問題在于提供一種二苯氧基甲烷的制備方法，以解決現有技術中二苯氧基甲烷的合成工藝及后續處理工藝復雜的問題。

為解決上述技術問題，本發明所述的二苯氧基甲烷的制備方法，包括如下步驟：

(1)在攪拌條件下取多聚甲醛為原料，加入到熔融態的苯酚原料中攪拌混勻；

(2)加入強酸性陽離子交換樹脂為催化劑，于60-100℃下攪拌反應；

(3)將反應物過濾除去所述催化劑，蒸餾，即制得所需二苯氧基甲烷。

所述強酸性陽離子交換樹脂為D001型大孔陽離子交換樹脂和/或732苯乙烯陽離子交換樹脂。

所述步驟(2)中，所述強酸性陽離子交換樹脂的添加量為所述多聚甲醛與苯酚總量的1-3％。

所述步驟(1)中，所述多聚甲醛與苯酚的摩爾比為1-5：1。

所述步驟(2)中，所述反應時間為4-5h。

所述步驟(1)和步驟(2)是在超聲條件下進行的。

所述超聲條件為頻率為25-40Hz，功率為200-250mW/cm²。

所述步驟(3)中，在過濾催化劑之前還包括將反應物降溫至40℃，并保溫2-4h的步驟。

本發明所述制備二苯氧基甲烷的方法，以多聚甲醛和熔融態的苯酚為原料，以強酸性陽離子交換樹脂為催化劑，實現了在無溶劑情況下合成二苯氧基甲烷，同時使產物的分離更加容易；該反應在較低溫度下并且不需要加入相轉移催化劑就可以很完全的進行反應，并且制得的二苯氧基甲烷純度高，穩定性好；整個反應原料成本較低，且無其他副產物產生，不僅明顯降低二苯氧基甲烷生產成本，更加易于工業化生產，符合綠色工藝的要求。

本發明所述方法，利用特定篩選的強酸性陽離子交換樹脂為催化劑，更有利于多聚甲醛和苯酚的正向反應，并在超聲條件下進行所述合成反應，進一步提高了所述反應的轉化選擇性。

本發明所述方法，更優選在過濾催化劑之前，將所述反應物降溫至40℃的步驟，利用苯酚熔點溫度下促進反應正向進行，使得整個反應的產物轉化率達到100％。

附圖說明

為了使本發明的內容更容易被清楚的理解，下面根據本發明的具體實施例并結合附圖，對本發明作進一步詳細的說明，其中，

圖1為實施例1所得產物的檢測譜圖。

具體實施方式

本發明以下實施例中所述強酸性陽離子交換樹脂催化劑按照現有技術中常規的方法合成制得，或者購買市售產品即可。

實施例1

本實施例所述的二苯氧基甲烷的制備方法，包括如下步驟：

(1)在攪拌條件下取多聚甲醛30g，加入到376g熔融態的苯酚原料中攪拌混勻；

(2)加入D001型大孔陽離子交換樹脂催化劑4g，于60-100℃下攪拌反應4-5h；

(3)將反應物過濾除去所述催化劑，蒸餾后，即制得所需二苯氧基甲烷。

所得產物經GC和GC-MS檢測，其檢測譜圖見附圖1所示，經對檢測數據分析，證明本實施例所制得化合物即為二苯氧基甲烷。計算所述產物的反應轉化率為95％。

實施例2

本實施例所述的二苯氧基甲烷的制備方法，包括如下步驟：

(1)在攪拌條件下取多聚甲醛30g，加入到470g熔融態的苯酚原料中攪拌混勻；

(2)加入732苯乙烯陽離子交換樹脂為催化劑10g，于60-100℃下攪拌反應4-5h；

(3)將反應物過濾除去所述催化劑，蒸餾后，即制得所需二苯氧基甲烷。

所得產物經GC和GC-MS檢測及比對，所得產物即為二苯氧基甲烷。計算所述產物的反應轉化率為94％。

實施例3

本實施例所述的二苯氧基甲烷的制備方法，包括如下步驟：

(1)在攪拌條件下取多聚甲醛30g，加入到188g熔融態的苯酚原料中攪拌混勻；

(2)加入D001型大孔陽離子交換樹脂為催化劑4g，于60-100℃下攪拌反應4-5h；

(3)將反應物過濾除去所述催化劑，蒸餾后，即制得所需二苯氧基甲烷。

所得產物經GC和GC-MS檢測及比對，所得產物即為二苯氧基甲烷。計算所述產物的反應轉化率為95％。

實施例4

本實施例所述的二苯氧基甲烷的制備方法，包括如下步驟：

(1)在攪拌條件下取多聚甲醛30g，加入到282g熔融態的苯酚原料中攪拌混勻；

(2)加入732苯乙烯陽離子交換樹脂為催化劑9g，于60-100℃下攪拌反應4-5h；

(3)將反應物過濾除去所述催化劑，蒸餾后，即制得所需二苯氧基甲烷。

所得產物經GC和GC-MS檢測及比對，所得產物即為二苯氧基甲烷。計算所述產物的反應轉化率為96％。

實施例5

本實施例所述的二苯氧基甲烷的制備方法，包括如下步驟：

(1)在超聲條件下，邊攪拌邊將多聚甲醛30g，加入到376g熔融態的苯酚原料中攪拌混勻；所述超聲頻率為25Hz，功率為250mW/cm²；

(2)加入D001型大孔陽離子交換樹脂為催化劑6g，在超聲條件下于80℃下攪拌反應4h；

(3)將反應物過濾除去所述催化劑，蒸餾后，即制得所需二苯氧基甲烷。

所得產物經GC和GC-MS檢測及比對，所得產物即為二苯氧基甲烷。計算所述產物的反應轉化率為98％。

實施例6

本實施例所述的二苯氧基甲烷的制備方法，包括如下步驟：

(1)在超聲條件下，邊攪拌邊將多聚甲醛30g，加入到376g熔融態的苯酚原料中攪拌混勻；所述超聲頻率為40Hz，功率為200mW/cm²；

(2)加入732苯乙烯陽離子交換樹脂為催化劑8g，在超聲條件下于80℃下攪拌反應4h；

(3)將反應物過濾除去所述催化劑，蒸餾后，即制得所需二苯氧基甲烷。

所得產物經GC和GC-MS檢測及比對，所得產物即為二苯氧基甲烷。計算所述產物的反應轉化率為98％。

實施例7

本實施例所述二苯氧基甲烷的制備方法，與實施例5相同，其區別僅在于，所述步驟(3)中，在過濾催化劑之前還包括將反應物降溫至40℃，并保溫2h的步驟。

所得產物經GC和GC-MS檢測及比對，所得產物即為二苯氧基甲烷。計算所述產物的反應轉化率為100％。

實施例8

本實施例所述二苯氧基甲烷的制備方法，與實施例6相同，其區別僅在于，所述步驟(3)中，在過濾催化劑之前還包括將反應物降溫至40℃，并保溫4h的步驟。

所得產物經GC和GC-MS檢測及比對，所得產物即為二苯氧基甲烷。計算所述產物的反應轉化率為100％。

顯然，上述實施例僅僅是為清楚地說明所作的舉例，而并非對實施方式的限定。對于所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。而由此所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處于本發明創造的保護范圍之中。