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微反应器一步法连续合成苯甲醚

时间:2024-06-17 17:25:19 作者:小编 点击:

苯甲醚(AN)是一种重要的芳香醚类化合物, 也是分子结构最简单的芳香醚,广泛应用于香精、 农药、医药等精细化学品的生产过程 ,亦可作为 络合剂用于硼同位素分离 。苯甲醚通常以苯酚为原料,通过甲基化反应获得。主要的甲基化试剂包括卤代甲烷、硫酸二甲酯 (DMC)、碳酸二甲酯 DMS)等,其中碳酸二甲酯曾被认为是一种绿 色试剂而受到关注。但作为甲基化试剂,碳酸二甲 酯容易导致苯环上发生烷基化反应,形成甲基苯酚 副产物,而且碳酸二甲酯参与的甲基化反应需要在 高温下进行,反应条件苛刻。硫酸二甲酯作为一 种高选择性甲基化试剂,已广泛应用于咖啡因、愈 创木酚、3-甲基苯甲醚等中间体的工业合成, 然而这些生产过程普遍采用传统反应工艺,通过向 间歇釜中的酚钠溶液缓慢滴加硫酸二甲酯的方式完 ,生产效率低,安全隐患大。 微化工技术自从20世纪90年代以来已经在众 多化工领域,如萃取分离、粉体制备、精细有机化 学品合成以及高分子材料制备等方面得到产业化应 。与传统有机合成反应技术相比,微化工技 术的突出特点是传热、传质效率显著提高 ,反 应过程可控性强,安全性更有保障,尤其适用 于强放热化学反应过程,如硝化、氟化、烷基化  。在针对甲基化反应的应用中,以苯酚钠溶 液和硫酸二甲酯作为原料,在绝热条件下可通过管 式微反应器实现苯甲醚的连续流合成,苯酚钠单程转 化率达93.5%,硫酸二甲酯利用率超过80%。 苯酚与硫酸二甲酯的甲基化反应仅在碱性环境 中才能够发生。 传统生产工艺为两步:首先苯酚与氢氧化钠反 应生成苯酚钠,后者再与硫酸二甲酯反应得到目标 产物,由于硫酸二甲酯仅能使用一个甲基参与甲基 化反应,因此硫酸二甲酯与苯酚的化学计量比为 1。反应体系中硫酸二甲酯对苯酚具有较好的溶解 能力,苯酚溶解度达 51.4% (质量分数),溶解过 程没有明显的热效应,有利于防止苯酚的氧化。基 于这一特性,本文提出将苯酚钠的合成与苯酚的甲 基化反应进行耦合,在微反应器中直接得到苯甲醚 的思路,系统研究物料流量、碱液浓度、反应物摩尔比等因素对反应的影响,形成基于微反应系统的 连续甲基化反应工艺,为苯甲醚的连续、高效、安全生产提供了产业化基础。