工业萘的生产方法
从煤焦油中分离出来的萘称之为焦油萘。在高温煤焦油中萘约占8-12%。从焦油精馏塔侧线切取出温度区间为210-230℃的萘油馏分,经过洗涤脱酚,再精馏分离轻组分,便可得到凝固点为78℃、纯度为96%的工业萘。
工业萘中含杂质硫茚(1-3%)、甲基萘(1-2%)及少量茚、焦油碱和焦油酸,经过进一步酸洗和蒸馏,可得到硫含量小于0.1%、凝固点为79℃的精萘。若需要进一步精制使硫含量低于0.05%,则需采用加氢精制工艺。 石油萘的原料来自于催化重整、催化裂化和烃类裂解等过程的重芳烃组分。在催化重整油中,甲基萘的含量约为55%。首先经过萃取和吸附,从原料馏分中分离出萘的各种同系物,然后采用催化临氢脱烷基的方法,以Cr2O3-Al2O3为催化剂,在400-800℃和0.5-7兆帕下进行临氢脱甲基反应,反应产物经冷却气相物质后,蒸馏除去轻组分苯、甲苯、二甲苯等,最后进一步精馏可得到石油萘产品。产品用溶剂吸收和溶剂洗涤的方法进行提纯,纯度可达99.73%。
据估计,以轻柴油为裂解原料的年产30万吨的乙烯装置,,可副产焦油9万吨,其中萘和萘潜量为4-5万吨。
方法一:1.溴代甲苯 2.酸性高锰酸钾氧化甲基得到邻溴苯甲酸 3.加入氢氧化钠溶液350℃加热 4.甲酸将苯酚负离子和羧酸根质子化
此方法产率不高,由于机理是消除-加成反应,得到的羟基会既有与羧基邻位的也有间位的。
方法二:1.硝化 2.Fe/HCl还原硝基得到氨基 3.加入亚硝酸钠和盐酸的混合物将氨基转化为偶氮盐 4.加水加热使偶氮转化为羟基。
机理与图片类似,不同的是异丙基的位阻影响大导致羟基在对位,甲基位阻小,产物邻位为主。
参考资料:David R. Klein-Organic Chemistry, 2nd Edition-Wiley (2013)
来源
煤和石油是制备一些简单芳香烃如苯、甲苯等的原料。而这些简单芳香烃又是制备其它高级芳香族化合物的基本原料。当煤在无氧条件下加热至1000℃,煤分子通过热分馏产生煤焦油。而从煤焦油中可以产生苯、甲苯、二甲苯、萘和其它芳香化合物。与煤不同,石油中含有大量的烷烃和少量芳香化合物。石油馏分中主要含有环烷烃和链烃,将它们转化为芳香烃的主要方法是重整和芳构化。芳构化是指含六元环的脂环族化合物在铂、钯、镍等催化剂存在下,加热脱氢,生成芳香族化合物的过程。重整包括链烃裂解、异构化、关环、扩环、氢转移、烯烃吸氢等过程。重整一般都是在催化剂作用下进行的,常用的催化剂有铂、铜等。石油工业化学中一个重要的反应称临氢重整(或称铂重整),就是在氢存在下,以铂为催化剂使分子结构重新安排,例如在Pt,SiO2/Al2O3,500℃,1~4 MPa及H2存在的反应条件下进行反应。临氢重整反应过程很复杂,因为反应体系是混合物。
傅一克反应作用
傅一克酰基化反应和脱氢反应在合成稠环体系时起着很大的作用。
合成过程中要使用两次傅一克酰基化反应,第一次生成γ-氧代γ苯基丁酸,经Cemmensen还原后,再进行第二次酰化关环,然后再经一次Clemmensen还原及硒脱氢后得萘。
蒽醌是合成一大类蒽醌染料的重要中间体,它的工业合成方法是经过两次傅一克酰基化反应得到蒽醌。蒽醌再经还原脱氢后,得到蒽。
用萘和丁二酸酐发生傅一克酰基化反应,萘的1位及2位上都可被酰化,得到两个异构体,即β-(1-萘甲酰基)丙酸和β-(2-萘甲酰基)丙酸,然后按标准的方法还原、关环、还原、脱氢就得到菲。
γ-芳基丁酸在多磷酸(或85% H2S04)作用下,加热环化成六元环酮,环酮用锌汞齐、盐酸还原后,再用硒加热脱氢得到多环芳香族化合物。这个合成多环化合物的重要方法称为Haworth(哈沃斯)反应。用苯合成萘、由萘合成菲的反应实例说明,Haworth反应在合成稠环化合物中十分有用。
蔻合成方法
蔻(coronene)在自然界中不存在,可用多种方法合成。其中一个方法是利用傅一克反应及硒脱氢反应而实现的。用2,7二甲萘通过N一溴代丁二酰亚胺进行苯甲型的溴化,两个甲基的氢各被一个溴取代,然后用Wurtz反应将两分子缩合,即得到一个十四元的环状化合物。在三氯化铝的作用下即行关环。这步反应的过程和芳香烃被烯烃烷基化类似。最后用硒脱氢即得到蔻。
六苯并蔻(hcxabenzocoronene)是有机材料中应用十分广泛的一个中间体,利用二苯乙炔与2,3,4,5-四苯基环戊二烯酮的Diels - Alder反应,再脱酮生成六苯基苯,此化合物经FeCl3氧化即町生成六苯并蔻。
1、用苯和氯乙烷在氯化铝催化下,加热,发生傅瑞达尔-克拉夫茨烷基化反应,生成乙基苯:C6H6+Cl-CH2CH3--------C6H5-CH2CH3+HCl
2、用乙基苯与浓硫酸和浓硝酸混合,加热,在乙基的对位上引入硝基,生成对硝基乙苯:CH3CH2-C6H5+HNO3(H2SO4)-----CH3CH2-C6H4-NO2+H2O
磺酸基可用于占位,阻止Br取代到对位,然后加热可以让磺酸基脱去.