邻苯二酚怎么制
合成邻苯二酚有多种工艺路线。
(1)以苯酚为原料,经氯气氯化、硫酸铜和氢氧化钠水解、盐酸酸化而得。
(2)由苯或苯酚与双氧水直接氧化。采用双氧水直接氧化苯酚制取邻苯二酚的有日本宇部兴产公司和法国罗纳-普朗克公司。
(3)由邻氯苯酚在碱性介质中加压水解制得。其制备方法有下列几种:2,4-二磺基苯酚碱熔水解法;邻氯苯酚水解法;苯酚直接氧化法;酚氧化法;邻羟基环己酮脱氢芳化法。
苯变成邻苯二酚,肯定是苯的邻位上的两个氢原子被羟基取代后形成的。
苯酚(Phenol,C6H5OH,相对分子质量94) 是一种具有特殊气味的无色针状晶体,有毒,是生产某些树脂、杀菌剂、防腐剂以及药物(如阿司匹林)的重要原料。也可用于消毒外科器械和排泄物的处理, 皮肤杀菌、止痒及中耳炎。熔点43℃,常温下微溶于水(溶解度是9.3g/100gH2O),易溶于乙醇、二乙醚有机溶剂;当温度高于65℃时,能跟水以任意比例互溶。苯酚有腐蚀性,接触后会使局部蛋白质变性,其溶液沾到皮肤上可用酒精洗涤。小部分苯酚暴露在空气中被氧气氧化为醌而呈粉红色。
苯酚分子由一个羟基直接连在苯环上构成。由于苯环的稳定性,这样的结构几乎不会转化为酮式结构。苯酚共振结构如右上图。酚羟基的氧原子采用sp杂化,提供1对孤电子与苯环的6个碳原子共同形成离域键。大π键加强了烯醇的酸性,羟基的推电子效应又加强了羟基中的单键的极性,因此苯酚中羟基的氢可以电离出来,电离出氢离子和苯酚根离子,所以,苯酚显示了一定程度的酸性,俗称石炭酸。如在一支试管中加入2-3毫升无水乙醚,取黄豆粒大小的一块金属钠,用滤纸吸干表面的煤油,放入乙醚中,可以看到钠不与乙醚发生反应。然后再向试管中加入少量苯酚,振荡,这时可观察到钠在试管中迅速反应,产生大量气体,生成了易溶于水的苯酚钠。
苯酚属于酚类物质,羟基受了苯环的影响,增大了活动性,羟基里的氢原子能电离出来,有弱酸性,能与碱反应,生成苯酚盐。但苯酚的酸性是很弱的(在水溶液中只能电离出极少量的氢离子和苯酚根离子),比碳酸还要弱,不能使石蕊试液变红,或者使BTB试液变黄。当把苯酚盐溶液通入二氧化碳时,溶液会变浑浊,生成碳酸的酸式盐和苯酚。
苯酚由于结构中有苯环,可以在环上发生类似苯的亲电取代反应,如硝化、卤代等:对比苯的相应反应可以发现,苯酚分子中苯环上的取代比苯容易得多。这是因为羟基有给电子效应,使苯环电子云密度增加。如在澄清的苯酚溶液中滴入过量的液态溴或溴水,很快就有白色沉淀三溴苯酚生成。这个反应不需要用催化剂,苯酚分子里苯环上被取代的氢原子一下子就是三个(苯与液态溴要在催化剂铁屑的作用下才能发生反应,反应中苯环上的一个氢原子被溴取代)。值得注意的是,苯酚的亲电取代总是发生在羟基的邻位和对位。这是羟基等给电子基团的共性。苯酚遇氯化铁、硫酸铁等铁盐的溶液显紫色,原因是苯酚根离子与铁离子形成了有颜色的配合物。
希望我能帮助你解疑释惑。
得到的是对苯二酚与邻苯二酚的混合液
再进行分离
反应方程式:
C6H5OH + H2O2 → C6H4(OH)2 + H2O
弱酸性
酚比醇的酸性强,是由于酚式羟基的O-H键易断裂,生成的苯氧基负离子比较稳定,使苯酚的离解平衡趋向右侧,而表现弱酸性。酚式羟基的氢除能被金属取代外,还能与强碱溶液生成盐(如酚钠)和水。
若在苯酚钠的水溶液中通入二氧化碳,即有游离苯酚析出。这是因为苯酚酸性比碳酸弱,所以酚盐能被碳酸所分解。
C6H5ONa+CO2+H2O→C6H5OH+NaHCO3
由于酚的酸性弱于碳酸,所以酚只能溶于氢氧化钠而不溶于碳酸氢钠。实验室里常根据酚的这一特性,而与既溶于氢氧化钠又能溶于碳酸氢钠的羧酸相区别。此方法也可用于中草药中酚类成分与羧酸类成分的分离。
与氯化铁的反应
大多数的酚能与氯化铁的稀水溶液发生显色反应。不同的酚与氯化铁反应呈显不同的颜色。例如,苯酚、间苯二酚、1,3,5-苯三酚与氯化铁溶液作用,均显紫色;甲苯酚呈蓝色;邻苯二酚、对苯二酚呈绿色;1,2,3-苯三酚呈红色,α-萘酚为紫色沉淀,β-萘酚则为绿色沉淀等。此显色反应常用以鉴别酚类的存在。
一般的醇式羟基无此反应,故也可用来区别醇与烯醇。
苯环上氢原子的取代反应
苯环连有羟基后,环的活泼性就增加,易起取代反应,取代基一般都进入羟基的邻对位及对位。例如苯的卤化反应一般较难进行,需要加热及催化剂,但苯酚的卤化就容易得多。在室温下加溴水于苯酚中,立即生成2,4,6-三溴苯酚的白色沉淀,此反应较灵敏,少量的苯酚也能检出。
苯酚也易硝化,使用稀硝酸即可生成邻硝基苯酚和对硝基苯酚的混合物。如使用浓硝酸和浓硫酸的混合物作硝化剂则可生成二硝基苯酚或三硝基苯酚。2,4,6-三硝基苯酚俗称苦味酸,酸性比苯酚强得多。
制取苯酚,先用苯和液溴反应生成溴苯,再用溴苯和氢氧化钠反应
简介:这两个化合物是极其重要的中间体,
应用领域极其广泛,国内需求量很大。邻苯二
酚是重要的医药中间体,可用来制造止咳素、
丁子香酚、黄连素和异丙肾上腺素等。另外,
还可用于抗氧剂、杀菌剂、染料、香料等制备。
对苯二酚主要用作照相的显影剂,还可用于橡
胶和汽油的抗氧剂。目前国内所采用的生产一I:
艺成本高,劳动强度大,三废大。新工艺采用
先进的邻苯二酚联产对苯二酚的生产l_[艺,即
苯酚在TS-1合成分子筛的催化作用下,与双氧
水作用发生羟基化反应,生成邻、对苯二酚。
此工艺优点在于原料易得,反应条件温和, 反
应副产物绝大部分为水,苯二酚选择性高达99
%以上,三废污染小,产品成本低,符合当今
绿色化学的发展趋势,经济效益和社会效益都
非常好。对苯二酚及邻苯二酚产品纯度均为>98
%。所需厂房面积400 m。。主要设备有:反应
器、蒸馏釜、真空系统等设备。主要原材料有:
苯酚、丙酮、双氧水等原料。这两个产品目前
市场需求量大,其中邻苯二酚每年均需要进口。
由于环境保护的需要,国内许多采用传统工艺
生产对苯二酚的企业目前均在减产或停产。
2001年每吨产品成本<2.3万元,目前市场售价
又升高。(SUP7939)
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气体抗溶剂过程(GA S) 是由Gallagher 和Krukon is 等[ 1 ] 于1989 年首先提出的, 其最初的实
验操作是一个间歇的过程。1993 年Sang2Do Yeo
等[ 2 ]将其改进为连续过程, 并成功地应用于胰岛素
超细颗粒的制备。与传统的喷雾干燥、气流粉碎、研
磨、冷冻干燥等方法相比, 连续GA S 过程制备的颗
粒具有粒径分布窄、生物成分不易失活等优点。1998
年Rererchon[ 3~ 4 ]对近几年超临界抗溶剂过程研究
作了总结与回顾, 证明这一过程在某些领域是非常
有效的。利用该方法, 人们已经得到了有用的微颗粒
和亚微颗粒产品。本文将该方法应用于对苯二酚颗
粒的制备过程, 通过改变操作参数(溶液浓度和溶液
流量等) , 研究过程变量对颗粒形貌和尺寸的影响。
1 实验部分
1. 1 实验装置
实验装置如图1 所示, 包括液体进料系统、二氧
化碳进料系统、结晶器、气液分离器及气体流量计
量、温度控制和压力控制等6 个部分。该装置的最高
操作压力为25M Pa, 最高操作温度为200°C。温度、
压力、液体流速和气体流速的测量精度分别为
±0. 1°C、± 0. 1M Pa、± 0. 01L öm in 和± 0. 02Lö
m in。
图1 超临界制细过程工艺流程图
F ig. 1 Schemat ic fo r ult ra2fine part icle p reparat ion
using SCF
1—So lution supp ly2—M etering pump3—P ressure
gauge4—Check valve5—One2way valve6—F ilter7—
Cylinder8—Reducing value9—D ryer10—Comp resso r
11—YT22 p ressure regulato r12—Nozzle13—Crystalliz2
er14—Samp ler15—Temperature contro l system16—
Co il heater17—Separato r18—Ro tameter19—W et test
meter
1. 2 实验方法
超临界CO 2 作为抗溶剂连续结晶过程中的溶
液与抗溶剂是以并流或逆流的方式连续进入结晶器
的, 溶液通过喷嘴进入有利于形成细小的液滴。超临
界CO 2 对液滴中溶剂的萃取将导致其中溶质浓度
急剧增大, 当液滴中溶质浓度大于其饱和浓度时, 溶
质将从溶液中快速结晶出来形成颗粒。
实验前, 使用丙酮配制对苯二酚溶液并用定性
滤纸过滤以防阻塞液体泵。检查喷嘴是否正常并安
装收集产品所需的载玻片。装配结晶器并检查气密
性, 启动温度、压力和流速控制装置, 并使其控制在
实验所需的温度、压力和流速要求(实验中CO 2 为
6. 00L öm in~ 10. 00L öm in )。待抗溶剂CO 2 稳定
15m in~ 20m in 后, 开启液体计量系统, 将对苯二酚2
丙酮溶液经喷嘴喷入结晶器, 同时记录操作时间与
溶液流量。观察转子流量计, 使之保持在设定值, 并
通过湿式流量计进行记录校正。在实验操作过程中,
观察与记录系统温度、压力和流量的数值及变化情
况, 并进行调节与控制。
为了确保溶剂不会再次溶解溶质, 在喷射结束
后用CO 2“吹洗”颗粒40m in~ 60m in。此时, 保持
CO 2 的流量在6. 00L öm in~ 10. 00L öm in (室温、常
压)。
在T = 310°C 和p = 8. 0M Pa 的操作条件下, 使
用生物显微镜照片观察了溶液浓度与流速对产品颗
粒形貌和尺寸的影响。
2 实验结果与分析
2. 1 装置可靠性验证
文献[ 5 ]以丙酮为溶剂, 利用连续GA S 过程
(T = 310°C, p = 8. 0M Pa, w = 0. 12 和V = 5mLö
m in) 制备了对苯二酚颗粒。在该条件下, 颗粒呈棒
状与棱柱形。本文以对苯二酚2丙酮2二氧化碳为研
究物系, 实验温度和压力分别控制在310°C 和8. 0
M Pa, 喷嘴孔径为D = 50Lm, 溶液浓度分别为C =
110göL 和5göL , 溶液流速分别为2. 00mL öm in 和
12. 00mL öm in, 抗溶剂流量为V CO 2= 6mL öm in。结
合图2 发现实验在不同溶液流量条件下制备的对苯
二酚颗粒的形貌只有两种: 棒状(小流量: 2. 00mLö
m in ) 和棱柱形(大流量: 12. 00mL öm in)。得到了与
文献[5 ]类似的实验结果, 说明自行搭建的装置具有
一定的可靠性。
2. 2 溶液流速对颗粒形貌与尺寸的影响
图2 (a) 和图2 (b) (C = 110göL ) 是在不同溶液
流量条件下实验得到的颗粒生物显微镜照片。图2
( a) 得到了平均粒径为40Lm~ 50Lm 的棱柱形结
晶图2 (b) 中的晶体颗粒呈棒状, 长度约100Lm。由
此可见, 增大溶液流量可以减小颗粒粒径在较大的
流量下生成颗粒的形貌是棱柱形, 而在较小的流量
时则是棒状颗粒。产生该现象的原因可以解释如下:
较大的流量在喷嘴出口处流速较大, 从而使其受到
的剪切力较大, 由此形成尺寸较小的液滴, 颗粒粒径
也较小反之, 流量较小导致在喷嘴出口处的流速较
小, 从而使其受到的剪切力较小, 形成的液滴尺寸较
大, 生成的颗粒粒径也较大。颗粒形貌由结晶动力学
和结晶时间所决定。对于该物系, 较小流速下, 易于
形成棒状颗粒而在大流速下则呈棱柱形。
图2 (c) 和图2 (d) (C = 5göL ) 是另一组流量条
件下得到的颗粒照片。图2 (c) 得到了5Lm~ 10Lm
的棱柱形结晶颗粒而图2 (d) 中的样品颗粒呈棒
状, 长度约为8Lm~ 12Lm。可见, 图2 (a) 与图2 (b)
和图2 (c) 与图2 (d) 具有相同的规律。
图2 苯二酚颗粒光学显微镜照片
F ig. 2 Pho tograph s fo r hydroquinone part icles
( a ) —V = 12. 00mL öm in, C = 110göL ( b ) —V = 2. 00mLöm in,
C= 110göL ( c ) —V = 12. 00mLöm in, C = 5göL ( d ) —V =
2. 00mL öm in, C= 5göL
2. 3 溶液浓度对颗粒形貌与尺寸的影响
比较图2 (a) 和图2 (c) , 得到不同浓度条件下颗
粒形貌和尺寸的变化规律。溶液浓度增大, 颗粒粒径
增大但溶液浓度对颗粒形貌几乎不产生影响。此规
律亦可由图2 (b) 和图2 (d) 比较中得出。由于溶液浓
度的减小使晶体颗粒尺寸明显减小, 结晶过程中分
子碰撞的机率下降, 可用于晶体成核与生长的物质
减少, 从而造成颗粒直径的大幅度下降。这一结论与
Th iering 等[ 6 ]对甲醇2p 2HBA 2CO 2 体系的实验结果
一致。
3 结论
本研究进行了对苯二酚物系的GA S 过程超细
颗粒制备实验, 将实验结果与文献结果相比较, 验证
了实验装置的可靠性考察了实验过程中不同溶液
浓度和气体流量对产品颗粒的粒径和形貌的影响。
结果表明, 在该研究的范围内, 溶液流量增大颗粒粒
径减小, 而溶液浓度增大颗粒粒径增加流量较大时
( 12. 00mL öm in) , 产品颗粒为棱柱形晶体, 流量较
小时(2. 00mL öm in) , 产品颗粒为棒状晶体。
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1、组分比(份)
间苯二磺酸钠 125 苛性钠(纯度98%) 250
2、制备方法
取苛性钠加水(10份)共热于铸铁锅中,锅中设有搅拌器,待全熔后(270℃)开始搅拌,并徐加间苯二磺酸钠,约半小时,须防泡沫溢出。反应约8~9小时,移盛于小铁盘,冷却后则为固体。
将固体粉碎投入于500份水中,加盐酸使呈酸性。当二氧化硫放出后,移于浸渍器,用戊醇浸渍4次,每次用100份,混合其浸出液,共盛于分液器中,静置1小时,分去水溶液,戊醇的间苯二酚溶液,用水蒸气加热至100℃,再通水蒸气以除去溶剂,移溶液于搪瓷干燥锅内,蒸出水分,放于铜锅加热,先蒸馏去水及酚,次用真空蒸馏至温度达190℃时,将压力改为16.9kPa,即可得间苯二酚20~23份。
3、间苯二酚的鉴别
本品水溶液为无色,遇醋酸铅无沉淀,表明无邻苯二酚。将其浓水溶液温热,应无酚的嗅味,表明无酚。与三氯化铁温热无醌的嗅味则表明无对苯二酚存在.