第一章、1,2-二苯乙烷的概况
1.1 1,2-二苯乙烷的概况
1 ,2-二苯乙烷 ,也称联苄 ,是一种重要的有机合成中间体,其磺化产物可作为优良的皮革鞣剂,脱氢产物是生产荧光增白剂和染料的重要原料。近年来 ,由于新型高效阻燃剂 --十溴二苯乙烷的成功开发 ,使其应用更加广泛。同时 1 ,2-二苯乙烷本身还是一种重要的有机化工产品 ,因其优良的热稳定性和载热能力 ,作为导热油应用于医药化工行业中。
1.2 1,2-二苯乙烷理化性质
CAS No.: 103-29-7
分子式: C14H14
结构式:
分子量: 182.25
性 状: 白色针状或小片状结晶。熔点52℃,沸点284℃,闪点129℃,相对密度0.9782(25/4℃)。易溶于氯仿、醚、二硫化碳和乙酸戊酯,溶于醇,几乎不溶于水。与三氧化铬或高锰酸作用生成苯甲酸。
用 途: 用于有机合成。硝化纤维素的溶剂。
1.3 1,2-二苯乙烷的包装、运输及贮存及其他等
包装:25Kg编织袋,内衬塑料袋。200KG塑铁桶或根据客户要求。
运输:起运时包装要完整,装载应稳妥。运输过程中要确保容器不泄漏、不倒塌、不坠落、不损坏。严禁与氧化剂、食用化学品等混装混运。运输途中应防曝晒、雨淋,防高温。车辆运输完毕应进行彻底清扫。
贮存: 储存于阴凉、通风的库房。远离火种、热源。应与氧化剂分开存放,切忌混储。配备相应品种和数量的消防器材。储区应备有合适的材料收容泄漏物。
注意事项:
1、密闭操作,全面通风。
2、操作人员必须经过专门培训,严格遵守操作规程。建议操作人员佩戴自吸过滤式防尘口罩,戴化学安全防护眼镜,穿防毒物渗透工作服,戴橡胶手套。远离火种、热源,工作场所严禁吸烟。
3、使用防爆型的通风系统和设备。
4、避免与氧化剂接触。
5、搬运时要轻装轻卸,防止包装及容器损坏。配备相应品种和数量的消防器材及泄漏应急处理设备。倒空的容器可能残留有害物。
第二章、1 ,2-二苯乙烷的生产方法
2.1 1 ,2-二苯乙烷质量指标
表2.1 1 ,2-二苯乙烷的质量指标
2.2 1 ,2-二苯乙烷主要生产方法
目前,合成 1 ,2-二苯乙烷的方法较多 ,但具有工业应用意义的方法大致可以分成 2 类:
一类是以三氯化铝为催化剂 ,苯与乙撑基烷基化试剂进行烷基化反应。此路线合成 1 ,2-二苯乙烷原料便宜 ,产品收率高 ,但反应条件比较苛刻 ,需在无水条件下进行;同时产生大量 HCl 气体 ,对环境污染严重 ,且易腐蚀设备 ,增加了生产成本。
第二类方法是卤化苄的偶联反应。该法制备 1 ,2-二苯乙烷,具有操作简单、对环境友好、工艺条件易于控制、产品收率较高等优点,是一种较为理想的 1 ,2-二苯乙烷的合成路线 ,但由于原料卤化苄价格稍贵 ,生产成本偏高 ,因此如何进一步提高卤化苄的转化率、降低生产成本 ,成为 1 ,2-二苯乙烷生产和研究的关键问题。
2.2.1 氯化苄水相合成法
以氯化苄为原料 ,锌粉和 CuCl2 为催化剂 ,在水相中合成出1 ,2-二苯乙烷。该反应操作简便、条件温和 ,产物易处理、易于工业化。
2C6H5CH2Cl + ZnC6H5CH2CH2C6H5 + ZnCl2
在反应中 ,CuCl2 起到很重要的作用 ,没有加入 CuCl2 只加入 Zn 粉时气相色谱没有检测到1 ,2-二苯乙烷 ,而随着 CuCl2 用量的增大 ,1 ,2-二苯乙烷产率提高 ,但超过一定量后 ,由于副产物增加 ,使得产率降低。实验表明 ,n (Zn 粉) ∶n (CuCl2) =20 ∶1 时 ,1 ,2-二苯乙烷的产率为 98.3 %。
锌粉的用量对 1 ,2-二苯乙烷的质量和收率影响都很大。锌粉的用量太少 ,氯化苄的反应不完全 , 1 ,2-二苯乙烷的收率较低。相反 ,锌粉用量太大 , 1 ,2-二苯乙烷的颜色变深。实验表明 , n(氯化苄) ∶n(Zn 粉) 为 0. 5 ∶1 时 ,产品为白色针状结晶 ,产率高达 96.6 %。
随着反应的进行 ,1 ,2-二苯乙烷的产率增大 ,反应 6 h 产率最高 ,反应时间再加长 ,反应产率也不会增大 ,反而略有降低 ,可能是发生副反应的原因。
温度对此反应影响不大。
该工艺克服了 Grignard和 Wurtz偶联反应的缺点 ,具有工艺条件安全、易控 ,产品收率高 ,催化剂廉价易得等优点 ,因此具有广阔的工业化前景。缺点是原料氯化苄相对苯和 1, 2-二氯乙烷较贵 ,生产成本高。
2.2.2 傅一克烷基化反应(Friedel-Crafts烷基化反应)
在三氯化铝催化下,以苯和1,2-二氯乙烷为原料,合成1,2-二苯乙烷,单程收率可达77.6%,总收率达98%以上。
2.2.3 Grignard偶联反应
此法以氯化苄与金属镁为原料进行偶联反应 ,即首先在无水乙醚或 THF中生成 Grignard试剂 ,再与氯化苄进行反应制得目标产物。早在 1946年 , Morris等就用该工艺合成了 1, 2-二苯乙烷,其反应式如下:
此方法操作简便易行 ,反应体系对设备没有腐蚀性。但大量使用乙醚 ,工业上难以保障安全性 , Grignard试剂的保存也成为问题 ,因此该法只适合于实验室制备少量的产品。冯柏成等开发了以苯为溶剂 ,苄基氯和金属镁为原料 ,水解除氯化镁的合成工艺 ,一定程度上提高了该工艺的竞争力。但金属镁消耗量大制约了该工艺的推广应用。
2.2.4 Wurtz偶联反应
Wurtz偶联反应以氯化苄和钠为原料制备1, 2-二苯乙烷 ,反应式如下 :
此反应需要使用大量的金属钠 ,反应过程中生成的 NaCl附在钠的表面 ,使其活性大大降低;且由于金属钠的使用 ,整个操作过程必须十分小心 ,否则极易发生爆炸或火灾 ,因此不适合工业化生产。
2.2.5 苯偶姻还原反应
在有机溶剂中 ,以钯或镍为催化剂 ,对苯偶姻催化加氢得到 1, 2-二苯乙烷 。反应式为:
该反应选择性高 ,收率可达 90%,但由于催化剂及原料价格昂贵 ,难以实现工业化生产。
2.2.6 苯和环氧乙烷的烷基化反应
该法以苯和环氧乙烷为原料 ,以三氯化铝为催化剂 ,制备 1,2-二苯乙烷。反应式如下:
苯和环氧乙烷的烷基化反应一直是工业生产β-苯乙醇的方法 , 1, 2-二苯乙烷是作为副产物生成的。如果把副反应转化为主反应 ,需增加催化剂的投量 ,再加上反应中生成水 ,大大提高了三氯化铝使用量 ,进而造成产物的分离、提纯较为困难 ,使连锁反应生成的多烷基化产物增加。
2.2.7 羰基化合物脱氧偶联氢化反应
此法投资大 ,原料和催化剂成本高 ,工艺路线长 ,收率相对低。
2.2.8 环戊二烯基氯钛还原反应
该法以环戊二烯基氯钛 (Cp2 TiCl)为催化剂 ,苄基氯为原料 ,制备 1,2-二苯乙烷。反应式如下:
此反应原料昂贵 ,络合溶液不稳定 ,条件苛刻 ,收率小于 76% ,因此 ,很难成为工业化生产选择的对象。
2.2.9 乙炔芳香化法
乙炔芳香化法是在 Pd(AlCl4 )2 存在的条件下 ,以氯苯和乙炔为原料 ,制备 1, 2-二苯乙烷。反应式如下:
该法催化剂和原料较贵 ,且乙炔和反应副产物多炔都容易爆炸 ,反应收率也不高。
2.3 1 ,2-二苯乙烷的生产技术进展
2.3.1 国外1 ,2-二苯乙烷的生产技术进展
早在 19世纪末 , Friedel和 Crafts就用苯和 1, 2-二氯乙烷为原料制备出了 1, 2-二苯乙烷 ,但未找到其使用价值 ,直到 20世纪 80年代初国内外还没有相当规模的工业化生产。后来 ,随着各种新型精细化学品的开发研究 ,人们才注意到了它的应用价值。
1946年 , Morris等就用氯化苄与金属镁为原料进行偶联反应 ,即首先在无水乙醚或 THF中生成 Grignard试剂 ,再与氯化苄进行反应制得目标产物合成了 1, 2-二苯乙烷。
2.3.2 国内1 ,2-二苯乙烷的生产技术进展
苯和 1, 2-二氯乙烷是最早用于实验室制备 1, 2-二苯乙烷 ,同时也是首先用于工业生产 1, 2-二苯乙烷的方法。
Grignard偶联反应此法以氯化苄与金属镁为原料进行偶联反应 ,即首先在无水乙醚或 THF中生成 Grignard试剂 ,再与氯化苄进行反应制得目标产物。此方法操作简便易行 ,反应体系对设备没有腐蚀性。但大量使用乙醚 ,工业上难以保障安全性,Grignard试剂的保存也成为问题 ,因此该法只适合于实验室制备少量的产品。冯柏成等开发了以苯为溶剂 ,苄基氯和金属镁为原料 ,水解除氯化镁的 合成工艺 ,一定程度上提高了该工艺的竞争力。但金属镁消耗量大制约了该工艺的推广应用。
国内基本采用烷基化反应的工艺,工艺大都比较稳定。
● 所属领域:化工、材料、资源、环境、装备
● 技术转让/技术许可/技术服务:六鉴投资
● 项目成熟度:产业化技术
● 应用前景:
● 知识产权及项目获奖情况:该项目属于自主开发技术。
● 合作方式:面议
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