以甲基叔丁基醚为烃化剂的芳香烃叔丁基化反应方法

专利名称：以甲基叔丁基醚为烃化剂的芳香烃叔丁基化反应方法技术领域：本发明涉及一种精细化工产品生产的化学反应方法，特别是一种以甲基叔丁基醚为烃化剂的芳香烃叔丁基化反应方法。甲基叔丁基醚是在分离C4馏份过程中加入甲醇，该馏份中的异丁烯即与甲醇在强酸性阳离子交换树脂的催化下反应生成，其沸点与C4馏份中的其余组分沸点相差较大(55.2℃)，所以很容易被分离出来，即从C4馏份中获得甲基叔丁基醚要比从C4馏分中获得异丁烯所需费用低得多。甲基叔丁基醚的用途是用来代替四乙基铅作为汽油的辛烷值添加剂。用异丁烯作烃化剂时，例如在制备高效阻聚剂对叔丁基邻二酚时，其以邻苯二酚为原料，以二甲苯为溶剂，磷酸作催化剂，在温度105～110℃下连续反应67～72小时而得到，见辽宁石化技术情报总站的《有机化工原料及中间体便览))下集，56～57页。其存在的间题是一反应时间长，二是溶剂二甲苯为有毒的易燃易爆物质，操作危险性大，并且成本高，影响经济效益。本发明的目的可以通过如下技术措施来实现本方法以芳香烃化合物为原料，加入甲基叔丁基醚作为烃化剂，酸作催化剂，其反应温度为60～160℃，最好为80～150℃，反应时间为1.0～8小时，芳香烃化合物与甲基叔丁基醚的投料摩尔比为1∶0.8～3，最好为1∶1.05～1.3，芳香烃化合物与酸的重量比为1∶0.05～0.3，最好为1∶0.1～0.2，酸的重量为纯酸的重量。所述芳香烃化合物可以是单烷基取代苯、多烷基取代苯、苯酚、烷基取代苯酚以及邻、对、间苯二酚；所用的酸可以是磷酸、对甲苯磺酸、硫酸以及固体阳离子交换树脂或固体阳离子交换树脂加无机酸的混合物，上述固体阳离子交换树脂需经转型处理。芳香烃引入叔丁基反应可采用一步加料方式，把芳香烃化合物、甲基叔丁基醚、酸一起加入反应器中，然后加热，搅拌进行反应；也可采用分步加料方式，将芳香烃化合物加入反应器中，然后加热，再加入甲基叔丁基醚、酸搅拌进行反应。本发明的反应机理和采用叔丁醇或异丁烯作烃化剂，与芳香烃化合物进行叔丁基化反应的机理相同。甲基叔丁基醚在酸作为催化剂下发生醚键断裂，产生叔丁基碳正离子，向芳香环上的大л键发动亲电进攻而使芳香环叔丁基化。本发明工艺简单，反应条件温和可行，烃化剂来源容易，反应不需溶剂，能耗小，反应时间短，操作费用低，能有效降低目的产品的成本，提高经济效益，为各种高效阻聚剂、抗氧剂、防老剂、以及润滑油及油脂的稳定剂、紫外线吸收剂的中间体开辟了一种新的合成方法，并为甲基叔丁基醚提供了一种新的用途。实施例一在带有温度计、搅拌器和回流冷凝器的反应器中加入邻苯二酚28g，甲基叔丁基醚22g，浓度为98％的硫酸1.4g，搅拌升温至100℃，保持时间1.5h，获得的产品对叔丁基邻二酚含量为55.66％。实施例二在带有温度计、搅拌器和回流冷凝器的反应器中加入邻苯二酚28g，甲基叔丁基醚22g，701型阳离子交换树脂2.75g，升温至120℃搅拌反应2.5小时，获得产品对叔丁基邻二酚的含量为25.36％。实施例三在带有温度计、搅拌器和回流冷凝器的反应器中加入苯酚23.5g，加热至130℃后，加入甲基叔丁基醚23.7g，浓度为98％的硫酸2.57g，搅拌反应3小时，获得产品的对叔丁基苯酚23g。实施例四在带有温度计、搅拌器和回流冷凝器的反应器中加入苯酚28.2g，甲基叔丁基醚22g，浓度为86％的磷酸2.64g，搅拌升温至130℃，加完后保持反应2.5小时，获得产品对叔丁基苯酚的含量为24.7％。实施例五在带有温度计、搅拌器和回流冷凝器的反应器中加入甲苯23g，甲基叔丁基醚23g，浓度为98％的硫酸2.6g，搅拌升温至110℃，加完后保持反应2小时，获得产品对叔丁基甲苯的含量为15.7％。权利要求1.一种以甲基叔丁基醚为烃化剂的芳香烃叔丁基化反应方法，以芳香烃化合物为原料，其特征是加入甲基叔丁基醚作为烃化剂，酸作催化剂。2.根据权利要求1所述的反应方法，其特征是芳香烃化合物与甲基叔丁基醚的投料摩尔比为1∶0.8～3，芳香烃化合物与酸的重量比为1∶0.05～0.3，反应温度为60～160℃。3.根据权利要求1所述的反应方法，其特征是芳香烃化合物为单烷基取代苯、多烷基取代苯、苯酚、烷基取代苯酚以及邻、对、间苯二酚。4.根据权利要求1所述的反应方法，其特征是催化剂的酸为磷酸、对甲苯磺酸、硫酸以及固体阳离子交换树脂或固体阳离子交换树脂加无机酸的混合物。5.根据权利要求1所述的反应方法，其特征是芳香烃化合物与甲基叔丁基醚的投料摩尔比为1∶1.05～1.3。6.根据权利要求1所述的反应方法，其特征是芳香烃化合物与酸的重量比为1∶0.1～0.2。7.根据权利要求1所述的反应方法，其特征是反应温度为80～150℃。全文摘要一种以甲基叔丁基醚为烃化剂的芳香烃叔丁基化反应方法，以芳香烃化合物为原料，加入甲基叔丁基醚作为烃化剂，酸作催化剂。其工艺简单，反应条件温和可行，烃化剂来源容易，反应不需溶剂，能耗小，反应时间短，操作费用低，有效降低目的产品的成本，提高经济效益，并为甲基叔丁基醚提供了一种新的用途。文档编号C07C37/00GK1445204SQ0311359公开日2003年10月1日 申请日期2003年1月15日 优先权日2003年1月15日发明者汪树清, 方子严, 方晓强 申请人:茂名学院