一种合成苯乙烯及其衍生物的方法与流程

本发明涉及新材料，尤其涉及一种合成苯乙烯及其衍生物的方法。

背景技术：

1、苯乙烯是一种重要的有机化学品，广泛应用于塑料、橡胶、纤维和涂料等工业领域；目前工业上生产苯乙烯，几乎全部采用乙苯催化脱氢的方法，该法占全世界生产能力的90％以上，该法需要使用高温高压的生产条件；同时，由于各类单取代乙苯原料来源的限制，对于各类单取代苯乙烯的生产难以直接套用上述的苯乙烯生产工艺技术，这导致了目前各类单取代苯乙烯的大规模生产能力严重不足；

2、现有技术中苯乙烯及其衍生物的制备方法已有不少报道,经综合分析，主要分为以下五条路线：

3、一、蒸汽裂解法

4、蒸汽裂解法是最主要的苯乙烯生产方法之一，它的原料是石油、天然气和液化气等碳氢化合物，通过加热这些原料产生高温高压的蒸汽环境，在催化剂的作用下，发生裂解反应生成苯乙烯等物质，这种方法的原料丰富，成本低廉，因此其生产成本也相对较低；

5、二、煤制苯法

6、煤制苯法是另一种主要的苯乙烯生产方法，其原料是煤和焦炭等，通过煤化学反应和催化剂作用制得苯乙烯等化合物，这种方法的原料来源广泛，具有一定的自给能力，同时由于使用的煤具有较低的灰分和硫分含量，因此其生产的苯乙烯也具有较高的纯度；

7、三、裂解汽油抽提法

8、采用石脑油、柴油、液化石油气为原料的蒸汽裂解制乙烯装置生产的裂解汽油中约含4％-6％的苯乙烯，采用抽提方式可将其中的苯乙烯分离出来；

9、四、乙苯脱氢法

10、乙苯在催化剂作用下，达到550-600℃时脱氢生成苯乙烯，是目前国内外生产苯乙烯的主要方法，其生产能力约占世界苯乙烯总生产能力的90％；

11、五、po/sm联产法

12、即环氧丙烷-苯乙烯联产法，又称共氧化法，乙苯被氧气氧化生成乙苯的过氧化物，之后，该过氧化物被用来氧化丙烯，得到1-苯基乙醇和环氧丙烷，最终，1-苯基乙醇脱水后就可以得到苯乙烯；

13、以上五条路线都有各自的优缺点和适用范围，但都不适合实验室制备乙烯，苯乙烯及其衍生物在实验室制备上安全环保压力大、价格成本高、质量纯度低，且在制备过程中步骤繁琐处理复杂，另外在制备过程中产品同分异构体难以分离，综合上述情况，因此我们提出了一种合成苯乙烯及其衍生物的方法。

技术实现思路

1、基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种合成苯乙烯及其衍生物的方法。

2、本发明提出的一种合成苯乙烯及其衍生物的方法，包括以下步骤：

3、s1：在500ml三口烧瓶中加入溶剂、取代基苄基磷酸酯和碱进行搅拌混合均匀；

4、s2：将s1中的混合液加热升温至40℃～160℃，并回流反应30min；

5、s3：向s2中的混合液中分批加入多聚甲醛3-8g，控温40℃～160℃反应至原料残留≦0.5％；

6、s4：对s3的混合液进行降温过滤，除去磷酸盐，同时得到滤饼和滤液，滤饼用溶剂洗涤；

7、s5：将s4中的滤液蒸馏分离，其中一组分离物为可回收使用的溶剂，另一组分离物为产品苯乙烯及其衍生物，气相纯度大于90％；

8、s6：合并s5中的两组滤液，进行常压精馏，得到苯乙烯及其衍生物7.5-9.4g，苯乙烯及其衍生物的收率为68.4％-81％，纯度为81.2％-99.6％。

9、优选地，所述s1中，溶剂为二氯乙烷、三氯甲烷、四氯甲烷、四氢呋喃、甲基四氢呋喃、乙酸乙酯、碳酸二甲酯、石油醚、己烷、庚烷、甲苯、氯苯、dmf、dme和环丁砜当中的一种或多种混合溶剂；

10、取代基苄基磷酸酯为苄基磷酸二甲酯、苄基磷酸二乙酯、对二甲苯二磷酸四甲酯、对二甲苯二磷酸四乙酯、间二甲苯二磷酸四甲酯和间二甲苯二磷酸四乙酯当中的任一种；

11、碱为三乙胺、醋酸钠、碳酸钠、碳酸钾、氢氧化钠、氢氧化钾、氨基钠、甲醇钠、乙醇钠、氢化钠和叔丁醇钠当中的一种或多种混合碱。

12、优选地，所述s2中，反应温度为40℃～160℃，优选反应温度为各溶剂的沸点和冷凝回流温度。

13、优选地，所述s1中，取代基苄基磷酸酯与碱的摩尔比为1:1～10，优选摩尔比为1：2.1。

14、优选地，所述s3中，取代基苄基磷酸酯与多聚甲醛的摩尔比为1:1～10，优选摩尔比为1：2.1。

15、优选地，所述s3中，多聚甲醛可替换为三聚甲醛或者甲醛中的一种。

16、优选地，所述s5中，蒸馏分离方法为减压蒸馏、常压蒸馏，减压精馏、常压精馏、加压精馏、短程蒸馏和薄膜蒸馏当中的一种或多种蒸馏方法，优选减压蒸馏分离方法，其中蒸馏分离利用聚合物沸点不同进行分馏或利用重结晶的方法，进行精制纯化。

17、优选地，所述s6中，苯乙烯及其衍生物的纯度采用气相色谱仪进行检测，纯度优选大于90％。

18、优选地，所述s6中，苯乙烯及其衍生物的合成反应方程式为：其中x＝h、ch3、ch2ch3、ph、-och3、vi、no2、cl、br。

19、与现有的技术相比，本发明的有益效果是：

20、本发明合成苯乙烯及其衍生物的方法适用于实验室，可快速制备出较高纯度的苯乙烯及其衍生物，且安全环保压力小，使用的原料价格成本低，步骤简单，另外采用蒸馏分离的方式可快速实现产品同分异构体的分离，克服了传统工艺中安全环保压力大、价格成本高、质量纯度低，且在制备过程中步骤繁琐处理复杂，另外在制备过程中产品同分异构体难以分离的缺点。

技术特征：

1.一种合成苯乙烯及其衍生物的方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种合成苯乙烯及其衍生物的方法，其特征在于，所述s1中，溶剂为二氯乙烷、三氯甲烷、四氯甲烷、四氢呋喃、甲基四氢呋喃、乙酸乙酯、碳酸二甲酯、石油醚、己烷、庚烷、甲苯、氯苯、dmf、dme和环丁砜当中的一种或多种混合溶剂；

3.根据权利要求1所述的一种合成苯乙烯及其衍生物的方法，其特征在于，所述s2中，反应温度为40℃～160℃。

4.根据权利要求1所述的一种合成苯乙烯及其衍生物的方法，其特征在于，所述s1中，取代基苄基磷酸酯与碱的摩尔比为1:1～10。

5.根据权利要求1所述的一种合成苯乙烯及其衍生物的方法，其特征在于，所述s3中，取代基苄基磷酸酯与多聚甲醛的摩尔比为1:1～10。

6.根据权利要求1所述的一种合成苯乙烯及其衍生物的方法，其特征在于，所述s3中，多聚甲醛可替换为三聚甲醛或者甲醛中的一种。

7.根据权利要求1所述的一种合成苯乙烯及其衍生物的方法，其特征在于，所述s5中，蒸馏分离方法为减压蒸馏、常压蒸馏、减压精馏、常压精馏、加压精馏、短程蒸馏和薄膜蒸馏当中的一种或多种蒸馏方法，优选减压蒸馏分离方法，其中蒸馏分离利用聚合物沸点不同进行分馏或利用重结晶的方法，进行精制纯化。

8.根据权利要求1所述的一种合成苯乙烯及其衍生物的方法，其特征在于，所述s6中，苯乙烯及其衍生物的纯度采用气相色谱仪进行检测，纯度大于90％。

9.根据权利要求1所述的一种合成苯乙烯及其衍生物的方法，其特征在于，所述s6中，苯乙烯及其衍生物的合成反应方程式为：其中x＝h、ch3、ch2ch3、ph、-och3、vi、no2、cl、br。

技术总结本发明公开了一种合成苯乙烯及其衍生物的方法，包括以下步骤：S1：在500ml三口烧瓶中加入溶剂、取代基苄基磷酸酯和碱进行搅拌混合均匀；S2：将S1中的混合液加热升温至40℃～160℃，并回流反应30min；S3：向S2中的混合液中分批加入多聚甲醛3‑8g。本发明合成苯乙烯及其衍生物的方法适用于实验室，可快速制备出较高纯度的苯乙烯及其衍生物，且安全环保压力小，使用的原料价格成本低，步骤简单，另外采用蒸馏分离的方式可快速实现产品同分异构体的分离，克服了传统工艺中安全环保压力大、价格成本高、质量纯度低，且在制备过程中步骤繁琐处理复杂，另外在制备过程中产品同分异构体难以分离的缺点。技术研发人员：杨如,施迎春,邵长佳,马可伟,罗韶坚受保护的技术使用者：珠海固瑞泰复合材料有限公司技术研发日：技术公布日：2024/12/2