[发明专利]一种Na-NaOH/γ-Al2

说明书

本发明公开了一种Na‑NaOH/γ‑Al₂O₃催化合成苯甲醚的方法，以固体超强碱Na‑NaOH/γ‑Al₂O₃作为催化剂，在氮气保护下180～200℃催化苯酚和碳酸二甲酯反应合成苯甲醚。本发明方法表现出良好的反应活性，苯酚转化率和苯甲醚选择性均较高，且催化剂用量少，催化剂重复使用活性高、稳定性好。

技术领域

本发明属于苯甲醚的合成技术领域，具体涉及一种以Na-NaOH/γ-Al₂O₃为催化剂，催化碳酸二甲酯与苯酚反应合成苯甲醚的方法。

背景技术

苯甲醚亦称大茴香醚、茴香醚、甲氧基苯，一种重要的化工原料和有机合成中间体，用于合成啤酒抗氧化剂、乙烯聚合物、紫外线稳定剂、香料、杀虫剂等，由于其具有特殊的香味，通常人们将其作为香皂或洗涤剂的添加剂，因为它介电常数大、沸点高，可作为优良的通用试剂、引发剂、溶剂、恒温器填充物等；另外吗，由于它能提高汽油辛烷值，也可作为汽油添加剂代替甲基叔丁基醚。近年来，市场对于苯甲醚的需求量逐年增长。

苯甲醚传统生产工艺路线主要有两种：一种是工业上曾普遍采用的溴苯与甲醇在氢氧化钠强碱环境下反应生成苯甲醚，另一种即苯酚钠与氯甲烷在氨水存在下反应得到苯甲醚。而目前工业上生产苯甲醚的方法主要是苯酚与碱反应生成苯酚钠，苯酚钠再与硫酸二甲酯反应合成苯甲醚，即所谓的两步法。然而现在大多数研究人员更倾向于采用甲基化试剂作为合成苯甲醚的试剂进行一步合成，目前采用甲基化试剂合成苯甲醚的工艺路线主要有以下两种：(1)以甲醇为甲基化试剂甲醇与苯酚在碱性条件下反应合成苯甲醚。该工艺路线具有原料成本低、后处理简单等优势而受到众多研究者的青睐，但是其较低的反应活性和目标产物选择性使得甲醇做为甲基化试剂的工艺路线难以工业化。(2)由碳酸二甲酯做甲基化试剂与苯酚在碱性催化剂作用下生成苯甲醚。碳酸二甲酯作为一种绿色环保型的甲基化试剂，与苯酚合成苯甲醚时，不需要使用碱，有等摩尔量的二氧化碳和甲醇产生，反应过程没有污染物生成。近年来以碳酸二甲酯为甲基化试剂合成苯甲醚的研究取得了较大进展，多种催化体系下，苯甲醚的产率可达95％以上，副产物少，后处理简单，环保优势突出。但是该反应大多在高压下进行，甲基化试剂用量较大，工业生产会造成设备投资高、原料成本高，使其相比于传统硫酸二甲酯工艺，并无成本优势。为了推进苯甲醚环保生产工艺尽早实现工业化，优化反应条件、减少甲基化试剂用量，寻找合适催化剂切实降低综合成本，将成为未来苯甲醚生产行业的发展方向。

发明内容

本发明的目的是提供一种采用固体超强碱Na-NaOH/γ-Al₂O₃作为催化剂，高效催化碳酸二甲酯与苯酚反应合成苯甲醚的方法。

针对上述目的，本发明采用的技术方案是：将苯酚和碳酸二甲酯加入高压反应釜中，并加入Na-NaOH/γ-Al₂O₃，在氮气保护下180～200℃密闭反应1～3h，得到苯甲醚。

上述合成方法中，所述苯酚和碳酸二甲酯的摩尔比为1:2～4，优选苯酚和碳酸二甲酯的摩尔比为1:3～3.5。

上述合成方法中，所述Na-NaOH/γ-Al₂O₃的加入量为苯酚和碳酸二甲酯总质量的2％～7％，优选Na-NaOH/γ-Al₂O₃的加入量为苯酚和碳酸二甲酯总质量的3％～5％。

上述合成方法中，进一步优选在氮气保护下190℃密闭反应2～3h。

本发明的有益效果如下：

本发明采用碱强度大的Na-NaOH/γ-Al₂O₃作为催化剂，其用于催化碳酸二甲酯与苯酚反应合成苯甲醚，活性高、选择性好，苯酚转化率和苯甲醚产率均可达到80％以上；且催化剂用量少，催化剂重复使用活性高、稳定性好。