CN116178114A - 一种络合萃取法分离甲酚异构体的方法 - Google Patents

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Abstract

一种络合萃取法分离甲酚异构体的方法，包括以下步骤：(1)准备甲酚异构体作为原料；(2)向原料中加入萃取剂，然后加热获得反应后物料；(3)对反应后物料进行过滤，获得间甲酚和络合物沉淀；(4)将络合物沉淀溶于水中，并向水中加入有机溶剂，然后加热，有机溶剂使络合物沉淀分解形成萃取剂和对甲酚；萃取剂溶于水中，对甲酚溶于有机溶剂中；静置分层形成水相和有机相；(5)对水相和有机相分别进行精馏，分别获得对甲酚、萃取剂和有机溶剂。本发明采用萃取剂对对甲酚进行萃取反应，然后通过水解的方式，加入有机溶剂使对甲酚与萃取剂分离；本发明的方法具有良好的应用前景。

Description

一种络合萃取法分离甲酚异构体的方法
技术领域
本发明涉及化工催化剂技术领域，特别涉及一种络合萃取法分离甲酚异构体的方法。
背景技术
甲酚有邻、间、对三种同分异构体，均是重要的精细化工中间体。随着甲酚下游产品的不断发展，市场对甲酚单体的质量和纯度要求逐渐提高，单一异构体的需求量日益增大，由于甲酚单体不易合成且分离困难，生产装置规模较小，供需矛盾突出。因此，高效的对混甲酚进行分离提纯是各单体合理利用的前提。目前，随着甲酚单体下游产品的不断发展。
邻甲酚主要用于合成树脂、除草剂、消毒剂、防腐剂、增塑剂及香料等，其下游产品对氯邻甲酚可用来合成MCPA，MCPB除草剂；邻羟基苯甲醛可以生产香兰素、杀虫剂及中枢神经抑制药物等；甲酚酚醛树脂可用于合成固化剂、管件涂料和电路可塑板等。间甲酚可作为分析试剂，也是抗氧剂、维生素E、合成树脂、彩色胶片显影剂等的重要原料；间甲酚还能够合成2,3,6-三甲基苯酚，利用该物质可以生产维E；通过间甲酚合成的6-叔丁基-3-甲基苯酚可用于生产塑料工业中的抗氧剂；间甲酚还能用来生产L-薄荷醇、麝香草酚等香料。对甲酚是生产抗氧剂、增塑剂、医用消毒剂、染料、香料、固化剂、荧光增白剂等产品的主要原材料。
通过分离法和化学合成法制得的甲酚含有邻甲酚、间甲酚和对甲酚三种同分异构体。邻甲酚沸点与间甲酚和对甲酚的沸点相差较大，可以通过精馏的方法分离提纯。而间甲酚(202.9℃)和对甲酚(202.5℃)的沸点很接近，不能用传统的精馏方法进行分离。虽然间甲酚(10.9℃)和对甲酚(34.7℃)的熔点相差较大，但存在共熔区和高粘度流体的缺点，限制了常规结晶方法的应用。
发明内容
针对现有技术中存在的不足，本发明提供一种络合萃取法分离甲酚异构体的方法，对甲酚可以和萃取剂反应得到络合物沉淀，然后进行过滤分离，这样就实现了间甲酚和对甲酚的分离。将过滤得到的沉淀溶于水，并在水中加入溶剂，此时络合物沉淀会分解，同时萃取剂会溶于水而对甲酚会溶于有机相。静置分层后得到的有机相和水相通过精馏可以分别得到对甲酚、萃取剂和溶剂，其中的萃取剂和溶剂可以循环使用。
本发明的络合萃取法分离甲酚异构体的方法包括以下步骤：
1、准备甲酚异构体作为原料；
2、向原料中加入萃取剂，然后加热至70±2℃，获得反应后物料；此时萃取剂与对甲酚反应获得络合物沉淀；
3、对反应后物料进行过滤，获得间甲酚和络合物沉淀；
4、将络合物沉淀溶于水中，并向水中加入有机溶剂，然后加热至60±2℃，有机溶剂使络合物沉淀分解形成萃取剂和对甲酚；萃取剂溶于水中，对甲酚溶于有机溶剂中；经过静置分层后形成水相和有机相；
5、对水相和有机相分别进行精馏，水相蒸馏获得萃取剂，有机相蒸馏获得对甲酚和有机溶剂。
上述的步骤1中，甲酚异构体为间甲酚(间甲基苯酚)和对甲酚(对甲基苯酚)的混合物，其中间甲酚按质量百分比占63-66％；对甲酚按质量百分比占32-35％，其余为杂质。
上述的步骤2中，萃取剂为哌嗪或六水哌嗪。
上述的步骤2中，萃取剂的加入量按萃取剂与对甲酚的摩尔比为0.05-1:1。
上述的步骤2中，发生反应的反应式为：
Figure BDA0004002927160000031
上述的步骤4中，分解的反应式为：
Figure BDA0004002927160000032
上述的步骤4中，有机溶剂为正丁醚、异丙醚或异戊醚。
上述的步骤4中，有机溶剂的用量按有机溶剂与对甲酚的体积比为1.1-2:1。
上述的步骤5中，对水相进行精馏的温度为40-60℃，精馏获得萃取剂。
上述的步骤5中，对有机相进行精馏的温度为70-100℃，精馏获得对甲酚和有机溶剂。
上述方法中，精馏获得的萃取剂返回步骤2中循环使用。
上述方法中，精馏获得的有机溶剂返回步骤4中循环使用。
本发明采用萃取剂对对甲酚进行萃取反应，然后通过水解的方式，加入有机溶剂使对甲酚与萃取剂分离，使得对甲酚的收率达到90％以上，并保证了间甲酚的回收；本发明的方法具有良好的应用前景。
具体实施方式
在本发明的描述中，需要说明的是，实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
本发明实施例中，间甲酚的收率≥91％；对甲酚的收率≥90％。
本发明实施例中，间甲酚的纯度≥99％；对甲酚的纯度≥98％。
实施例1
1、准备甲酚异构体(200g)作为原料；甲酚异构体为间甲酚和对甲酚的混合物，其中间甲酚按质量百分比占63％；对甲酚按质量百分比占35％；其余为杂质；
2、向原料中加入萃取剂，然后加热至70±2℃，获得反应后物料；此时萃取剂与对甲酚反应获得络合物沉淀；萃取剂为哌嗪；萃取剂的加入量按萃取剂与对甲酚的摩尔比为1:1；
3、对反应后物料进行过滤，获得间甲酚和络合物沉淀；
4、将络合物沉淀溶于水中，并向水中加入有机溶剂，然后加热至60±2℃，有机溶剂使络合物沉淀分解形成萃取剂和对甲酚；萃取剂溶于水中，对甲酚溶于有机溶剂中；经过静置分层后形成水相和有机相；有机溶剂为正丁醚；有机溶剂的用量按有机溶剂与对甲酚的体积比为1.:1；
5、对水相和有机相分别进行精馏，分别获得对甲酚、萃取剂和有机溶剂；对水相进行精馏的温度为40-60℃，精馏获得萃取剂；对有机相进行精馏的温度为70-100℃，精馏获得对甲酚和有机溶剂；精馏获得的萃取剂返回步骤2中循环使用；精馏获得的有机溶剂返回步骤4中循环使用；
间甲酚的收率为91％(114.7g)；对甲酚的收率为92％(64.4g)；间甲酚的纯度99％；对甲酚的纯度98％。
实施例2
1、准备甲酚异构体(220g)作为原料；甲酚异构体为间甲酚和对甲酚的混合物，其中间甲酚按质量百分比占64％；对甲酚按质量百分比占34％；其余为杂质；
2、向原料中加入萃取剂，然后加热至70±2℃，获得反应后物料；此时萃取剂与对甲酚反应获得络合物沉淀；萃取剂为六水哌嗪；萃取剂的加入量按萃取剂与对甲酚的摩尔比为0.1:1；
3、对反应后物料进行过滤，获得间甲酚和络合物沉淀；
4、将络合物沉淀溶于水中，并向水中加入有机溶剂，然后加热至60±2℃，有机溶剂使络合物沉淀分解形成萃取剂和对甲酚；萃取剂溶于水中，对甲酚溶于有机溶剂中；经过静置分层后形成水相和有机相；有机溶剂为异丙醚；有机溶剂的用量按有机溶剂与对甲酚的体积比为1.5:1；
5、对水相和有机相分别进行精馏，分别获得对甲酚、萃取剂和有机溶剂；对水相进行精馏的温度为40-60℃，精馏获得萃取剂；对有机相进行精馏的温度为70-100℃，精馏获得对甲酚和有机溶剂；精馏获得的萃取剂返回步骤2中循环使用；精馏获得的有机溶剂返回步骤4中循环使用；
间甲酚的收率为91％(128g)；对甲酚的收率为92％(68.8g)；间甲酚的纯度99％；对甲酚的纯度99％。
实施例3
1、准备甲酚异构体(235g)作为原料；甲酚异构体为间甲酚和对甲酚的混合物，其中间甲酚按质量百分比占65％；对甲酚按质量百分比占33％；其余为杂质；
2、向原料中加入萃取剂，然后加热至70±2℃，获得反应后物料；此时萃取剂与对甲酚反应获得络合物沉淀；萃取剂为哌嗪；萃取剂的加入量按萃取剂与对甲酚的摩尔比为0.5:1；
3、对反应后物料进行过滤，获得间甲酚和络合物沉淀；
4、将络合物沉淀溶于水中，并向水中加入有机溶剂，然后加热至60±2℃，有机溶剂使络合物沉淀分解形成萃取剂和对甲酚；萃取剂溶于水中，对甲酚溶于有机溶剂中；经过静置分层后形成水相和有机相；有机溶剂为异戊醚；有机溶剂的用量按有机溶剂与对甲酚的体积比为1.8:1；
5、对水相和有机相分别进行精馏，分别获得对甲酚、萃取剂和有机溶剂；对水相进行精馏的温度为40-60℃，精馏获得萃取剂；对有机相进行精馏的温度为70-100℃，精馏获得对甲酚和有机溶剂；精馏获得的萃取剂返回步骤2中循环使用；精馏获得的有机溶剂返回步骤4中循环使用；
间甲酚的收率为92％(140.5g)；对甲酚的收率为93％(72g)；间甲酚的纯度99％；对甲酚的纯度98％。
实施例4
1、准备甲酚异构体(260g)作为原料；甲酚异构体为间甲酚和对甲酚的混合物，其中间甲酚按质量百分比占66％；对甲酚按质量百分比占32％；其余为杂质；
2、向原料中加入萃取剂，然后加热至70±2℃，获得反应后物料；此时萃取剂与对甲酚反应获得络合物沉淀；萃取剂为六水哌嗪；萃取剂的加入量按萃取剂与对甲酚的摩尔比为0.8:1；
3、对反应后物料进行过滤，获得间甲酚和络合物沉淀；
4、将络合物沉淀溶于水中，并向水中加入有机溶剂，然后加热至60±2℃，有机溶剂使络合物沉淀分解形成萃取剂和对甲酚；萃取剂溶于水中，对甲酚溶于有机溶剂中；经过静置分层后形成水相和有机相；有机溶剂为正丁醚；有机溶剂的用量按有机溶剂与对甲酚的体积比为2:1；
5、对水相和有机相分别进行精馏，分别获得对甲酚、萃取剂和有机溶剂；对水相进行精馏的温度为40-60℃，精馏获得萃取剂；对有机相进行精馏的温度为70-100℃，精馏获得对甲酚和有机溶剂；精馏获得的萃取剂返回步骤2中循环使用；精馏获得的有机溶剂返回步骤4中循环使用；
间甲酚的收率为93％(159.6g)；对甲酚的收率为94％(78.2g)；间甲酚的纯度99％；对甲酚的纯度99％。
上述说明示出并描述了发明的若干优选实施例，但如前所述，应当理解发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离发明的精神和范围，则都应在发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种络合萃取法分离甲酚异构体的方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)准备甲酚异构体作为原料；
(2)向原料中加入萃取剂，然后加热至70±2℃，获得反应后物料；此时萃取剂与对甲酚反应获得络合物沉淀；
(3)对反应后物料进行过滤，获得间甲酚和络合物沉淀；
(4)将络合物沉淀溶于水中，并向水中加入有机溶剂，然后加热至60±2℃，有机溶剂使络合物沉淀分解形成萃取剂和对甲酚；萃取剂溶于水中，对甲酚溶于有机溶剂中；经过静置分层后形成水相和有机相；
(5)水相蒸馏获得萃取剂，有机相蒸馏获得对甲酚和有机溶剂。
2.根据权利要求1所述的络合萃取法分离甲酚异构体的方法，其特征在于步骤(1)中，甲酚异构体为间甲酚和对甲酚的混合物，其中间甲酚按质量百分比占63-66％；对甲酚按质量百分比占32-35％，其余为杂质。
3.根据权利要求1所述的络合萃取法分离甲酚异构体的方法，其特征在于步骤(2)中，萃取剂为哌嗪或六水哌嗪。
4.根据权利要求1所述的络合萃取法分离甲酚异构体的方法，其特征在于步骤(2)中，萃取剂的加入量按萃取剂与对甲酚的摩尔比为0.05-1:1。
5.根据权利要求1所述的络合萃取法分离甲酚异构体的方法，其特征在于步骤(4)中，有机溶剂为正丁醚、异丙醚或异戊醚。
6.根据权利要求1所述的络合萃取法分离甲酚异构体的方法，其特征在于步骤(4)中，有机溶剂的用量按有机溶剂与对甲酚的提体积比为1.1-2:1。
7.根据权利要求1所述的络合萃取法分离甲酚异构体的方法，其特征在于步骤(5)中，对水相进行精馏的温度为40-60℃，精馏获得萃取剂。
8.根据权利要求1所述的络合萃取法分离甲酚异构体的方法，其特征在于步骤(5)中，对有机相进行精馏的温度为70-100℃，精馏获得对甲酚和有机溶剂。
9.根据权利要求1所述的络合萃取法分离甲酚异构体的方法，其特征在于步骤(5)中，精馏获得的萃取剂返回步骤2中循环使用。
10.根据权利要求1所述的络合萃取法分离甲酚异构体的方法，其特征在于步骤(5)中，精馏获得的有机溶剂返回步骤4中循环使用。
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