二甲基苯酚.doc

摘要：二甲基苯酚（DPM）是一种重要的精细化工原料，广泛应用于农药、树脂、香料、染料、抗氧剂、阻聚剂和抗菌类药物等研究领域及多种行业中，是很多重要物质的中间体[1]本文主要简单介绍二甲基苯酚的五种异构体的主要性质，一些简单处理的实验合成方法，和一些基本的简单应用关键词：二甲基苯酚 异构体 简单合成 基本应用前言：现代工业生产的规模常要求一套装置的年产量达数十万吨或更高这些装置必然面临大量的工程问题，而且指标稍有下降，就会带来很大的经济损失科学技术的进步，时时刻刻在创造新的产品和新的工艺但这些新的产品必须借助工程的手段才能实现工业生产，新的工艺要有经济和技术的合理性才能取代原有工艺 装置大型化和新产品、新工艺工业化的问题都属于化学工程的研究范围化学工程在国民经济中的重要作用是十分明显的化学工程的一个重要任务就是研究有关工程因素对过程和装置的效应，特别是在放大中的效应，以解决关于过程开发、装置设计和操作的理论和方法等问题它以物理学、化学和数学的原理为基础，广泛应用各种实验手段，与化学工艺相配合，去解决工业生产问题 化学工程包括单元操作、化学反应工程、传递过程、化工热力学、化工系统工程、过程动态学及控制等方面。

其中化学反应是化工生产的核心部分，它决定着产品的收率，对生产成本有着重要影响尽管如此，在早期因其复杂性而阻碍了对它的系统研究直到 20 世纪中叶，在单元操作和传递过程研究成果的基础上，在各种反应过程中，如氧化、还原、硝化、磺化等发现了若干具有共性的问题，如反应器内的返混、反应相内传质和传热、反应相外传质和传热、反应器的稳定性等对于这些问题的研究，以及它们对反应动力学的各种效应的研究，构成了一个新的学科分支即化学反应工程，从而使化学工程的内容和方法得到了充实和发展 化学工程初期的主要方法是经验放大，通过多层次的、逐级扩大的试验，探索放大的规律但是时至今日，对于一些特别复杂，人们迄今尚知之甚少的过程，还不得不求助于或部分求助于此法20 世纪初相当盛行的是相似论和因次分析，其特点是将影响过程的众多变量通过相似变换或因次分析归纳成为数较少的无因次数（无量纲）群形式，然后设计模型试验，求得这些数群的关系由于不可能在满足几何相似和物理量相似的同时满足化学相似条件，用无因次数群关联实验结果以获得反应过程规律的思路归于无效直至 50 年代，才在化学反应工程领域中广泛应用数学模型方法这一方法的影响波及到化学工程的其他分支，使研究方法出现了一个革新。

但即使采用了这个方法 , 实验工作仍占重要地位 , 基础数据要依靠实验测定，模型要通过实验得到鉴别，模型参数要由实验求取，模型可靠性要由实验验证本文以二甲基苯酚的合成及应用为例来简单阐述化学工程与工艺二甲基苯酚有5种异构体, 其用途、毒性及对环境的污染程度是不同的酚类的测定方法有光度法和荧光法, 但这些方法仅可测定酚类的总量而同时分辨二甲基苯酚的多种异构体尚未见文献报道因为同分异构体的区别不明显, 难以同时分离检测二甲基苯酚的同分异构体经用HPLC-DAD 测定,其光谱几乎相同, 色谱保留时间非常相近, 因此, 对于这样的色谱和光谱极其相似的同分异构体体系, 仅依靠仪器本身或一般的分析方法是难以对其进行同时分辨和定量测定的化学计量学中的三线性分解算法, 具有二阶优势, 即能在干扰组分的共存下, 对复杂体系进行同时分辨和定量测定利用HPLC-DAD 仪器测定该复杂体系, 利用三维数据阵分析中的交替三线性分解算法( ATLD)同时分辨二甲基苯酚的多种异构体[1]一、二甲基苯酚的现状1、2,4-二甲基苯酚是制造酚醛树脂、增缩剂、医药、消毒剂、溶剂、杀虫剂润滑油等的重要化工原料，一般都是从煤焦油、工业二甲酚等有机物中分离得到。

从20世纪60年代开始一直到现在,先后采用过精馏、恒沸蒸馏、结晶、络合、色谱分离、重结晶及吸附等方法分离提纯现在，2, 4-二甲基苯酚的合成多以间二甲苯作为原料,经过磺化、盐析、碱熔、酸化等工序来制得[2]2、2,5-二甲基苯酚是一种有机合成原料为无色柱状结晶，溶于乙醇等有机熔剂，熔点75℃，沸点211.2℃，只要用于合成降血脂药吉非罗齐、维生素E中间体2,3,6-三甲基苯酚的生产，还用于制造树脂、医药、香料、染料、消毒剂和多种有机化合物的稳定剂有关它的制备方法国外文献报道不少,但国内还未见报道国外的制备大都采用邻甲基苯酚或对甲基苯酚烷基化法此法收率较低,产物的异构体及同系物较多,设备投资大[3]3、2,6-二甲基苯酚是一种重要的化工原料和精细化工中间体，是合成热塑性工程塑料聚苯醚的单体，也可用于高温环氧树脂、农药的生产，还可作照相用药剂，同时还是一些药物的原料和中间体2,6-二甲基苯酚的合成国内外已有报道，现在多采用苯酚和邻甲酚与甲醇在催化剂存在下于气相状态下进行反应，催化剂多采用氧化镁等金属氧化物，需在高温下反应，且选择性不高，会产生很大比例的对位产物，是质量受到影响也有文献报道用2,6-二甲基苯胺为原料，经重氮化、水解而得产物，水解都是在浓酸和高温下反应，焦油多、副产物多[4]，本文也对此法进行了一些说明。

4、3,4-二甲基苯酚是一种有机合成原料，无色针状结晶，熔点68℃，沸点227℃，微溶于水，可溶于乙醇等有机溶剂和氢氧化钠溶液3,4-二甲基苯酚主要用于制造可溶性聚酰亚胺，还用于制造树脂、医药、香料、消毒剂和多种有机化合物的稳定剂3,4-二甲基苯酚主要来源于粗酚中的工业二甲基苯酚，二甲基苯酚在粗酚中约占20%，混合二甲基苯酚精馏得到3,4-二甲基苯酚，收率可达50%[5]5、3，5-二甲基苯酚是一种有机合成原料，为无色针状结晶，熔点68℃，沸点219℃，微溶于水，可溶于乙醇等有机溶剂和气你氢氧化钠溶液主要用于制造高效低毒杀虫剂灭除威，防腐剂4-氯-3,5-二甲酚，用于制造树脂、医药、香料、消毒剂和多种有机化合物的稳定剂，用于轧钢冷轧油添加剂，可以延长冷轧油使用寿命当今世界对3, 5-二甲基苯酚的需求日益增大, 而全世界每年的产量却比较少, 国内的产量更少, 很难满足市场的需求目前, 国内3, 5-二甲基苯酚合成主要采用间二甲苯磺化碱熔法, 该方法缺点是工艺过程复杂, 浓硫酸和氢氧化钠对设备腐蚀严重, 此外产物中含有2, 4-二甲基苯酚, 很难分离出较高纯度的3, 5-二甲基苯酚，而且对环境污染严重[6]。

本文也有简单的异佛尔酮催化合成3,5-二甲基苯酚二、二甲基苯酚的简单合成1、2,4二甲基苯酚的简单合成 1.1、管道化工艺合成2,4-二甲基苯酚以重氮化水解反应生成2,4-二甲基苯酚的方法是先将2,4-二二甲基苯胺制成重氮盐，再将重氮盐进行管道化水解，反应式如下： 将制得的重氮盐溶液装入带保温层的滴液漏斗中，通过计量泵压入管道中，此时管道正处于油浴加热，重氮液连续进入管道中水解，流出管道后冷却，用烧瓶收集烧瓶可接流量计测量气体流量合成的粗产品用甲苯萃取和预处理后，采用精馏分离，釜用油浴加热，填料住一定，内装高效丝网填料，精馏设备与真空油泵相连，配压力控制系统[2]1.2、在带有搅拌、导气管和回流冷凝管的四口瓶中，在氮气保护下加入2,4-二甲基苯酚和铝箔，加热至190℃，铝箔与2,4-二甲基苯酚发生反应而逐渐消失，同时有气泡冒出，反应一段时间后门当铝箔全部反应时，降温至130℃，通入异丁烯进行烷基化反应，至原料消失，反应结束后，降至室温，水洗至中性，分层，干燥，有机层进行减压蒸馏，得到产物2,4-二甲基-6-叔丁基苯酚[7]2,4-二甲基-6-叔丁基苯酚是一种能迅速与游离基作用而使链反应终止的物质，是新型耐高温航空燃料抗氧化剂，丙烯酸阻聚剂，可用作多种高分子抗氧化剂的中间体和医药中间体。

2、2,5-二甲基苯酚的简单合成 2.1、磺化、碱熔制备 在142℃时在95%（w）的工业浓硫酸滴加对二甲基苯，按质量比1.27的比例，保温一段时间冷却至约50℃时，将其倒入饱和氯化钠水溶液中中和，结晶沉淀物过滤后得到2,5-二甲基苯磺酸钠在不锈钢反应釜中，加入质量比13.9比例氢氧化钾和氢氧化钠，然后加入少量的水，先缓慢升温、搅拌当温度升至320℃时，开始加2,5-二甲基苯磺酸钠，加完料后保温1.5h自然降温至250℃，将物料倒入一定量得水中稀释，趁热过滤掉副产物亚硫酸盐，滤液用盐酸调PH值冷却、过滤、洗涤得粗品2,5-二甲基苯酚粗品经精制、干燥得精品[3] 2.2、 对二甲苯，冰盐浴中保持15℃，将混酸（浓硝酸、浓硫酸）选满滴入对二甲苯中，最初控温在15℃左右，随着混酸的加入，严格控温（3-7）℃，待混酸滴完后搅拌，将反应混合物倾入比冰盐水中，搅拌后分出油层，用碳酸氢钠溶液洗涤至中性，无水氯化钙干燥，减压蒸馏，收集84-89℃/0.24-0.53kPa的馏分得到2,5-二甲基硝基苯 按一定比例加入铁粉、水、浓HCl，加热是混合物沸腾，在强烈搅拌下并维持沸腾的情况下，慢慢滴加2,5-二甲基硝基苯，加完后继续加热至冷凝回流液无浅黄色为止，冷至50℃，假日碳酸氢钠固体使之呈碱性，水蒸气蒸馏至溜出液不再有油滴为止。

加食盐于溜出液中，分出油层，水层用乙醚萃取，将乙醚层并入油层，粒状氢氧化钠干燥，常压蒸出乙醚后，减压蒸馏，收集83℃/0.53kPa产品，为2,5-二甲基苯胺 安一定比例加入水、浓硫酸、搅拌下加一定的2,5-二甲苯胺，成盐后为半糊状，冰盐浴中保持5℃以下，在搅拌下滴亚硝酸钠的水溶液，继续搅拌，检验亚硝酸不过量，得2,5-二甲苯胺重氮盐溶液 安一定比例加入水、无水硫酸铜，加热至沸，然后缓缓滴加2,5-二甲苯胺重氮盐溶液，并保持沸腾，滴加完毕，继续反应一段时间后停止，进行水蒸气蒸馏，蒸至溜出物加入三氯化铁不变紫色为止，加食盐于溜出液中，冷却抽滤，少量冷水洗涤，得浅黄色粗品，用石油醚结晶，得白色固体2,5-二甲基苯酚[8]3、2,6-二甲基苯酚的简单合成 3.1、在装有40%的硫酸中，搅拌下加入2,6-二甲基苯胺，是胺全部溶解，然后降温至5℃以下，慢慢滴加亚硝酸钠溶液，不断搅拌，滴加后反应一段时间，加入少量尿素分解过量的亚硝酸钠，制备的重氮盐溶液于5℃下避光保存备用在仪器中加入水，搅拌状况下慢慢加入98%的浓硫酸，再加入无水硫酸铜，升温至120℃，慢慢滴加重氮盐溶液，边加边蒸，重氮盐加完后，补加少量谁，再蒸，至蒸出的馏分澄清，溜出液冷却，析出固体，过滤得产品2,6,-二甲基苯酚。

[4] 3.2、也可以用铁系催化剂合成2,6-二甲基苯酚，这种方法苯酚的转化率高，2,6-二甲基苯酚的选择性高，催化剂的寿命长，但是铁系催化剂的成本高[9]4、3,4-二甲基苯酚的简单合成由煤焦油的洗油馏分，经氢氧化钠皂化、硫酸酸化得到的粗酚中含有苯酚、甲酚和二甲酚由粗酚分离可得混合二甲酚，通过精馏切除3,5-二甲酚，将剩余物精馏，收集225-229℃馏分、冷却结晶，离心分离即得3,4-二甲酚5、3,5-二甲基苯酚的简单合成 5.1、异佛尔酮催化芳构化法合成3,5-二甲基苯酚将γ-氧化铝等体积浸渍于一定配比Cr( NO3 ) 3和K2CO3 混合溶液中，110℃干燥12h,600℃下马弗炉中煅烧6h制备了Cr2O3K2O/Al2O3催化剂在连续流动的管式绝热固定床反应器中，异佛尔酮经微量柱塞式计量泵上料，物料经气化后进入固定床反应器，反应产物冷凝后收集得3,5-二甲基苯酚[6] 5.2、异佛尔酮、液相催化剂A 和结焦抑制剂在配料罐中混合均匀后,由泵送入用管式炉加热到反应温度的反应管中进行芳构化反应,反应产物进入冷却及催化剂分离柱,分离柱中加入金属S 用来除去催化剂,加入乙醇吸收和溶解产品,冷凝器。