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乙烯基醚类的生产方法

2017-09-10曾真

中国化工贸易·上旬刊 2017年8期
关键词:制备方法

曾真

摘 要:该文阐述了乙烯基醚类化合物的制备方法,主要包括乙炔法、脱卤化氢法、缩醛热分解法,并详细分析了这三种方法的优缺点。

关键词:乙烯基醚类化合物;乙炔法;脱卤化氢法;制备方法

1 制备方法

随着工业生产体系的不断发展,乙烯基醚类活性稀释剂不断得到应用,在这个过程中,含有乙烯基醚的低聚物广泛应用于紫外光固化涂料中,乙烯基醚类化合物工业体系不断得到健全。相比于国外比较成熟的工业生产技术,我国乙烯基醚类化合物发展技术起步较晚,其单体生产正处于工业化的过程,为了适应我国现阶段工业化生产的要求,进行我国乙烯基醚类系列产品的研究及开发是必要的。

1.1 乙炔法

乙炔法属于一种传统性工艺,在高温高压环境下由乙炔气体与醇相互反应制的,从而生成一系列的产物,为了提升乙炔法的生产效率,必须解决乙炔气爆炸危险收率低问题、高温高压设备操作问题,从而适应现阶段工业化生产的要求。

工业化生产工艺体系的不断健全,乙炔法的理论研究技术也不断进步。在工业领域发展过程中,原料醇的结构会影响到产物的收率及纯度碳链,纯度碳链越长,其收率就越小,空间位阻就越大,收率就越小。随着催化剂技术的不断发展,工艺条件技术不断得到优化,Zn、Cd、Ag的盐及其氧化物等催化剂技术不断得到成熟,但是这类技术缺乏良好的活性,需要配合一定的压力。

在乙炔法制备过程中,乙炔的爆炸极限范围较宽,在操作过程中可能会出现爆炸问题,因此工业领域逐渐将CaC2作为催化剂,而不直接使用乙炔气体生成乙烯基醚化合物。在催化过程中,利用蒸馏法进行乙烯基醚化合物的收集,副产物具备良好的稳定性,因此不会影响产物的纯度。

随着反应设备的不断改进及新工艺的发展,醇乙炔化的应用效果不断得到提升,在这个过程中,将四亚乙烯基乙二醇放置于烧瓶中,充分进行油浴加热,并通入氮气进行保护,升温至120℃时,将金属钾切成小块,慢慢放入烧瓶中,加温到180℃左右,关闭氮气然后通入乙炔气,反应完毕后,将乙炔气关闭,通入氮气,将成品冷却至室温,除去溶剂,便可得到双官能团的乙烯基醚化合物。

1.2 脱卤化氢法

随着乙炔法的不断发展,脱卤化氢技术应运而生,该技术的反应条件比较温和,但这种方法对反应的原料结构有着一定的要求,在这个过程中,乙烯基醚化合物不能用一般的醚类合成方法进行制备,其合成目标产物受到一定程度的限制,这些方法的区别在于使用不同的催化剂,最初的催化剂是金属化合物,随着催化剂技術的不断发展,相转移催化剂不断得到应用,其反应条件有所缓和。

1.3 缩醛热分解法

缩醛热分解法自上世纪40年代不断得到发展,其分解体系包括气相体系及液相体系。气相裂解法使用金属作为催化剂使缩醛蒸汽在高温环境下裂解,将银、金等金属细粉沉积于载体上作为催化剂,在25℃-40℃下将缩醛裂解,从而生成烯醚,在这个过程中,亦可以将石棉硼酸作为催化剂,其反应温度在250℃-500℃间。缩醛热分解法可以用铂一石棉作为催化剂,在260℃-280℃下裂解缩醛,进行烯醚的生产,亦可以将钯、锗等路易斯酸作为催化剂,干燥Al2O3上的硼酸,在40℃环境下进行煅烧,从而生成催化剂,在180℃-280℃的范围内,裂解环状缩醛,进行醚的制备。

随着气相裂解技术不断发展,催化剂体系不断得到改进,目前比较先进的催化剂是沉积在载体上的铂,这类催化剂的浓度比较大,其铂量一般在20%左右,这种方法的成本较高,对于气相裂解法的设备要求比较高,在裂解过程中,缩醛蒸汽通过固体催化剂层完成,对于反应条件的要求比较高,其后续处理程序及催化剂再生过程比较复杂。

在液相分解法工作过程中,缩醛在适当催化剂条件下发生裂解,这种方法比较容易控制,其操作设备比较简单,关键反应条件在于介质及催化剂的选择,将裂解产生的烯醚从反应体系中分离出去,避免与裂解产生的醇重新结合,在不断加热过程中,蒸馏出缩醛的裂解产物,从而分离得出相应的烯醚。亦可以用少量的磷酸作催化剂加热缩醛,在分馏中得到烯醚,在这些条件下反应物会生成大量的黑色焦油状物,其烯醚的产率较低,在实际工作中,焦油状副产物的处理比较复杂。也因此液相法的整体应用范围比较狭窄。

在缩醛裂解过程中,亦可以进行高沸点溶剂的使用,将其作为反应介质,用一定量的磷酸及硫酸在100℃-200℃的温度下将缩醛裂解,从而产生醚,其转化率在40%左右,这种方法为液相法制备提供了新的途径,但由于这种高沸点溶剂的易水解性,不利于后续处理工作的开展,为了解决这种问题,需要以缩醛为原材料,将液体硅醚化合物作为液相介质,将含氮杂环化合物作为阻滞剂,将甲苯磺酸作为催化剂,进行烯醚化合物的制备。其他方法不适合进行烯醚化合物的工业化生产,比如醇交换法、乙炔直接氧化法。

2 结论

实践证明,乙烯基醚类化合物的制备方法具备一定的特殊性,因此国际上流行的乙烯基醚类化合物制备大多申请了专利保护,比如标准石油公司、通用电气公司等。为了适应经济全球化的发展要求,我国需要积极开展乙烯基醚化合物的研究,生产出属于自己的核心工业化产品。

3 结语

为了适应我国现阶段工业经济的发展要求,开发出拥有自己专利权的乙烯基醚系列产品尤为必要,从而促进我国工业领域体系的可持续发展。

参考文献:

[1]彭超,胡望明.乙烯基甲醚的制备工艺研究[J].高校化学工程学报,2004(01).

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