氯化苄法制备1,2-二苯乙烷的研究.pdf

第 3 7卷第 2期 2 0 0 8年 2月 化工技术与开发 Te c h n o l o g y& De v e l o p me n t o f C h e mi c a l I n d u s t r y V0 1 3 7 NO 2 F e b 2 0 0 8 氯化苄法制备 l ， 2 一 二苯乙烷的研究 乐志文， 凌新龙， 胡孝勇 ( 广西工学院生物与化学工程系， 广西 柳州 5 4 5 0 0 6 ) 摘要： 以苄基氯、 铁粉为原料， 氯化亚铜及铜粉混合物为催化剂制备 l ， 2 一 二苯乙烷。当 n ( 铁粉) n ( 氯化苄) 为 0 5 6 ， 催化剂用量为铜粉 0 3 g 、 C u 2 G 2 0 4 g ， 反应温度控制在 8 0 8 5， 反应时间为 2 h左右时 ， l ， 2 一 二苯乙烷 产率可达 9 5 以上。 关键词： 氯化苄； l ， 2 一 二苯乙烷； 合成 中图分类号： T Q 2 4 文献标识码： A 文章编号 ： 1 6 7 1 9 9 0 5 ( 2 0 0 8 ) 0 2 0 0 1 5 0 3 1 ， 2 一 二苯 乙烷 ， 也称联苄 ， 是一种重要的有机合 成中 间体 1， 其 磺 化 产 物 可 作 为优 良的 皮 革 鞣 剂 ， 脱氢产物是生产荧光增 白剂和染料 的重要原 料【3 _ 。近年来， 由于新型高效阻燃剂十溴二苯 乙烷的成功开发 ， 使其应用更加广泛 。同时 1 ， 2 二 苯乙烷本身还是一种重要 的有机化工产品 ， 因其优 良的热稳定性和载热能力 ， 作为导热油应用于医药 化工行业中。 目前 ， 合成 1 ， 2 一 二苯乙烷 的方法较多 ， 但具有 工业应用意义的方法大致可 以分成 2类 ： 一类是 以 三氯化铝为催化剂 ， 苯与乙撑基烷基化试剂进行烷 基化反应 4 - 5 J 。此路线合成 1 ， 2 一 二苯乙烷原料便 宜， 产品收率高 ， 但反应条件 比较苛刻 ， 需在无水条 件下进行 ； 同时产 生大量 HC l 气体 ， 对环境污染严 重， 且易腐蚀设备， 增加 了生产成本。第 2类方法是 卤化苄的偶联反应 6 - 7 J 。该法制备 1 ， 2 一 二苯 乙烷 ， 具有操作简单 、 对环境友好 、 工艺条件易于控制、 产 品收率较高等优点 8 j ， 是一种较为理想 的 1 ， 2 一 二苯 乙烷的合成路线 ， 但 由于原料 卤化苄价格稍贵， 生产 成本偏高， 因此如何进一步提高卤化苄的转化率、 降 低生产成本 ， 成为 1 ， 2 一 二苯 乙烷生产 和研究的关键 问题。本文以氯化苄为原料 ， 铁粉 、 铜粉以及氯化亚 铜混合物 为催化剂 ， 合成 l ， 2 一 二苯 乙烷 ， 详细考察 了反应过程中催化剂配比及用量 、 反应温度 、 反应时 间对反应结果的影响， 并对反应条件进行了优化 。 1 实验 1 1 试剂及仪器 试剂为铁粉 ( 9 9 9 ) 、 铜粉 ( 9 9 9 ) 、 氮 气 、 氯化亚铜 、 苯为分析纯 、 氯化苄 、 无水乙醇为化学 纯。仪器有 C S 5 0 1 3 C型恒温器 、 B S 2 1 0电子天平 、 P E 2 0 0 液相色谱仪、 WC - 1 型显微熔点测定仪、 I R红外光谱仪( S 1 3 5 ) 、 核磁( A V4 0 0 ) 。 1 2 实验步骤 在装有温 度计 、 回流冷 凝管 和 电动搅 拌器 的 5 0 0 mL四口烧瓶中 ， 加入 2 0 0 mL水 ， 升温至 8 0 左右 ， 通入氮气吹扫 2 0 rai n后 ， 加入一定量 的催化 剂 ， 搅拌均匀后加入 2 5 6 g氯化苄 ， 强烈搅拌下反 应2 3 h 。反应结束后， 将反应液冷却到室温， 停氮 气。过滤 ， 滤渣经乙醇和苯溶解后再过滤 ， 蒸馏去溶 剂得粗 品 l ， 2 一 二苯 乙烷 ； 用 乙醇及苯将 粗品重结 晶， 过滤得 白色片状晶体； 用乙醇洗涤， 抽滤 ， 干燥即 得精制产品。用高效液相色谱分析其含量。产品熔 点为 5 1 0 5 2 0 ( 文 献值 5 2) ， 其 I R( K I 3 r ， c n l ) 主要吸收峰 为： 3 2 0 6 ， 2 8 5 7 ， 1 5 6 0 ， 1 4 9 2 ， 1 4 5 0 ， 6 9 7 。 HN MR( T MS ) ， 8 ： 2 9 6 5 5 2 ( S， 4 H) 为亚甲基； 7 2 2 2 6 5 ， 7 2 3 8 3 8 ， 7 3 0 9 9 1 ， 7 3 2 5 6 9 ， 7 3 4 5 7 9( S ， 1 0 H) 为苯环上的氢。其 I R( K B r ) 和 HN MR与标 准谱图一致。 2 结果与讨论 2 1 催化剂组成的影响 取氯化苄 0 2 too l 、 铁粉 0 1 1 2 5 too l ， 在氮气保 护及搅拌条件下反应 2 h ， 反应温度为 8 0。在其 它条件不变的情况下， 改变催化剂配比及用量， 实验 结果如表 1 所示 。 从表 l可以看 出， 催化剂的配 比和用量对反应 结果的影响很 大。在无催化剂 的条件下 ， 反应 可以 基金项目： 广西工学院硕士基金资助项目( 5 0 0 4 2 1 ) 作者简介： 乐志文( 1 9 7 4 一 ) ， 男， 湖南邵阳人， 讲师， 硕士， 主要从事化工过程模拟与优化方面的研究， E m a i l ： y u e h a 2 0 5 s o h u com 收稿日期： 2 0 0 7 0 8 2 3 维普资讯 http:/ 1 6 化工技术与开发 第 3 7卷 进行， 但 1 ， 2 一 二苯 乙烷 产率很低 ， 仅 在 5 2 左 右。 当铜粉用量一定 时， 随着 C u 2 C I 2用量的增加 ， 产物 产率不断提高 ， 但 C u 2 C 1 2 用量增加至 0 5 g时， 产物 产率基本不变 ； 相反 ， 当 C u 2 C l 2 用量一定时 ， 随着铜 粉用量的增加 ， 产物产率不断提高 ， 但铜粉用量增加 至 0 4 g时 ， 产物产率基本不变。实验结果表明， 当 铜粉用量为 0 3 g 、 C u 2 C I 2用量为 0 4 g时， 产品的 收率可达 9 5 以上。 表 l 催化剂对 l ， 2 一 二苯乙烷产率的影响 2 2 反应温度的影响 取氯化苄 0 2 mo l 、 铁粉 0 1 1 2 5 mo l ， 在氮气保 护及搅拌条件下反应 2 h ， 催化剂用量为铜粉 0 3 g 、 C u 2 C I 2 0 4 g 。在其它条件不变的情况下， 改变反应 温度， 实验结果如表 2所示。 表 2 反应温度对 l 。 2 一 二苯 乙烷产 率的影响 从表 2可以看出， 随着反应温度的升高， l ， 2 二 苯乙烷产率不断增加。当反应温度低于 8 0时 ， 反 应速度较慢 ， 反应不完全 ； 当反应温度过高， 达到 9 0 时， 由于原料在高温下 易挥发 ， 且可水解生成苄 醇， 产率反而下降。因此 ， 反应温度控制在 8 08 5 左右较好。 2 3 原料配比的影响 取氯化苄 0 2 mo l ， 在氮气保护及搅拌条件下反 应 2 h ， 反应温度为 8 0 ， 催化剂用量为铜粉0 3 g 、 C u 2 C I z 0 4 g ， 改变原料配比， 实验结果如表 3 所示。 表 3 原料 配比对 l ， 2 一 二苯 乙烷产率的影响 从表 3可以看 出， 随着铁粉用量增加 ， l ， 2 一 二苯 乙烷产率不断提高 。当 n ( 铁粉 ) n ( 氯化苄 ) 小 于 0 5时 ， 氯 化苄反 应不完 全 ， l ， 2 一 二苯 乙烷产率较 低 ； 铁粉用量过高 ， 反应体系颜色变深， 产品质量变 差。当 n ( 铁粉) n ( 氯化苄) 为 0 5 6时 ， 产品产率及 产品质量较好。 2 4 反应时间的影响 取氯化苄 0 2 mo l 、 铁粉 0 1 1 2 5 mo l ， 在氮气保 护及搅拌条件下反应 ， 反应温度为 8 0 ， 催化剂用 量为铜粉 0 3 g 、 C u 2 C I 2 0 4 g ， 不同反应时间下取样 分析 ， 考察反应时间对产品收率的影响， 实验结果如 表 4所示 。 表 4 反应 时间对 l 。 2 一 二苯乙烷产率的影响 从表 4可以看 出， 随着反应时间的延长， l ， 2 一 二 维普资讯 http:/ 第 2期 乐志文等 ： 氯化苄法制备 1 ， 2 二苯 乙烷的研究 苯乙烷产率不断增加。反应时间太短 ， 反应不完全 ； 反应时间过长， 会有一连 串副反应发生 ， 产率下降。 当反应进行 2 h后 ， 原料基本转化完全 ， 1 ， 2 一 二苯 乙 烷产率较高。 3 结论 实验结果表明， 当 n ( 铁粉) n ( 氯化苄) 为 0 5 6 ， 催化剂用量为铜粉 0 3 g 、 C u 2 C I 2 0 4 g ， 反应温度控 制在 8 0 8 5 ， 反应时间为 2 h左右时 ， 1 ， 2 二苯 乙烷产率可达 9 5 以上。 参考文献 ： 1 C a r a c u l a c u Ad r i a n ， B e s t i u c I o a n ， B o t e z a t u P e t r u e t c 1 ， 2 一 D i p h e n y l e e t h a n e p r o d u c t i o n me t h o d P R O 1 0 0 0 9 2 ， 1 9 9 0 2 C h a rt ， R a s a l i n d P K 1 ， 2 - D i p h e n y l e t h a n e d e r i v a t i v e s P US 4 4 2 7 6 9 7， 1 9 8 4 魏文德 有机化学原料大全 M 北京： 化学工业出版 社 ， 1 9 9 0 刘键， 周大俊 白色阻燃剂十溴二苯乙烷的合成 J 塑 料工业 ， 2 0 0 2 ， 3 0 ( 1 ) ： 4 - 5 冯柏成， 赵志超， 等 1 ， 2 一 二苯乙烷的合成研究 J 山 东化工 ， 1 9 9 7 ， ( 1 ) ： 4 5 4 6 张志德， 陈玉琴 1 ， 2 二苯乙烷的合成研究 J 精细石 油化工 ， 1 9 9 8 ， 7 ( 4 ) ： 1 5 1 7 A n d r e j a g a k a c ， J a me s H E s p e n s o n ， Ki n e t i c s and me c h a n i s m o f t h e a l k y l n i c k e f o r ma t i o n i n o n e - e l e c t r o n r e d u c t i o n s o f a l k y l h a l i d e s a n d h y d r o p e r o x i d es b y a ma c r o c y c l i c Ni c k e l ( 工)c o mp l e x J J A m C h e m S 0 C ， 1 9 8 6 ， 1 0 8 ， 7 1 3 7 1 9 陈玉琴 ， 王洪鉴 苄基氯法合成 l ， 2 一 二苯乙烷 J 化学 工程师 ， 1 9 9 9 ， ( 3 ) ： 6 8 S y nt he s i s o f 1， 2- Di p he n y l - e t h a ne wi t h Be nz y l c h l o r i d e YUE Zhi z e) e r l ，LI NG Xi n l o n g，H U Xi a o - y o n g ( D e p a r t me n t o f B i o l o g i cal and C h e mi c a l E n g i n e e ri n g ，