本發(fā)明屬于有機(jī)合成領(lǐng)域，具體涉及一種二芳基乙烷的制備方法。
背景技術(shù)：
二芳基乙烷(PXE)是混合二甲苯與苯乙烯進(jìn)行烷基化的產(chǎn)物，主要用作壓敏復(fù)寫(xiě)紙顯色劑的溶劑油、塑料增塑劑和熱載體。上世紀(jì)70年代，日本首先將其用于第三代電力電容器的絕緣油，取得良好應(yīng)用效果。目前，二芳基乙烷已成為合成電力電容器絕緣油的最重要品種之一，具有良好的市場(chǎng)應(yīng)用前景。
目前，國(guó)內(nèi)外生產(chǎn)二芳基乙烷一般采用濃硫酸催化工藝，該工藝存在反應(yīng)條件不易控制，多烷基化、磺化和聚合副產(chǎn)物多，廢酸處理量大，以及污染和設(shè)備腐蝕嚴(yán)重等缺點(diǎn)。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)的研究者對(duì)二芳基乙烷合成工藝的改進(jìn)研究主要集中在固體酸催化劑的開(kāi)發(fā)上。開(kāi)發(fā)的催化劑包括ZSM-5/SAPO-5、HY/BAPO-5、β/SAPO-5復(fù)合分子篩、稀土La3+-SO42-/TiO2、介孔分子篩Al-MCM-41、SO42-/Fe2O3等。但上述工藝僅停留在實(shí)驗(yàn)室研究階段，工業(yè)化放大仍面臨諸多問(wèn)題。主要有：(1)催化劑制備工藝復(fù)雜、條件苛刻、成本高。一般催化劑制備過(guò)程需多個(gè)步驟，使用昂貴的過(guò)渡金屬，需550℃以上高溫等；(2)反應(yīng)溫度高，能耗大。一般反應(yīng)在100℃以上才能取得較理想效果；(3)催化劑失活快，難以循環(huán)利用。由于該類(lèi)催化劑同時(shí)是苯乙烯自聚的催化劑，因此易生成高分子量苯乙烯聚合副產(chǎn)物，堵塞催化劑孔洞，使反應(yīng)難以繼續(xù)進(jìn)行；(4)工藝總生產(chǎn)成本高。由于固體酸催化法催化劑制備成本高、反應(yīng)能耗大、催化劑不易循環(huán)利用使二芳基乙烷生產(chǎn)成本較高，缺乏市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。另外，有報(bào)道采用[BMIM]Cl-A1Cl3離子液體作為催化劑合成二芳基乙烷，但該催化劑對(duì)空氣和水敏感，回收再用難度大，催化劑制備成本高，限制了該法的應(yīng)用。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明針要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種反應(yīng)條件溫和易控，多烷基化、磺化和聚合副產(chǎn)物少、催化劑可多次重復(fù)利用的高效催化合成二芳基乙烷的方法。
本發(fā)明的技術(shù)解決方案是：
一種二芳基乙烷的制備方法，其具體步驟是：
采用甲基磺酸作為反應(yīng)催化劑，于室溫下，苯乙烯與二甲苯攪拌反應(yīng)4小時(shí)-8小時(shí)，靜置，分液，水洗，減壓精餾，得到二芳基乙烷。
進(jìn)一步的，苯乙烯與二甲苯的摩爾比為1:1-1:10。
進(jìn)一步的，苯乙烯與催化劑摩爾比1:0.01-1:0.5。
進(jìn)一步的，所述苯乙烯與二甲苯的摩爾比為1:2-1:3。
進(jìn)一步的，所述苯乙烯與催化劑的摩爾比為1:0.2-1:0.4。
進(jìn)一步的，所述苯乙烯與二甲苯的摩爾比為1:2.5-1:3；所述苯乙烯與催化劑的摩爾比為1:0.3。
進(jìn)一步的，攪拌反應(yīng)時(shí)間為5小時(shí)-8小時(shí)。
本發(fā)明的有益效果：
(1)由于采用有機(jī)磺酸作為反應(yīng)催化劑，大大減少了采用硫酸催化而產(chǎn)生磺化副產(chǎn)物的可能性，同時(shí)減少了多烷基化和聚合副產(chǎn)物的產(chǎn)生。
(2)該工藝室溫反應(yīng)，副產(chǎn)物少，不需冷卻或加熱操作，節(jié)約能源成本。
(3)該工藝反應(yīng)轉(zhuǎn)化率高、選擇性強(qiáng)、條件溫和、副產(chǎn)物少，催化劑易回收且可重復(fù)利用，環(huán)境污染小，較好解決了當(dāng)前二芳基乙烷合成所用催化劑存在的諸多問(wèn)題，具有廣闊的應(yīng)用前景。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1
二甲苯191g(1.8mol)，催化劑甲磺酸17.3g(0.18mol)，開(kāi)動(dòng)機(jī)械攪拌，室溫下滴加62.4g(0.6mol)苯乙烯，5小時(shí)滴完，然后再反應(yīng)1小時(shí)。停攪拌，靜置30分鐘，分液，分出的上層有機(jī)液體用100mL水洗1次，100mL 10％NaOH溶液洗一次，減壓回收二甲苯，殘留物減壓精餾，收集130℃-140℃餾分，得二芳基乙烷產(chǎn)物，釜?dú)堃簽楦叻悬c(diǎn)副產(chǎn)物(包括多烷基化、磺化和聚合副產(chǎn)物)，二芳基乙烷收率如表1所示。下層催化劑可重復(fù)繼續(xù)使用。
實(shí)施例2
二甲苯191g(1.8mol)，催化劑甲磺酸23.1g(0.24mol)，開(kāi)動(dòng)機(jī)械攪拌，室溫下滴加62.4g(0.6mol)苯乙烯，5小時(shí)滴完，然后再反應(yīng)1小時(shí)。停攪拌，靜置30分鐘，分液，分出的上層有機(jī)液體用100mL水洗1次，100mL 10％NaOH溶液洗一次，減壓回收二甲苯，殘留物減壓精餾，收集130℃-140℃餾分，得二芳基乙烷產(chǎn)物，釜?dú)堃簽楦叻悬c(diǎn)副產(chǎn)物，二芳基乙烷收率如表1所示。下層催化劑可重復(fù)繼續(xù)使用。
實(shí)施例3
二甲苯191g(1.8mol)，催化劑甲磺酸11.5g(0.12mol)，開(kāi)動(dòng)機(jī)械攪拌，室溫下滴加62.4g(0.6mol)苯乙烯，5小時(shí)滴完，然后再反應(yīng)1小時(shí)。停攪拌，靜置30分鐘，分液，分出的上層有機(jī)液體用100mL水洗1次，100mL 10％NaOH溶液洗一次，減壓回收二甲苯，殘留物減壓精餾，收集130℃-140℃餾分，得二芳基乙烷產(chǎn)物，釜?dú)堃簽楦叻悬c(diǎn)副產(chǎn)物，二芳基乙烷收率如表1所示。下層催化劑可重復(fù)繼續(xù)使用。
實(shí)施例4
二甲苯191g(1.8mol)，催化劑甲磺酸5.77g(0.06mol)，開(kāi)動(dòng)機(jī)械攪拌，室溫下滴加62.4g(0.6mol)苯乙烯，5小時(shí)滴完，然后再反應(yīng)1小時(shí)。停攪拌，靜置30分鐘，分液，分出的上層有機(jī)液體用100mL水洗1次，100mL 10％NaOH溶液洗一次，減壓回收二甲苯，殘留物減壓精餾，收集130℃-140℃餾分，得二芳基乙烷產(chǎn)物，釜?dú)堃簽楦叻悬c(diǎn)副產(chǎn)物，二芳基乙烷收率如表1所示。下層催化劑可重復(fù)繼續(xù)使用。
實(shí)施例5
二甲苯159g(1.5mol)，催化劑甲磺酸17.3g(0.18mol)，開(kāi)動(dòng)機(jī)械攪拌，室溫下滴加62.4g(0.6mol)苯乙烯，5小時(shí)滴完，然后再反應(yīng)1小時(shí)。停攪拌，靜置30分鐘，分液，分出的上層有機(jī)液體用100mL水洗1次，100mL 10％NaOH溶液洗一次，減壓回收二甲苯，殘留物減壓精餾，收集130℃-140℃餾分，得二芳基乙烷產(chǎn)物，釜?dú)堃簽楦叻悬c(diǎn)副產(chǎn)物，二芳基乙烷收率如表1所示。下層催化劑可重復(fù)繼續(xù)使用。
實(shí)施例6
二甲苯127g(1.2mol)，催化劑甲磺酸17.3g(0.18mol)，開(kāi)動(dòng)機(jī)械攪拌，室溫下滴加62.4g(0.6mol)苯乙烯，5小時(shí)滴完，然后再反應(yīng)1小時(shí)。停攪拌，靜置30分鐘，分液，分出的上層有機(jī)液體用100mL水洗1次，100mL 10％NaOH溶液洗一次，減壓回收二甲苯，殘留物減壓精餾，收集130℃-140℃餾分，得二芳基乙烷產(chǎn)物，釜?dú)堃簽楦叻悬c(diǎn)副產(chǎn)物，二芳基乙烷收率如表1所示。下層催化劑可重復(fù)繼續(xù)使用。
實(shí)施例7
二甲苯191g(1.8mol)，催化劑甲磺酸17.3g(0.18mol)，開(kāi)動(dòng)機(jī)械攪拌，室溫下滴加62.4g(0.6mol)苯乙烯，6小時(shí)滴完，然后再反應(yīng)2小時(shí)。停攪拌，靜置30分鐘，分液，分出的上層有機(jī)液體用100mL水洗1次，100mL 10％NaOH溶液洗一次，減壓回收二甲苯，殘留物減壓精餾，收集130℃-140℃餾分，得二芳基乙烷產(chǎn)物，釜?dú)堃簽楦叻悬c(diǎn)副產(chǎn)物(包括多烷基化、磺化和聚合副產(chǎn)物)，二芳基乙烷收率如表1所示。下層催化劑可重復(fù)繼續(xù)使用。
實(shí)施例8
二甲苯191g(1.8mol)，催化劑甲磺酸17.3g(0.18mol)，開(kāi)動(dòng)機(jī)械攪拌，室溫下滴加62.4g(0.6mol)苯乙烯，4小時(shí)滴完，然后再反應(yīng)1小時(shí)。停攪拌，靜置30分鐘，分液，分出的上層有機(jī)液體用100mL水洗1次，100mL 10％NaOH溶液洗一次，減壓回收二甲苯，殘留物減壓精餾，收集130℃-140℃餾分，得二芳基乙烷產(chǎn)物，釜?dú)堃簽楦叻悬c(diǎn)副產(chǎn)物(包括多烷基化、磺化和聚合副產(chǎn)物)，二芳基乙烷收率如表1所示。下層催化劑可重復(fù)繼續(xù)使用。
實(shí)施例9
二甲苯191g(1.8mol)，催化劑甲磺酸17.3g(0.18mol)，開(kāi)動(dòng)機(jī)械攪拌，室溫下滴加62.4g(0.6mol)苯乙烯，3小時(shí)滴完，然后再反應(yīng)1小時(shí)。停攪拌，靜置30分鐘，分液，分出的上層有機(jī)液體用100mL水洗1次，100mL 10％NaOH溶液洗一次，減壓回收二甲苯，殘留物減壓精餾，收集130℃-140℃餾分，得二芳基乙烷產(chǎn)物，釜?dú)堃簽楦叻悬c(diǎn)副產(chǎn)物(包括多烷基化、磺化和聚合副產(chǎn)物)，二芳基乙烷收率如表1所示。下層催化劑可重復(fù)繼續(xù)使用。
實(shí)施例10
二甲苯637g(6mol)，催化劑甲磺酸0.577g(0.006mol)，開(kāi)動(dòng)機(jī)械攪拌，室溫下滴加62.4g(0.6mol)苯乙烯，5小時(shí)滴完，然后再反應(yīng)1小時(shí)。停攪拌，靜置30分鐘，分液，分出的上層有機(jī)液體用100mL水洗1次，100mL 10％NaOH溶液洗一次，減壓回收二甲苯，殘留物減壓精餾，收集130℃-140℃餾分，得二芳基乙烷產(chǎn)物，釜?dú)堃簽楦叻悬c(diǎn)副產(chǎn)物，二芳基乙烷收率如表1所示。下層催化劑可重復(fù)繼續(xù)使用。
對(duì)比例1
二甲苯191g(1.8mol)，催化劑甲磺酸173g(0.18mol)，開(kāi)動(dòng)機(jī)械攪拌，室溫下滴加62.4g(0.6mol)苯乙烯，2小時(shí)滴完，然后再反應(yīng)1小時(shí)。停攪拌，靜置30分鐘，分液，分出的上層有機(jī)液體用100mL水洗1次，100mL 10％NaOH溶液洗一次，減壓回收二甲苯，殘留物減壓精餾，收集130℃-140℃餾分，得二芳基乙烷產(chǎn)物，釜?dú)堃簽楦叻悬c(diǎn)副產(chǎn)物(包括多烷基化、磺化和聚合副產(chǎn)物)，二芳基乙烷收率如表1所示。下層催化劑可重復(fù)繼續(xù)使用。
表1
本發(fā)明實(shí)施例1-實(shí)施例10的催化劑分離后可重復(fù)使用，使用10次后，由于催化劑部分損失產(chǎn)品收率略有下降，補(bǔ)充新催化劑后可達(dá)到初次使用效果。
以上僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。