一種固體酸催化合成二溴乙烷的方法技術

本發明專利技術提供了一種固體酸催化合成二溴乙烷的方法，包括：將乙二醇和溴源按反應比例混合，并加入相對于乙二醇質量5

【技術實現步驟摘要】
一種固體酸催化合成二溴乙烷的方法


[0001]本專利技術屬于二溴乙烷合成
，涉及一種固體酸催化合成二溴乙烷的方法，特別涉及以乙二醇和溴化氫或液溴為原料合成二溴乙烷的方法。

技術介紹

[0002]二溴乙烷是一種極為重要的有機合成中間體，被廣泛的應用于醫藥及農藥合成、阻燃劑、食品添加劑、印染溶劑、光電材料和表面活性劑等領域。
[0003]目前已有的二溴乙烷的合成路線主要有兩種：
[0004]一、以溴化氫為溴源，在硫酸的催化下和乙二醇反應合成二溴乙烷。該反應過程會產生硫酸水溶液，從而導致設備腐蝕，同時產生大量的廢酸水，引起污染且后處理繁瑣。
[0005]二、以三溴化磷為溴源，制備二溴乙烷。該過程中使用的空氣敏感的三溴化磷非常不穩定。
[0006]然而，以上兩種路線都和綠色環保的發展理念相違背。

技術實現思路

[0007]本專利技術的目的在于提供一種固體酸催化合成二溴乙烷的方法。
[0008]為了實現上述目的，本專利技術采用的技術方案如下：
[0009]一種固體酸催化合成二溴乙烷的方法，包括：將乙二醇和溴源按反應比例混合，并加入相對于乙二醇質量5
?
30％的固體酸催化劑，充分攪拌混合后將該混合體系于100
?
140℃條件下反應18
?
24h，分離除去固體酸催化劑，油層為二溴乙烷。
[0010]優選地，所述溴源為溴化氫水溶液或液溴水溶液。
[0011]優選地，所述溴源為10％
?<br/>60％的溴化氫水溶液，乙二醇和溴化氫的摩爾比為1:2
?
1:10。
[0012]優選地，所述溴源為液溴水溶液，乙二醇和液溴水溶液的摩爾比為1:1
?
1:5。
[0013]優選地，所選固體酸催化選自固體磷酸，磷
?
鎢雜多酸(H3O
40
PW
12
)，硅
?
鎢雜多酸(H4[Si(W3O
10
)4])，Amberlyst 15WET酸性樹脂，Amberlyst 35WET酸性樹脂或Amberlyst 39WET酸性樹脂。
[0014]優選地，還包括將分離所得的溴化氫水溶液(或者液溴水混合體系)補充溴化氫(或者液溴)和分離所得的固體酸催化劑用于下一次循環試驗，以此實現固體酸催化劑和溴化氫/液溴的循環利用。
[0015]更優選地，將分離所得的溴化氫水溶液補充較前一次實驗乙二醇兩倍摩爾當量的溴化氫。
[0016]本專利技術與現有技術相比，其優點是：
[0017](1)與傳統工藝相比較，本專利技術中使用的固體酸催化劑易于從產物中分離，固體酸催化劑和反應剩余液具有回收性能和循環使用特點；
[0018](2)通過該合成反應，乙二醇基本完全轉化，二溴乙烷的收率為90％以上，且將副
產物溴乙醇的含量控制在5％以下；
[0019](3)該合成步驟簡單、綠色環保，且對設備腐蝕性低，適用于工業化生產過程。
具體實施方式
[0020]為了更清楚地說明本專利技術，下面結合實施例對本專利技術作進一步詳細說明。本領域技術人員應當理解，下面所具體描述的內容是說明性的而非限制性的，不應以此限制本專利技術的保護范圍。
[0021]以乙二醇和溴化氫水溶液(或液溴水溶液)為原料，在固體酸催化的條件下制備二溴乙烷的方法，其反應式如下：
[0022][0023]實施例1：向3g乙二醇和20g 40％的溴化氫水溶液(摩爾比1:2)中加入0.6g固體磷酸，500轉/分鐘攪拌30分鐘，升溫至120℃反應24h，氣相檢測反應液中乙二醇含量21％，溴乙醇含量68％，二溴乙烷含量11％。
[0024]實施例2：向3g乙二醇和40g 40％的溴化氫水溶液(摩爾比1:4)中加入0.6g固體磷酸，500轉/分鐘攪拌30分鐘，升溫至120℃反應24h，氣相檢測反應液中乙二醇含量6％，溴乙醇含量51％，二溴乙烷含量43％。
[0025]實施例3：向3g乙二醇和59g 40％的溴化氫水溶液(摩爾比1:6)中加入0.6g固體磷酸，500轉/分鐘攪拌30分鐘，升溫至120℃反應24h，氣相檢測反應液中乙二醇含量1％，溴乙醇含量3％時停止反應，降至室溫后，過濾除去固體酸催化劑，液相分層得到二溴乙烷8.4g，按照乙二醇計算二溴乙烷的收率為93％。
[0026]實施例4：向3g乙二醇和78g 40％的溴化氫水溶液(摩爾比1:8)中加入0.6g固體磷酸，500轉/分鐘攪拌30分鐘，升溫至120℃反應24h，氣相檢測反應液中乙二醇含量0.7％，溴乙醇含量2％時停止反應，降至室溫后，過濾除去固體酸催化劑，液相分層得到二溴乙烷8.6g，按照乙二醇計算二溴乙烷的收率為95％。
[0027]實施例5：向3g乙二醇和78g 40％的溴化氫水溶液(摩爾比1:10)中加入0.6g固體磷酸，500轉/分鐘攪拌30分鐘，升溫至120℃反應24h，氣相檢測反應液中乙二醇含量0.6％，溴乙醇含量1.5％時停止反應，降至室溫后，過濾除去固體酸催化劑，液相分層得到二溴乙烷8.8g，按照乙二醇計算二溴乙烷的收率為97％。
[0028]實施例6：向3g乙二醇和59g 40％的溴化氫水溶液(摩爾比1:6)中加入0.6g固體磷酸，500轉/分鐘攪拌30分鐘，升溫至100℃反應24h，氣相檢測反應液中乙二醇含量11％，溴乙醇含量26％，二溴乙烷含量63％。
[0029]實施例7：向3g乙二醇和59g 40％的溴化氫水溶液(摩爾比1:6)中加入0.6g固體磷酸，500轉/分鐘攪拌30分鐘，升溫至140℃反應24h，氣相檢測反應液中乙二醇含量1％，溴乙醇含量3％時停止反應，降至室溫后，過濾除去固體酸催化劑，液相分層得到二溴乙烷8.3g，按照乙二醇計算二溴乙烷的收率為92％。
[0030]實施例8：向3g乙二醇和59g 40％的溴化氫水溶液(摩爾比1:6)中加入0.9g固體磷
酸，500轉/分鐘攪拌30分鐘，升溫至120℃反應24h，氣相檢測反應液中乙二醇含量0.8％，溴乙醇含量2.2％時停止反應，降至室溫后，過濾除去固體酸催化劑，液相分層得到二溴乙烷8.7g，按照乙二醇計算二溴乙烷的收率為96％。
[0031]實施例9：向3g乙二醇和59g 40％的溴化氫水溶液(摩爾比1:6)中加入0.3g固體磷酸，500轉/分鐘攪拌30分鐘，升溫至120℃反應24h，氣相檢測反應液中乙二醇含量2％，溴乙醇含量17％時停止反應，降至室溫后，過濾除去固體酸催化劑，液相分層得到二溴乙烷6.6g，按照乙二醇計算二溴乙烷的收率為73％。
[0032]實施例10：向3g乙二醇和59g 40％的溴化氫水溶液(摩爾比1:6)中加入0.15g固體磷酸，500轉/分鐘攪拌30分鐘，升溫至120℃反應24h，氣相檢測反應液中乙二醇含量6％，溴乙醇含量42％時停止反應，降至室溫后，過濾除去固體酸催化劑，液相分層得到二溴本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.一種固體酸催化合成二溴乙烷的方法，包括：將乙二醇和溴源按反應比例混合，并加入相對于乙二醇質量5
?
30％的固體酸催化劑，充分攪拌混合后將該混合體系于100
?
140℃條件下反應18
?
24h，分離除去固體酸催化劑，油層為二溴乙烷。2.根據權利要求1所述的一種固體酸催化合成二溴乙烷的方法，其特征在于，所述溴源為溴化氫水溶液或液溴水溶液。3.根據權利要求1所述的一種固體酸催化合成二溴乙烷的方法，其特征在于，所述溴源為10％
?
60％的溴化氫水溶液，乙二醇和溴化氫的摩爾比為1:2
?
1:10。4.根據權利要求1所述的一種固體酸催化合成二溴乙烷的方法，其特征在于，所述溴源為液溴水溶液，乙二醇和液溴水溶液的摩爾比為1:1
?
1:5。5.根據權利要求1
?<...

【專利技術屬性】
技術研發人員：孟憲鋒，
申請(專利權)人：孟憲鋒，
類型：發明
國別省市：