[发明专利]一种对叔丁基甲苯的合成方法

说明书

本发明公开了一种对叔丁基甲苯的合成方法，该方法包括以下步骤：(1)将MCM－22分子筛浸渍于含磷酸和/或磷酸盐的溶液中，取出并经焙烧得到改性MCM－22分子筛；(2)以甲苯和异丁烯为反应物，以改性MCM－22分子筛作为催化剂，进行反应，得到对叔丁基甲苯。本发明通过制备改性MCM－22分子筛催化剂，反应过程不再使用液体酸，大幅减少了环保压力，同时也不需要使用较为昂贵的耐腐蚀设备；通过在原料甲苯中加入少量叔丁醇，抑制了异丁烯的聚合，提高了对叔丁基甲苯的选择性。

技术领域

本发明涉及一种对叔丁基甲苯的合成方法，属于单环芳烃的催化合成技术领域。

背景技术

对叔丁基甲苯是一种重要的化学化工原料和有机中间体，它的衍生物对叔丁基苯甲醛、对叔丁基苯甲酸、对叔丁基苯甲酸甲酯、对叔丁基苄氯等均有着广泛的用途，如对叔丁基苯甲酸主要可应用于：①用于醇酸树脂合成过程中的改进剂；②用于切削油、润滑油等油品中的添加剂；③用于聚丙烯成核剂；④其金属盐可用作聚氯乙烯的稳定剂。对叔丁基苄氯广泛应用于医药和农药的生产，而对叔丁基苯甲醛是药物、染料和香精等精细化学品和电子化学品的重要原料，也是生产抗过敏药物的中间体，特别在香精香料的合成中需求量较大。

根据原料的不同，对叔丁基甲苯合成主要可分为以下三条路线：

①甲苯与异丁烯烷基化法：该法采用的催化剂有浓H₂SO₄、粘土/生石灰等，反应产率在80％以上，由于异丁烯原料运输困难，这种方法主要应用于原料异丁烯易得的企业生产；而且生产过程产生较多的液体废酸，环保压力很大。

②甲苯与叔丁醇烷基化法：该法所采用的催化剂有尿素/硫酸、TeCl₄、BF^3-多聚磷酸、HF/FSO₃H等，反应产率在44-85％之间，产率较低。

③甲苯与氯代叔丁烷烷基化法：该法使用的催化剂有无水A1C1₃、Mo(CO)₆、(NaCl+AlCl₃)等，反应产率为73％左右，由于反应有大量HCl气体产生，对设备要求严格。

针对上述第①种甲苯与异丁烯烷基化的合成路线，中国专利CN104926590A采用釜式反应器进行甲苯与异丁烯的烷基化反应，引入新型质子酸-对甲基苯磺酸为催化剂，使得烷基化反应可以在常压进行烷基化反应，将浓硫酸的用量降到原用量的十二分之一，而且对甲基苯磺酸和浓硫酸催化剂可以多次循环使用，一般可以循环16次以上。但无法完全避免浓硫酸的使用，且反应为间歇过程，操作较为烦琐，不能实现连续生产。

考虑到液体酸催化剂的使用不可避免地存在腐蚀设备严重，污染环境等问题。因此研究人员逐步使用固体催化剂来代替液体催化剂来进行对甲基苯磺酸的催化合成。但是这种固体催化剂应用在甲苯与叔丁醇作为反应原料的情形较多，比如专利CN 102199068 A公开了一种对叔丁基甲苯的生产方法，这个反应路线以甲苯与叔丁醇作为反应原料，通过介微分子筛催化剂MCM-41催化制备对叔丁基甲苯，其反应的选择性较高，达到了80％以上。对于甲苯与异丁烯作为反应原料，并使用固体酸催化合成对叔丁基甲苯时，参考的文献较少，直接使用分子筛作为催化剂，反应的选择性和收率不高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，使用固体酸催化剂催化甲苯与异丁烯合成对叔丁基甲苯时，存在较多的副反应，产品选择性仍有待提高。

为解决上述任意一个或多个技术问题，本发明提供一种对叔丁基甲苯的合成方法，包括以下步骤：

(1)将MCM－22分子筛浸渍于含磷酸和/或磷酸盐的溶液中，取出并经焙烧得到改性MCM－22分子筛；

(2)以甲苯和异丁烯为反应物，以改性MCM－22分子筛作为催化剂，进行反应，得到对叔丁基甲苯。