一种适于工业化生产的三溴新戊醇的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种适于工业化生产的三溴新戊醇的制备方法，步骤如下：将季戊四醇加入醋酸或甲酸中，再加入酸催化剂，在90

【技术实现步骤摘要】
一种适于工业化生产的三溴新戊醇的制备方法


[0001]本专利技术属于化学合成
，具体涉及一种适于工业化生产的三溴新戊醇的制备方法。

技术介绍

[0002]三溴新戊醇属于脂肪溴，其溴含量73.79%，因其较高的溴含量和结构特殊的稳定性，性质上良好的耐热性、耐水性和光稳定性，常作为阻燃剂使用。三溴新戊醇具有一个可反应的裸露羟基，因此用作高分子量阻燃剂的中间体或反应型阻燃剂。作为中间体与三氯氧磷反应得到添加型高分子量阻燃剂三（三溴新戊基）磷酸酯。同时结合其良好的相容性，能有效与磷结合，应用于聚氨酯的阻燃。与二溴新戊二醇等其他阻燃剂的复配使用，利用两者的可反应型官能团羟基作用，作为优异的反应型阻燃剂。三溴新戊醇在弹性体、涂料和泡沫体的阻燃方面拥有极好的应用前景。此外，在医药
，通过三溴新戊醇制备1,3
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环丙二甲醇作为孟鲁司特钠侧链关键中间体，比二溴新戊二醇更具优势。
[0003]现有较常用的三溴新戊醇合成方法包括：纯气相法，用浓硫酸对氢溴酸进行发气；纯液相法，用氢溴酸长时间回流反应；使用三溴化磷、硫粉和溴素等进行制备。现存方法存在的问题有：纯气相发需要较高的反应条件，高压反应，副产出大量废浓硫酸无法处理，无法实现工业化持续生产的目的，反应控制难，对设备要求和操作高，生产出产品质量无法达到医药级要求，经过溶剂精制，导致收率大大降低，同时存在环保问题；纯液相法因没有高效的催化剂，只能通过高温、加长反应时间来提高三个溴的上溴量，由于高温长时间反应，导致严重的醚化、焦油化副反应，产品色度较高，纯度低，无法达到指标要求，氢溴酸过量量较大，产品的成品高，无法实现工业化生产；三溴化磷法采用价格较高的三溴化磷进行反应，导致生产成本高，同时存在反应过程磷元素无法处理、含磷废水难以处理、废水量大COD高等环保问题，另外三溴化磷的特殊危险性，制备过程存在工艺要求高、设备要求高、操作过程苛刻等安全问题，此法不适应与工业化制备；溴素和硫粉为溴化原料的制备过程，反应效率极低，产品质量差，无法达到需求。
[0004]如专利CN110903163A提供了一种三溴新戊醇的制备方法，以季戊四醇、溴素和硫粉为原料，有机酸为溶剂加热反应，反应结束后蒸出溶剂和氢溴酸，经甲醇醇解、碳酸钠溶液调pH、烷烃水精制得到成品。该专利采用硫还原会产生二氧化硫废气，硫酸残存在反应体系中加剧副反应的发生，所以收率较低。且产生的硫酸只能靠碳酸钠中和，产生了大量的含盐废水难以处理。

技术实现思路

[0005]解决的技术问题：针对上述技术问题，本专利技术提供了一种适于工业化生产的三溴新戊醇的制备方法，具有收率高、质量好、成本低、反应温和安全、操作简单、生产绿色环保、适合工业化生产的特点，能够达到医药级产品的制备要求。
[0006]技术方案：一种适于工业化生产的三溴新戊醇的制备方法，包括步骤如下：
S1.溶清：将季戊四醇加入醋酸或甲酸中，再加入酸催化剂，在90
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120℃下保温至全部溶清；S2.梯度溴代：S2.1：在90
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110℃下向步骤S1所得反应体系中加入氢溴酸，反应后分离出水，得到一溴代体系；S2.2：向一溴代体系中加入氢溴酸，在110
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120℃下反应后分离出水，得到二溴代体系；S2.3：向二溴代体系中加入氢溴酸，在120
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140℃下反应后分离出水，得到三溴代体系；S3.提纯脱色：S3.1：将三溴代体系蒸干后降温，再加入醇和酸进行酯交换，反应结束后蒸馏分离出醇、酯和水；S3.2：水洗步骤S3.1所得反应体系，再通过碳酸钠溶液调节pH为7.5
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8，静置分层；S3.3：向步骤S3.2中分层后的下层料液中加入醇进行结晶，再经干燥后得到白色晶体三溴新戊醇。
[0007]优选的，所述步骤S2.1中，还向步骤S1所得反应体系中加入抗氧剂。
[0008]优选的，所述抗氧剂为亚磷酸类抗氧剂。
[0009]优选的，所述步骤S2.3中，还向二溴代体系中加入酸催化剂。
[0010]优选的，所述酸催化剂选自硫酸、磷酸、亚磷酸和盐酸中的一种或几种。
[0011]优选的，所述步骤S2中，在氮气气氛下反应。
[0012]优选的，所述步骤S2中，通过分水器分离出水或通过负压蒸馏分离出水。
[0013]优选的，所述分水器包括三通管、冷凝管、回流管和分水管，所述三通管分别连接冷凝管的底端、回流管的顶端和分水管的顶端，所述回流管与分水管之间设有连通管，所述连通管上设有阀门。
[0014]优选的，所述步骤S3.1中，采用甲醇和乙酸的混合液进行酯交换。
[0015]优选的，所述步骤S3.3中，还向下层料液中加入活性炭。
[0016]有益效果：(1)反应所用的物料较少，无危化品，且原料易得，价格低廉；(2)反应条件温和，过程安全可靠，操控简单，安全性高；(3)反应中无大量废气、危废产生，酯分解后通过皂化重新变为醇套用，并副产羧酸钠副产品，调pH产生的废水含盐量极低，pH7.5左右，COD较低，无色无味，可以直接进污水处理系统处理；(4)经工艺优化调整，目标产物纯度在99%以上，收率在96%以上。
[0017]主要原理如下：整个溴化过程反应氢溴酸的转化率能到98%以上，产品收率99%，得到产品的纯度99%以上，溴代反应过程较温和，无废物产生，较传统工艺无发气过程副产大量废硫酸、无溴化氢气体跑冒滴漏的现象，反应较发气法温和、安全、可控、设备要求低，达到绿色环保工艺要求。
[0018]梯度溴代前期多羟基化合物不稳定，适于低温反应，温度超过125度，会发生脱水成双键烯烃的反应，导致大量副产物的产生；等上到第三个溴，结构就比较稳定，不会发生脱水反应，同时温度低于130度，上第三个溴的速度就大大降低，所以在反应过程中通过分
水器将水分出体系，然后在上第三个溴时加入酸催化剂如硫酸、磷酸、亚磷酸等，特别是加入亚磷酸能大大加快反应速度，同时产品的色度能低于至5
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10hazen。
[0019]溴代反应前期通入氮气，减少反应体系中氧气，避免体系反应过程中发生醚化反应，同时溴代反应前加入抗氧剂：比如使用亚磷酸类抗氧剂，避免产品高温反应的色变问题，也就是避免焦油化现象的发生，产品加入抗氧剂后色度控制在10 hazen以下。
附图说明
[0020]图1为实施例1中制得的三溴新戊醇的红外光谱图；图2为实施例1中制得的三溴新戊醇的气象色谱图；图3为实施例3中制得的三溴新戊醇的气象色谱图；图4为分水器的结构示意图。
具体实施方式
[0021]下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步描述。
[0022]实施例1溶料：将136g季戊四醇、70g醋酸、6g硫酸加入到带有搅拌、温度计、冷凝器的500mL四口烧瓶中，升温到90
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120℃，保温直到溶清。硫酸的加入可以加快酯化速度，保证酯化率，减少副反应的发生。
[0023]梯度溴代：溶清后本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适于工业化生产的三溴新戊醇的制备方法，其特征在于，包括步骤如下：S1.溶清：将季戊四醇加入醋酸或甲酸中，再加入酸催化剂，在90
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120℃下保温至全部溶清；S2.梯度溴代：S2.1：在90
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110℃下向步骤S1所得反应体系中加入氢溴酸，反应后分离出水，得到一溴代体系；S2.2：向一溴代体系中加入氢溴酸，在110
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120℃下反应后分离出水，得到二溴代体系；S2.3：向二溴代体系中加入氢溴酸，在120
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140℃下反应后分离出水，得到三溴代体系；S3.提纯脱色：S3.1：将三溴代体系蒸干后降温，再加入醇和酸进行酯交换，反应结束后蒸馏分离出醇、酯和水；S3.2：水洗步骤S3.1所得反应体系，再通过碳酸钠溶液调节pH为7.5
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8，静置分层；S3.3：向步骤S3.2中分层后的下层料液中加入醇进行结晶，再经干燥后得到白色晶体三溴新戊醇。2.根据权利要求1所述的适于工业化生产的三溴新戊醇的制备方法，其特征在于，所述步骤S2.1中，还向步骤S1所得反应体系中加入抗氧剂。3.根据权利要求2所述的适于工业化生产的三溴...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔文文，袁西强，戴永顺，丁加中，
申请(专利权)人：潍坊天福化学科技有限公司，
类型：发明
国别省市：