高分子化合物合成技術領域，尤其涉及一種合成4-叔丁基-2-(α-甲基芐基)苯酚的方法。
背景技術：
近年來，高新技術產業的發展所需要的結構與功能材料主要來源于所謂的“三稀”資源，即稀土金屬，稀有金屬和稀散金屬。在眾多的稀有金屬元素中，堿金屬元素銣、銫共同被人們稱為“長眼睛的金屬”，主要是因為兩者具有較好的延展性，良好的導電及導熱性，較強的化學活性和優異的光電效應性能等特點。因此，隨著國內外高科技產業的迅猛發展，銣、銫及其化合物展現出了極大的商業價值和廣闊的發展前景，對其的需求也越來越迫切。
在眾多的銣、銫的分離方法中，溶劑萃取法是近年來研究多、進展快、應用廣泛且潛力大的一種分離提取方法，它具有反應迅速，操作簡便，處理量大且易于實現連續化等優點。4-叔丁基-2-(α-甲基芐基)苯酚(簡稱t-bambp)是銣、銫的高效萃取劑，在鋰云母-石灰法提鋰母液中萃取分離銣、銫過程中，具有選擇性強，反應速度快，回收率高等特點，在工業上具有較普遍的應用。
目前合成t-bambp的方法有很多，其中以對叔丁基苯酚和苯乙烯為起始原料的合成方法得到較多的研究。對叔丁基苯酚和苯乙烯在lewis酸等酸性催化劑的催化下，通過烷基化反應得到t-bambp產物，但反應過程中反應并不停止在一烷基化階段，還可以生成二烷基化產物以及多烷基化產物，同時由于苯乙烯很容易聚合，常溫下就可以自聚，在酸性催化劑下更容易發生二聚到多聚反應，如何解決這些問題是合成t-bambp的一個技術難點。針對上述難點，本領域技術人員選擇了磷酸、雜多酸、氯鋁酸離子液體、d001樹脂等多種催化劑參與合成，但存在著失效后難于處理、容易失活、可重復使用的次數少、成本高等不足，此外，同樣未能控制苯乙烯在反應體系中發生的二聚副反應，由于苯乙烯二聚體與t-bambp的沸點相近，造成t-bambp的提純困難，并且殘留在t-bambp產品中的苯乙烯二聚體會影響萃取過程的穩定性。
技術實現要素：
要解決的技術問題是克服現有技術中存在的不足，提供一種合成4-叔丁基-2-(α-甲基芐基)苯酚的方法，所用的催化劑可以有效控制苯乙烯二聚體和二烷基化產品的生成，使產品提純容易。
通過以下技術方案予以實現：一種合成4-叔丁基-2-(α-甲基芐基)苯酚的方法，包括如下步驟：s1.對叔丁基苯酚和叔丁醇鎂在密閉的反應器中用氮氣置換，將所述反應器升溫至120℃，啟動攪拌并繼續升溫至170-200℃，恒溫30-90min；s2.將混合后的所述對叔丁基苯酚和叔丁醇鎂降溫到110-120℃；s3.在所述反應器中勻速加入苯乙烯，其中苯乙烯的加入時間為120-180min，全部苯乙烯加入完成后，保溫30-60min；s4.加水精餾，制得4-叔丁基-2-(α-甲基芐基)苯酚。
根據上述技術方案，優選地，步驟s1中，所述叔丁醇鎂的加入量為對叔丁基苯酚加入量的0.8-1.25%。
根據上述技術方案，優選地，步驟s3中，所述苯乙烯加入的總物質的量為對叔丁基苯酚加入的物質的量的0.2-0.25倍。
根據上述技術方案，優選地，步驟s4包括：所述反應器降溫，加入5-10倍叔丁醇鎂加入量的水，恒溫攪拌30-60min；將所述反應器內的反應液抽出，過濾去除固體顆粒、精餾，收集180-230℃范圍內的餾分為4-叔丁基-2-(α-甲基芐基)苯酚。
根據上述技術方案，優選地，步驟s4還包括：將所述反應液放入精餾塔，減壓蒸餾回收水；真空精餾，收集105-110℃的前餾分為未反應的對叔丁基苯酚。
本發明的有益效果是：本發明選擇叔丁醇鎂作為催化劑，取代傳統酸性催化劑，能夠有效的控制苯乙烯二聚體和二烷基化產品的生成，所用的催化劑加水失活成固體顆粒，便于分離，不腐蝕設備，簡單易得，產品提純容易，除此之外，未反應的對叔丁基苯酚可循環使用，副產物少，具有較好的應用推廣價值。
具體實施方式
為了使本技術領域的技術人員更好地理解本發明的技術方案，下面結合附圖和最佳實施例對本發明作進一步的詳細說明?；诎l明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于發明保護的范圍。
在描述中，需要說明的是，術語“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“內”、“外”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對發明的限制。
實施例1:本發明包括如下步驟：s11.對叔丁基苯酚和叔丁醇鎂加入攪拌釜式反應器內，其中叔丁醇鎂的加入量為對叔丁基苯酚加入量的0.8-1.25%，在密閉的反應器中用氮氣置換，將所述反應器升溫至120℃，啟動攪拌并繼續升溫至170-200℃，恒溫30-90min。在170-200℃、30-90min的區間內攪拌混合，在確保催化劑活性的同時，能夠有效控制能量消耗，確保生產效率。
s12.向反應器通入苯乙烯之前，將混合后的所述對叔丁基苯酚和叔丁醇鎂降溫到110-120℃。當溫度高于120℃，苯乙烯二聚物會增多，低于110℃，反應速度降低直至不反應。
s13.在所述反應器中勻速加入苯乙烯，其中苯乙烯的加入時間為120-180min，全部苯乙烯加入完成后，保溫30-60min。苯乙烯通過上述滴加速度，確保生產效率的同時，有
效抑制苯乙烯二聚物和多烷基化重組分的生成。具體地，苯乙烯加入的總物質的量為對叔丁基苯酚加入的物質的量的0.2-0.25倍，其中，當苯乙烯加入量大于0.25倍，苯乙烯二聚物和多烷基化重組分會增多，當苯乙烯加入量小于0.2倍，會導致產量降低，過多的對叔丁基苯酚需要精餾回收，增加能耗。
s14.反應器降溫至80℃，加入5-10倍叔丁醇鎂加入量的水，恒溫攪拌30-60min，以使催化劑劑失去活性，避免后續精餾中反應產物分解；將所述反應器內的反應液抽出，經板式過濾機過濾；將反應液放入精餾塔，減壓蒸餾回收水；將剩余物料于1.0kpa壓力下高真空精餾，收集105-110℃的前餾分為未反應的對叔丁基苯酚，收集180-230℃范圍內的餾分為4-叔丁基-2-(α-甲基芐基)苯酚。
實施例2:本發明包括如下步驟：s21.將對叔丁基苯酚750g（5mol）、叔丁醇鎂7.5g，加入配有機械攪拌、溫度計、壓力表、液相進出料管線和閥門、氣相進出料管線和閥門和加熱、冷卻控溫裝置的2l不銹鋼反應釜中，密閉后，通過氣相進出料管線進行氮氣置換，直到出口氣體檢測氧含量《0.1%(v%),關閉氣相進出閥門，然后升溫至120℃，啟動攪拌器，繼續升溫至180℃，并保持30min。
s22.降溫至110℃，通過液相進料閥門向反應器內加入苯乙烯，苯乙烯加入速度保持勻速，總加入時間180min，苯乙烯加入后由于反應放熱，反應器內的溫度會上升，控制反應器保持在110-120℃范圍內。其中，苯乙烯的總加入量為104g（1mol），規定量的苯乙烯加入完成后，控制反應液溫度為120℃并保持30min。
s23.將反應器降溫至80℃，加入75g的去離子水，在此溫度下保持30min，然后將反應后的物料從液相出口放出，用300目過濾網對反應液過濾，濾渣為松散固體顆粒，很容易過濾，濾液清澈透明。過濾掉固體顆粒后，色譜分析剩余物料的組成為：t-bambp25.8%，對叔丁基苯酚64.79%，苯乙烯基二苯乙烯0.06%，二烷基化物和苯乙烯高聚物等重組分0.9%，水等輕組分8.44%，可見苯乙烯二聚體和未反應的苯乙烯在反應液中的含量較低。
s24.反應液放入精餾塔，減壓蒸餾回收其中的水用于下一次反應，將剩余物料于1.0kpa壓力下高真空精餾，收集105-110℃的前餾分為未反應的對叔丁基苯酚，用于下一次反應，收集180-230℃的餾分為4-叔丁基-2-(α-甲基芐基)苯酚，產品純度為95.14%。
實施例3:本發明包括如下步驟：s31.將對叔丁基苯酚750g（5mol）、叔丁醇鎂7.5g，加入配有機械攪拌、溫度計、壓力表、液相進出料管線和閥門、氣相進出料管線和閥門和加熱、冷卻控溫裝置的2l不銹鋼反應釜中，密閉后，通過氣相進出料管線進行氮氣置換，直到出口氣體檢測氧含量《0.1%(v%),關閉氣相進出閥門，然后升溫至120℃，啟動攪拌器，繼續升溫至180℃，并保持30min。
s32.降溫至110℃，通過液相進料閥門向反應器內加入苯乙烯，苯乙烯加入速度保持勻速，總加入時間120min，苯乙烯加入后由于反應放熱，反應器內的溫度會上升，控制反應器保持在110-120℃范圍內。其中，苯乙烯的總加入量為104g（1mol），規定量的苯乙烯加入完成后，控制反應液溫度為120℃并保持30min。
s33.將反應器降溫至80℃，加入75g的去離子水，在此溫度下保持30min，然后將反應后的物料從液相出口放出，用300目過濾網對反應液過濾，濾渣為松散固體顆粒，很容易
過濾，濾液清澈透明。過濾掉固體顆粒后，色譜分析剩余物料的組成為：t-bambp22.8%，對叔丁基苯酚66.26%，苯乙烯基二苯乙烯0.9%，二烷基化物和苯乙烯高聚物等重組分1.6%，水等輕組分8.44%，可見苯乙烯二聚體和未反應的苯乙烯在反應液中的含量較低。
s34.反應液放入精餾塔，減壓蒸餾回收其中的水用于下一次反應，將剩余物料于1.0kpa壓力下高真空精餾，收集105-110℃的前餾分為未反應的對叔丁基苯酚，用于下一次反應，收集180-230℃的餾分為4-叔丁基-2-(α-甲基芐基)苯酚，產品純度為95.14%。
實施例4:本發明包括如下步驟：s41.將對叔丁基苯酚600g（4mol）、叔丁醇鎂6g，加入配有機械攪拌、溫度計、壓力表、液相進出料管線和閥門、氣相進出料管線和閥門和加熱、冷卻控溫裝置的2l不銹鋼反應釜中，密閉后，通過氣相進出料管線進行氮氣置換，直到出口氣體檢測氧含量《0.1%(v%),關閉氣相進出閥門，然后升溫至120℃，啟動攪拌器，繼續升溫至180℃，并保持30min。
s42.降溫至110℃，通過液相進料閥門向反應器內加入苯乙烯，苯乙烯加入速度保持勻速，總加入時間180min，苯乙烯加入后由于反應放熱，反應器內的溫度會上升，控制反應器保持在110-120℃范圍內。其中，苯乙烯的總加入量為104g（1mol），規定量的苯乙烯加入完成后，控制反應液溫度為120℃并保持30min。
s43.將反應器降溫至80℃，加入60g的去離子水，在此溫度下保持30min，然后將反應后的物料從液相出口放出，用300目過濾網對反應液過濾，濾渣為松散固體顆粒，很容易過濾，濾液清澈透明。過濾掉固體顆粒后，色譜分析剩余物料的組成為：t-bambp26.3%，對叔丁基苯酚61.6%，苯乙烯基二苯乙烯1.2%，二烷基化物和苯乙烯高聚物等重組分2.6%，水等輕組分8.2%，可見苯乙烯二聚體和未反應的苯乙烯在反應液中的含量較低。
s44.反應液放入精餾塔，減壓蒸餾回收其中的水用于下一次反應，將剩余物料于1.0kpa壓力下高真空精餾，收集105-110℃的前餾分為未反應的對叔丁基苯酚，用于下一次反應，收集180-230℃的餾分為4-叔丁基-2-(α-甲基芐基)苯酚，產品純度為95.14%。
選擇叔丁醇鎂作為催化劑，取代傳統酸性催化劑，能夠有效的控制苯乙烯二聚體和二烷基化產品的生成，所用的催化劑加水失活成固體顆粒，便于分離，不腐蝕設備，簡單易得，產品提純容易，除此之外，未反應的對叔丁基苯酚可循環使用，副產物少，具有較好的應用推廣價值。
該技術已申請專利。僅供學習研究，如用于商業用途，請聯系技術所有人。
技術研發人員：連文璞 李崇 趙璐璐 祝秀 王芳 王博 張力擎 邵繼洲 楊霞
技術所有人：天津天大天?；ば录夹g有限公司
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