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4-乙基苯酚的制备

发布日期:2019/3/6 11:49:58

背景及概述[1][2]

4-乙基苯酚又称对羟基乙基苯。从水中析出者为白色针状结晶。有强烈的木酚气味。不溶于水,溶于乙醇、乙醚、丙酮、 苯及常用有机试剂。大鼠经口LD50270mg/kg。天然存在于鸡蛋、欧洲酸蔓、猪肉、威士忌、咖啡等中,4-乙基苯酚常用来配制威±忌、朗姆酒、熏猪肉、火腿,用于赔烤食品,还被用来作为食用香料,它同样是农药的一种中间体,可用来生产一系列的髙挡、低毒、低残留农药;它还用作橡胶和塑料的防老化剂抗老化剂、表面活性剂、非离子乳化剂,还是有机合成中间体及化学试剂。4-乙基苯酚对于研究苯酚结构与多碳链之间的作用是一个很好的模型。

结构[1,3]

用途[1-3]

4-乙基苯酚可用作香料,是我国GB2760—1996规定允 许使用的食用香料,用于焙烤食品及人造奶油;如有研究开发了一种调配型紫马铃薯香精,包括以下重量份的原料组成:异丁醛0.01~2份、异戊醛0.01~2份、乙酸0.01~2份、异戊醇0.1~5份、己醛0.05~2份、2-庚酮0.01~5份、庚醛0.01~5份、4-乙基苯酚0.01~0.5份、己酸甲酯0.01~5份、苯甲醛0.01~5份、己酸0.01~5份、2-辛酮0.01~5份、己酸乙酯0.01~5份、辛酸乙酯0.01~5份、2-十一酮0.005~2份等,以及辅料。提供的香精具有烤紫马铃薯特征性风味,添加到紫马铃薯经热加工品中,能持续提供紫马铃薯特有感官风味。

4-乙基苯酚还可用于制备塑料防氧化剂,如2,6-二叔丁基乙基苯 酚;制备橡胶防老化剂,如2,2′-亚甲基双(4-乙基-6-叔丁基)苯酚;还用作PVP、表面处理剂、环氧树脂固化剂、感光材料、医药、农药及染料的原料。

制备 [4-5]

方法1:一种利用钯系催化剂催化热解:生物质制备4-乙基苯酚的方法。

以生物质为原料,将生物质和钯系催化剂按照质量 比为(10∶1)~(1∶3)进行机械混合,然后在无氧条件下于250~380℃进行快速热解,对热解气进行冷凝后即可得到富含4-乙基苯酚的液体产物。所述生物质原料为禾本科生物质。

所述钯系催化剂包括载体以及负载在载体上的钯金属,其具体的制备方法如下:首先称取一定质量的硝酸钯溶于去离子水中,待完全溶解后,向溶液中加入一定量的催化剂载体,在搅拌的条件下缓慢滴入氨水,直至pH值达到9~10,继续在室温下搅拌12h后过滤,滤饼于100℃下干燥,最后将干燥后得到的固体在保持一定还原温度的氢气气氛下还原,即得负载钯的固体催化剂。

方法2:一种活性炭催化热解甘蔗渣制备4-:乙基苯酚的方法。

以甘蔗渣为原料,活性炭为催化剂,将甘蔗渣与活性炭催化剂按照质量比为(10:1)~(1:5)进行机械混合,然后在氢气氛围下于240~410℃下进行快速热解,热解反应的时间少于50s,对热解气进行冷凝后即可得到富含4-乙基苯酚的液体产物。所述活性炭催化剂为生物质通过水蒸气活化法制备获得的活性炭,其具体制备方法如下:生物质原料经破碎至粒径1mm之下,在惰性氛围下首先炭化并冷却;将炭化后的物 料在水蒸气氛围下活化;冷却后即得到活性炭。以生物质基水蒸气活化活性炭为催化剂,通过在氢气氛围下对甘蔗渣催化热解,制备富含4-乙基苯酚的液体产物。

需要说明的是,采用其他活化方法获得的活性炭(例如ZnCl2、 H3PO4和KOH等化学法活化获得的活性炭、采用CO2等物理活化法获得的活性炭)并不具备该 催化效果,仅仅只有采用水蒸气活化法获得的活性炭才具备该催化效果。然而,仅仅依靠活性炭催化热解甘蔗渣,4-乙基苯酚的产率和选择性很有限。本最大的有益效果还在于使用氢气作为反应气,依靠其和活性炭催化剂的协同作用,大幅提供4-乙基苯酚的产率和选择性。

氢气作为一种氢源,在活性炭的催化作用下能够作为有效的供氢体和4-乙烯基苯酚及其前驱体发生反应,选择性生成4-乙基苯酚。单独采用活性炭催化剂,由于热解体系中缺乏足够有效的供氢体,限制了4-乙基苯酚的生成;单独采用氢气,在热解体系中无法和4-乙烯基苯酚及其前驱物发生反应,也就无法促进4-乙基苯酚的生成;将氢气和活性炭联合使用时,对于生物质热解过程中生成的各种复杂的不饱和(含C =C键)热解产物基本都不具有催化加氢的效果,仅对于4-乙烯基苯酚及其前驱物,表现出了优异的催化加氢效果,从而可实现4-乙基苯酚的选择性制备。

基于这一特点,在氢气氛围下,利用活性炭催化热解甘蔗渣制备4-乙基苯酚的产率和选择性,远远高于此前报道的在氮气氛围下活性炭催化热解甘蔗渣制备4-乙基苯酚的产率和选择性,最高产率至少提高 1.5倍以上,选择性也相应大幅提升。由于4-乙基苯酚在液体产物中的纯度很高,使其后续分离提纯较为简单。此外,甘蔗渣热解形成的焦炭与活性炭催化剂的混合物,可经水蒸气活化后获得活性炭,继续用于制备4-乙基苯酚。

主要参考资料

[1] 实用精细化工辞典 

[2] 对乙基苯酚理论计算及单色共振双光子电离光谱实验研究

[3] CN201810820338.X一种调配型紫马铃薯香精及其制备方法

[4] CN201410558325.1 一种生物质催化热解制备4-乙基苯酚的方法

[5] CN201710127516.6 一种活性炭催化热解甘蔗渣制备4-乙基苯酚的方法