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592-57-4 / 1,3-环己二烯制备

背景及概述[1-3]

1,3-环己二烯是一类非常重要的有机合成中间体,广泛应用在有机合成及有机金属合成反应中。合成方法通常是在碱条件下脱氢消除形成环己二烯。可用于制备阻燃耐热塑胶。

1,3-环己二烯制备

制备[1]

Mandelbaum报道了(J.Org.Chem.,1984,49,2648-2450)在氯化锂/碳酸锂/HMPTA溶剂下高温160℃条件下反应消除邻二溴环己烷以75~90%的高收率得到环己二烯。

Yang(Chem.Lett.,2004,33,.822–823)报道了使用磷酸钒盐催化脱氢环己烷到环己二烯,通过气相反应,高效高选择性得到环己二烯。

Hoffman(J.Org.Chem.,1980,45,917–919)报道了使用无水硫酸铜催化醇脱水形成烯,以环己烯醇为原料无溶剂条件下在二价铜离子催化高温脱水下,得到产物1,3-环己二烯,该反应收率有45%。

Mandelbaum(J.Org.Chem.,1984,492648–2650)报道了一种以6-溴环己烯为原料,碳酸锂或氯化锂催化下,以剧毒的六甲基磷酰三胺为溶剂,在高温160℃下反应得到产物1,3-环己二烯。

Medzhidova(PetroleumChemistry,2016,56,639-645)报道了一种以环己烷为原料,与氧气在380℃条件下反应得到产物1,3-环己二烯。该反应收率23%。

CN201810545559.0提供一种1,3-环己二烯连续化合成方法。操作如下:将环己烯(90g,1.1mol)溶在二氯甲烷(180mL)中搅拌均匀后记为溶液A,泵入盘管中,溴素(193g,1.21mol)放置在打料瓶中,即为溶液B,配制5%亚硫酸钠水溶液277g,记为溶液C,溶液A用泵A以5.92g/min的速度打料,溶液B用泵B以9.93g/min的速度打料,通过的T型混合器混合进入到51米长盘管中,盘管浸没在-5~5℃冰盐水中,取样口取样HPLC,溶液C用泵C以3.94g/min的速度打料,在取样口后通过T型混合器混合进入25米长的盘管中,体系进一步进入到萃取柱中,在萃取柱入口泵入10%碳酸钾水溶液调节pH,在萃取柱出口pH=7-8,有机相进入薄膜蒸发器浓缩至DCM残留小于0.5%后直接下一步使用。浓缩后体系(262.3g,1.1mol)中加入18-冠醚-6(29g,0.11mol),用泵C以4.06g/min的速度泵入CSTR中,KOH(369.5g,6.58mol)用泵D以11.4g/min的速度将之泵到CSTR中,三级CSTR,外浴140℃,一级/二级/三级CSTR(连续搅拌反应器系统)分别加装蒸馏装置,蒸馏出的馏分分液除去水,得到无色透明液体产品67g,收率76%。

分离除去方法[2]

在环己烯水合法制备环己醇和环己酮的过程中,会发生多种副反应,导致粗醇酮中含有各种杂质,经精馏分离得到产品的同时,副产部分轻油和重油。其中,轻油易于回收利用,而重油由于组分复杂且分子量较大导致分离回收比较困难。目前逐渐提出采用催化裂化法对重油进行裂解,然后对裂解后的主要组分环己烯分离回收。但由于其中含有杂质1,3-环己二烯,而环己烯和1,3-环己二烯属于近沸点混合物,环己烯沸点82.9℃,1,3-环己二烯沸点80.3℃,同时两者极性相近,因此采用普通精馏难以分离得到高纯度的环己烯产品。

CN201711448793.3提出一种共沸精馏分离环己烯和1,3-环己二烯的方法,能获得高纯度的环己烯和1,3-环己二烯产品,提高副产重油利用率,降低装置运行成本,减少对环境的污染。为达到上述目的,本发明的技术方案是这样实现的:

一种共沸精馏分离环己烯和1,3-环己二烯的方法,副产重油经过催化裂化后,含有环己烯和1,3-环己二烯的裂化液经初步分离,脱除轻组分和重组分杂质后,得到环己烯和1,3-环己二烯的混合液;将环己烯和1,3-环己二烯的混合液从共沸精馏塔的中部通入共沸精馏塔,共沸剂同样从共沸精馏塔的中部通入共沸精馏塔,塔顶气相经过冷凝器冷凝后,进入塔顶倾析器中分相分层后,水相经回流泵部分回流至共沸精馏塔,其余部分作为循环杂质送出界区;油相作为环己烯产品经环己烯产品泵采出;塔底的1,3-环己二烯和共沸剂混合物进入塔底倾析器,经分相分层后,水相经共沸剂循环泵返回共沸精馏塔循环利用;油相作为1,3-环己二烯产品经1,3-环己二烯产品泵采出;共沸剂为水。环己烯和1,3-环己二烯为近沸点物系,相对挥发度接近1,难以通过普通精馏分离。加入共沸剂的作用是改变组分的相对挥发度,使其远大于1,否则共沸精馏过程不经济。共沸剂采用水,因为水能和环己烯形成新的恒沸点混合物,而且其沸点比环己烯和1,3-环己二烯的沸点都低,以至于使环己烯和1,3-环己二烯间的相对挥发度增大,即分离越容易实现。

应用[3]

塑胶市场上涂料种类繁多,功能各异。针对不同的需求,有满足不同细分领域的涂料。随着经济的发展,客户对塑胶的要求也是越来越高。在涉及到阻燃耐热塑胶的专业领域,对阻燃耐热型塑胶的要求是日益变高,目前市面上同时具有阻燃和耐热效果的塑胶种类较少,因此开发一种同时具有良好的阻燃性和耐热性的塑胶十分必要。CN201310252571提供一种含有1,3-环己二烯的阻燃耐热塑胶,由以下成分按照重量比组成:1,3-环己二烯50~60份、氯化聚乙烯30~40份、环戊烯10~20份、丙烯酸甲酯10~20份、云母粉10~20份、硼酸锌10~20份、石英砂10~20份。在60℃下,将各种成分投入反应容器调配,搅拌均匀,加热至200℃保持10h,冷却后即可获得具有良好阻燃耐热效果的塑胶。有益效果:制备好含有1,3-环己二烯的阻燃耐热塑胶后,对其阻燃性和耐高温性进行了实验。采用UL94标准对塑胶的阻燃性进行了测试,结果表明本发明制成的含有1,3-环己二烯的阻燃耐热塑胶,可达到V-O级别,具有良好的阻燃效果。另外塑胶在灼热温度为800~1000℃下保持10h,含有1,3-环己二烯的阻燃耐热塑胶没有任何异常现象产生,具有良好的阻燃耐热特性。

主要参考资料

[1]CN201810545559.01,3-环己二烯连续化合成方法

[2][中国发明]CN201711448793.3一种共沸精馏分离环己烯和1,3-环己二烯的方法

[3][中国发明,中国发明授权]CN201310252571.X一种含有1,3-环己二烯的阻燃耐热塑胶