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文檔簡介

刖言B一苯乙醇,又名2一苯乙醇,是一種具有溫和玫瑰香味的無色粘稠液體[i],是一種多功能的精細(xì)化學(xué)品⑵,已被廣泛地用于配制食品、煙草、肥皂及化妝品香精P1。就世界范圍來說B一苯乙醇雖然是一個小噸位產(chǎn)品,但由于它具有淡雅、細(xì)膩、持久、玫瑰香味的芳香族香氣,因此廣泛應(yīng)用于香水、化妝品、食品等行業(yè),此外2-苯乙醇在醫(yī)藥中間體及精細(xì)化工等行業(yè)也有重要的開發(fā)價值。(又名2一苯乙醇,PEA)是一種具有玫瑰花香的芳香醇,廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥食品、化妝品、煙草和日化用品等產(chǎn)業(yè)中。8-苯乙醇是芳香族化合物中最重要的香料品種,自1876年Radziesewski合成B一苯乙醇以來,因它具有淡雅細(xì)膩的玫瑰香味,且其香氣輕柔甜和,應(yīng)用逐漸廣泛平⑶。B一苯乙醇可用于玫瑰、焦糖、蜂蜜和其它果香型食品香精及各種酒用香精和煙用香精的配制,也是玫瑰和其它植物風(fēng)味中不可缺少的物質(zhì),對堿的穩(wěn)定使得它能專門地用于肥皂香料中,在食品中常常添加微量的B一苯乙醇以增強其香味,例如軟飲料、糖果、餅干等。B一苯乙醇具有用量少、作用大的特點⑷,目前它在全球的使用量僅次于香蘭素⑸。B一苯乙醇作為殺菌劑已在醫(yī)藥行業(yè)中應(yīng)用多年,濃度介于2—3創(chuàng)L的B一苯乙醇能完全抑制多種細(xì)菌和真菌的生長,例如B一苯乙醇被認(rèn)為是細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)大分子物質(zhì)合成的抑制劑⑹,它能通過特殊的作用機制抑制了大腸桿菌中蛋白質(zhì)和RNA的合成[7-8]。另外,B一苯乙醇還具有重要的藥用研究價值,如它是人與動物神經(jīng)活動中的重要物質(zhì)[9-10]。B一苯乙醇是生產(chǎn)其衍生物的重要原料,它的酯、尤其是乙酸苯乙醋,也是具有很高價值的香料物質(zhì)uh。在我國"一苯乙醇主要應(yīng)用于醫(yī)藥食品、化妝品、煙草和日化用品等產(chǎn)業(yè)中如:飲料、面包、餅干、口香糖等。盡管中國。一苯乙醇發(fā)展很快,但與國際水平相比仍存在較大差距。一是總體上裝置規(guī)模小,設(shè)備簡陋,自動化程度低;二是產(chǎn)品質(zhì)量較低,高檔次產(chǎn)品例偏??;三是整體工藝技術(shù)水平低,尤其在基礎(chǔ)理論研究方面幾乎是空白。目前,國內(nèi)除引進(jìn)裝置外,其余廠家均以低檔次的工業(yè)級。一苯乙醇為主,不能滿足日益增長的高品質(zhì)。一苯乙醇的需求。因此,立足我國國情對現(xiàn)有。一苯乙醇裝置進(jìn)行改造,開發(fā)出具有中國特色的高品質(zhì)。一苯乙醇產(chǎn)品生產(chǎn)工藝,做到產(chǎn)品多元化、精細(xì)化、高純化,尤其是具有高附加值產(chǎn)品的。一苯乙醇,既可滿足國內(nèi)外市場,又可創(chuàng)造較大的經(jīng)濟效益。中國有O苯乙醇生產(chǎn)廠家近40家,其中規(guī)模比較大的企業(yè)主要有北京安瑞奇化學(xué)科技有限公司、羅田縣宏碩化工有限公司、西亞試劑(生產(chǎn)型企業(yè))和百順(北京)化學(xué)科技有限公司等。2011全球年需求量超過一萬噸,可見季戊四醇的用途非常廣泛,在我國尚待進(jìn)一步開發(fā)其應(yīng)用領(lǐng)域,具有較好的市場前景mi目前全球市場上化學(xué)合成的B一苯乙醇價格約為3.50$/kg",據(jù)預(yù)測[14-15]:2011年B一苯乙醇的市場約26億元,年增幅4%左右。隨著發(fā)展中國家零食、軟飲料和快餐等行業(yè)的蓬勃發(fā)展,這些國家對B一苯乙醇需求量逐年上升,年增幅8%左右。可見,未來幾年B一苯乙醇的市場需求量不斷擴大。本設(shè)計主要的研究內(nèi)容是年產(chǎn)5噸B一苯乙醇的生產(chǎn)工藝,簡單概述了B一苯乙醇近年來的生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)展并對其市場前景進(jìn)行了預(yù)測,對其工藝選擇、工藝計算、設(shè)備選型、安全生產(chǎn)進(jìn)行了詳細(xì)闡述。1總論1.1概述B一苯乙醇發(fā)現(xiàn)于1876年,主要用于香水、化妝品、食品、醫(yī)藥中間體及精細(xì)化工等行業(yè)。工業(yè)合成B一苯乙醇主要采取以下三種路線:以甲苯為原料,先經(jīng)氯化生成氯化芐,然后和氤化鉀反應(yīng)轉(zhuǎn)變成苯乙臘,再還原為苯乙胺,最后轉(zhuǎn)變?yōu)楸揭掖糽41,本法使用了毒性很大的氤化物,且反應(yīng)步驟多、工藝復(fù)雜,不適合中小企業(yè)采用;以苯乙烯為原料,先經(jīng)催化氧化生成苯環(huán)氧乙烷,再經(jīng)催化氫化生成B一苯乙醇,此法采用催化氧化和催化加氫工藝,對設(shè)備要求苛刻,裝置投資大,難于在中小企業(yè)中實行閣;以苯為原料,環(huán)氧乙烷通FriedelCrafts反應(yīng)與苯作用得到苯乙醇,該法雖然副產(chǎn)物多,但是生產(chǎn)工藝簡單,設(shè)備要求低,投資少,適合于中小企業(yè).因此提高環(huán)氧乙烷法制備B一苯乙醇收率有很重要的研究價值。目前主要生產(chǎn)方法有苯一環(huán)氧乙烷合成法和氧化苯乙烯加氫法,國際市場上苯一環(huán)氧乙烷合成法產(chǎn)品占40%,氧化苯乙烯加氫法產(chǎn)品占60%。苯一環(huán)氧乙烷合成法產(chǎn)品所含微量雜質(zhì)不同,香氣差異較大,大多不能用于香料,國內(nèi)主要采用氧化苯乙烯加氫法,而苯一環(huán)氧乙烷合成法生產(chǎn)的B一苯乙醇產(chǎn)品質(zhì)量尚未達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。B一苯乙醇又叫2-苯乙醇(2-Phenylethanol),英文簡稱2-PE,分子式C8HioO,外觀為無色粘稠液體,是一種多功能的精細(xì)化學(xué),在食品、日化和輕工等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。全球需求量已超過萬噸。生產(chǎn)的主要廠家有美國瑙達(dá)公司,日本玉豐香料公司、住友化學(xué)工業(yè)公司和高砂香料公司。日本產(chǎn)量約占世界的一半。中國B一苯乙醇發(fā)展迅速,不僅產(chǎn)能快速增加,而且生產(chǎn)技術(shù)也取得較大進(jìn)步。但是由于我國B一苯乙醇產(chǎn)業(yè)發(fā)展較晚,因此與與國際水平相比仍存在較大差距。B一苯乙醇的用途非常廣泛,在我國尚待進(jìn)一步開發(fā)其應(yīng)用領(lǐng)域,具有較好的市場前景。我國目前6—苯乙醇的年產(chǎn)量年約800噸,生產(chǎn)廠家主要有上海聯(lián)合香料廠,錦州石油六廠等。1.2B一苯乙醇的物化性質(zhì)1.2.1產(chǎn)品說明B一苯乙醇是一種芳香醇,又名2一苯乙醇(2—phenylethanol,Bphenylethanol,pEA),分子式C10H8O,其分子結(jié)構(gòu)如圖1-1。圖1」『苯乙酵分子結(jié)構(gòu)Fig.1一IThestruetureofB—Phenylethanol1.2.2物化性質(zhì)B一苯乙醇在常溫下是無色透明的液體,呈現(xiàn)玫瑰花特有的香氣,沸點219.8°C,冰點-27°C,閃點102°C,相對密度1.0202,相對折光指數(shù)1.5325,空氣中閾值12—24ug/L,水中閾值1000ug/L,常溫常壓下1L水可溶解19gB一苯乙醇〃對酸、堿穩(wěn)定,能與氯化鈣反應(yīng)形成結(jié)晶產(chǎn)物、常用這一性質(zhì)對其純化。易溶于醇、醋、醛和苯等有機溶劑中[16]。B一苯乙醇的急性毒性數(shù)據(jù):口服LD501.8g/kg(大鼠),皮試LD505一10mL/kg(豚鼠)[17-18]。B一苯乙醇是一種具有淡雅細(xì)膩玫瑰香味的芳香醇,存在于很多花和植物的精油中,如玫瑰、風(fēng)信子、茉莉、水仙、百合等生產(chǎn)中涉及發(fā)酵的食品也含有B-苯乙醇,如茶葉、可樂、咖啡、白酒、奶酪以及醬油等goB一苯乙醇是玫瑰香型香氣的基本組分,并且它還具有協(xié)合及增效作用,也是丁香、橙花、依蘭、風(fēng)信子、鈴蘭等多種香型配方的基底成分[20],因此它的應(yīng)用很廣泛。1.3主要用途及市場預(yù)測1.3.1主要用途最早的2-苯乙醇的市場數(shù)據(jù)可以追蹤到1990年[1]。當(dāng)時,全球每年生產(chǎn)2-苯乙醇的產(chǎn)量估計在7000t[5,54],其用途如下:6000t用于香水行業(yè),10t用于香味調(diào)味應(yīng)用和剩下的990t用于合成反應(yīng)產(chǎn)物如酯類等[1]。隨著2-苯乙醇生產(chǎn)工藝的成熟,其應(yīng)用領(lǐng)域也在不斷拓展,未來全球的市場需求也會不斷增加。2-苯乙醇除了主要用做香料,2-苯乙醇的最大用途就是以香料成分添加進(jìn)香水化妝品以及洗滌行業(yè)中,源于其淡雅、細(xì)膩而持久的香型。2-苯乙醇在許多食品中也作為特征香味化合物來滿足其香味要求,尤其在發(fā)酵食品中廣泛存在,如白酒、啤酒、巧克力飲料、咖啡、面包、果汁和醬類7]。2-苯乙醇是酒精飲料中重要的高沸點香氣成分,廣泛存在于各種酒精飲料中[55,56];比如黃酒、啤酒、白酒。2-苯乙醇是稻米黃酒的特有成分[57],是黃酒中香氣物質(zhì)的重要成分,TaoLuo等人利用氣象色譜-質(zhì)譜法(GC-MS)對大約十種中國米酒進(jìn)行檢測分析其中的揮發(fā)性和半揮發(fā)性物質(zhì),發(fā)現(xiàn)在所有檢測到的芳香族化合物中,2-苯乙醇的濃度最高,其含量從最低的1.333mg到最高的16.711mg不等麗。2-苯乙醇不僅存在于黃酒中,在白酒中也廣泛存在,也是白酒風(fēng)味的重要組成部分。苯乙醇還是一種重要的醫(yī)藥中間體,由2-苯乙醇合成其它重要的醫(yī)藥產(chǎn)品,例如苯乙醇苷、羥基苯乙醇等是許多藥物的有效成分[22,58-60]。此外,2-苯乙醇還廣泛應(yīng)用于精細(xì)化工行業(yè)來生產(chǎn)其衍生物。雖然當(dāng)期苯乙醇價格高于苯乙烯的價格,隨著石油化石資源的短缺,利用可再生資源合成的苯乙醇合成苯乙烯在材料行業(yè)中具有重要的應(yīng)用前景。1.3.2產(chǎn)品的市場預(yù)測目前全球市場上化學(xué)合成的B一苯乙醇價格約為3.50$/kg,年需求量超過一萬噸,2011年B一苯乙醇的市場約26億元,年增幅4%左右。隨著發(fā)展中國家零食、軟飲料和快餐等行業(yè)的蓬勃發(fā)展,這些國家對B一苯乙醇需求量逐年上升,年增幅8%左右。2生產(chǎn)工藝設(shè)計2.1生產(chǎn)方法2.1.1原料及中間物料苯在常溫下為一種無色、有甜味的透明液體,并具有強烈的芳香氣味。苯可燃,有毒,也是一種致癌物質(zhì)。苯是一種碳?xì)浠衔镆彩亲詈唵蔚姆紵N。它難溶于水,易溶于有機溶劑,本身也可作為有機溶劑。苯是一種石油化工基本原料。苯的產(chǎn)量和生產(chǎn)的技術(shù)水平是一個國家石油化工發(fā)展水平的標(biāo)志之一。苯具有的環(huán)系叫苯環(huán),是最簡單的芳環(huán)。苯分子去掉一個氫以后的結(jié)構(gòu)叫苯基,用Ph表示。因此苯也可表示為PhH。分子式:C6H6,分子量:78。熔點:5.51°C,沸點:80.1°C。在水中的溶解度0.18g/100ml水,相對密度(水=1)為0.8786。苯是染料、塑料、合成橡膠、合成樹脂、合成纖維、合成藥物和農(nóng)藥等的重要原料,也是涂料、橡膠、膠水等的溶劑,也可以作為燃料。環(huán)氧乙烷(氧化乙烯、epoxyethane、ethyleneoxide)常溫常壓下為無色易燃?xì)怏w,低溫時是無色易流動液體。香氣:有乙醚氣味,高濃度有刺激臭味,具有有溫和麻醉性°12C以下液化,能還原硝酸銀。久貯會起聚合反應(yīng)而生成多種物質(zhì)的混合物。溶于水、乙醇、乙醚。相對密度(d204)0.8694。熔點-111C。沸點10.7C。折光率(n7D)1.3597。閃點-18C。蒸氣能與空氣形成爆炸性混合物,爆炸極限3.6?78%(體積)。易燃。中等毒,半數(shù)致死量(大鼠,經(jīng)口)330mG/kG。經(jīng)試驗表明,對實驗動物有潛在致癌作用。能高度刺激眼和粘膜,高濃度時可引起肺。環(huán)氧乙烷是重要的有機合成原料之一。用于制造乙二醇、合成洗滌劑、乳化劑、非離子型表面活性劑、抗凍劑、增塑劑、潤滑劑、殺蟲劑以及用作倉庫熏蒸劑。2.1.1.3氫氧化鈉(燒堿、火堿、苛性鈉)純的無水氫氧化鈉為白色不透明的固體,質(zhì)脆易溶于水并放出大量的熱,在空氣中易潮解,且吸收CO2,它對許多物質(zhì)都有強烈的腐蝕劑。分子式:NaOH,分子量:40。熔點:318.4°C,沸點:1390°C。相對密度(水=1)為2.12。本品不燃燒,易溶于乙醇,甘油,不溶于丙酮。其產(chǎn)品可分為固體燒堿(固堿),液體燒堿(液堿)及片狀燒堿(片堿)。本品的溶液為無色。2.1.1.4硫酸純硫酸是一種無色無味油狀液體。常用的濃硫酸中H2SO4的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98.3%,其密度為1.84g?cm-3,其物質(zhì)的量濃度為18.4mol?L-1。98.3%時,熔點:10C;沸點:338C。硫酸是一種高沸點難揮發(fā)的強酸,易溶于水,能以任意比與水混溶。濃硫酸溶解時放出大量的熱,因此濃硫酸稀釋時應(yīng)該“酸入水,沿器壁,慢慢倒,不斷攪”。2.1.1.5無水氯化鈣無色立方結(jié)晶,一般商品為白色或白色多孔塊狀或粒狀,蜂窩狀,無臭、味微苦。相對2。15。熔點782C。沸點1600C以上,吸濕性極強。暴露于空氣中極易潮解。易溶于水同時放也大量的熱。其水溶液呈微酸性。溶于醇、丙酮、醋酸。與氨或乙醇作用,分別生成CACL8NH和CACL4CHOH絡(luò)合物。在常溫下2 3 2 25由不溶液結(jié)晶而析出的常為水物,逐漸加熱至30C時則溶解在自身的結(jié)晶水中。繼續(xù)加熱逐漸失水,至200C時變?yōu)槎?,再加熱?60C則變?yōu)榘咨嗫谞畹臒o水氯化鈣。2.1.1.6氯化鋁氯化鋁(aluminiumchloride),化學(xué)式A1C13,式量133.34,無色透明晶體或白色而微帶淺黃色的結(jié)晶性粉末。密度2.44g/cm3,熔點190C(2.5大氣壓),沸點182.7C,在177.8C升華,氯化鋁的蒸氣或溶于非極性溶劑中或處于熔融狀態(tài)時,都以共價的二聚分子A12C16形式存在。可溶于許多有機溶劑。在空氣中極易吸收水分并部分水解放出氯化氫而形成酸霧。易溶于水并強烈水解,水溶液呈酸性。溶于水,并生成六水物A1C13-6H2O,密度2.398克/厘米3。也溶于乙醇和乙醚,同時放出大量的熱。100C時分解。有機反應(yīng)催化劑,強脫水劑,用作有機合成的催化劑、洗滌劑,并用于醫(yī)藥、農(nóng)藥、染料、香料、冶金、塑料、潤滑油等行業(yè)。2.1.2生產(chǎn)方法目前市場上銷售的目前市場上銷售的B一苯乙醇主要采用物理提取法、生物制取法和化學(xué)合成法這三種方法生產(chǎn),下面分別簡介這三種生產(chǎn)方法。B一苯乙醇的物理提取在很多花和植物的精煉油中都含有B一苯乙醇,例如茉莉、水仙、百合等,因此可以從其中提取B一苯乙醇,但是在大部分花和植物中B一苯乙醇的濃度太低,提取費用太高,只有玫瑰花中的一苯乙醇含量要高一些[5],一般每5t玫瑰鮮花可以萃取出1kg一苯乙醇〃也有一些種類的玫瑰精油中B-苯乙醇含量較高,甚至可以達(dá)到60%以上,例如RosaCentifolia玫瑰精油中含有63%的B一苯乙醇,被稱為“精油之后〃。然而,每年玫瑰花只開一次,從玫瑰中提取天然B一苯乙醇的生產(chǎn)周期長、成本昂貴,無法進(jìn)行大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn),遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足市場的需要。B一苯乙醇的生物制取許多發(fā)酵食品,如面包、葡萄酒、蘋果酒、啤酒、黃酒、干酪、醬油以及烏龍茶等都帶有芬芳的香味,香味物質(zhì)都是由酵母在發(fā)酵過程中自然形成。在發(fā)酵過程中,大多數(shù)酵母菌能產(chǎn)生雜醇油,而B一苯乙醇是雜醇油的重要組成部分,也是決定發(fā)酵食品品質(zhì)的一個關(guān)鍵因素,例如,清酒中B一苯乙醇濃度為20?70mg/L,黃酒中高于100mg/L。酵母細(xì)胞可以從頭開始合成,也可以通過氨基酸分解途徑轉(zhuǎn)化培養(yǎng)基中的L一苯丙氨酸為B一苯乙醇。合成B一苯乙醇的兩種主流代謝途徑。1、苯丙酮酸途徑:在一些酵母細(xì)胞中,B一苯乙醇可以通過合成芳香族氨基酸的莽草酸途徑從頭合成[4]即經(jīng)過莽草酸途徑形成分枝酸后,分枝酸在變位酶作用下,轉(zhuǎn)變成預(yù)苯酸,經(jīng)過脫水、脫羧后形成苯丙酮酸;苯丙酮酸脫羧產(chǎn)生苯乙醛,苯乙醛脫氫便生成B一苯乙醇,代謝途徑見如圖l一2。4一辟酸赤瞬摘 疑陵.嫦停式丙婀酸V莽草教I分枝酸rJ預(yù)苯酸也水藤藻兩胴酸途輕苴氐途徑肉桂械途控「轉(zhuǎn)住..苯■焉酸一^藻兩胴酸途輕苴氐途徑肉桂械途控L-恭丙氨酸 1~ 苯乙胺 —苯乙鼠 —鼻苯乙S?I—-項式肉桂酸―#裾基乙二酸―*TCA圖1一2L一苯丙氨酸的代謝途徑Fig.l—2L—Phenylalanine(L—Phe)metabolism2、艾氏途徑:在哺乳動物的細(xì)胞中,L一苯丙氨酸分解轉(zhuǎn)變?yōu)槔野彼?酪氨酸再經(jīng)過黑酸降解為延胡酸和乙酸乙酸。但是在微生物細(xì)胞中,L一苯丙氨酸的分解代謝途徑并不是唯一,至少存在兩種途徑。其一是肉桂酸途徑,降解過程的第一步是苯丙氨酸脫去氨基產(chǎn)生順式肉桂酸,在諸如抱酵母(SPorobolomycesroseus)的細(xì)胞中和紅酵母(Rhodotorulaglutinis)的細(xì)胞中就是如此。對于把氨基酸僅作為氮元素來源的微生物來說,肉桂酸進(jìn)一步降解已經(jīng)沒有意義,而對于利用氨基酸作為碳元素源的微生物,肉桂酸在經(jīng)過原兒茶酸進(jìn)一步降解為3—酮基乙二酸,就會進(jìn)人到TCA循環(huán)中[22]。在微生物的細(xì)胞中,L一苯丙氨酸分解的另一條途徑是通過氨基酸的轉(zhuǎn)氨作用生成苯丙酮酸,再經(jīng)脫梭形成苯乙醛,苯乙醛經(jīng)氧化脫氫酶作用生成B一苯乙醇,代謝途徑見圖1一2,這個途徑首先是由Ehrlich在1907年發(fā)現(xiàn),后來為了紀(jì)念此人在這方面的貢獻(xiàn)便以他的名字命名這條合成B一苯乙醇的途徑。L一苯丙氨酸去梭基生成苯乙胺,苯乙胺伴隨著有氧化特征的去氨基作用生

成苯乙醛,苯乙醛再經(jīng)過還原作用也可生成B-苯乙醇(圖1一2),然而通常情況下

這個反應(yīng)很少發(fā)生[23],這是因為在酵母菌的細(xì)胞中,B一苯乙醇的合成是由哪一

條途徑來完成,這取決于培養(yǎng)基中氮元素源的種類,只有當(dāng)L一苯丙氨酸作為唯一

OAlCIg后來的氧化苯乙烯法[29-30],反應(yīng)過程如圖1一4Mo催心圖1一4應(yīng)過程示意圖Seheme.1一4hesynthesisrouteofB一Phenylethanol氮元素源存在時,艾氏途徑才能占優(yōu)勢。如果環(huán)境中有其它更容易利用的氮元素源存在時,即使在較高的LOAlCIg后來的氧化苯乙烯法[29-30],反應(yīng)過程如圖1一4Mo催心圖1一4應(yīng)過程示意圖Seheme.1一4hesynthesisrouteofB一Phenylethanol氮元素源存在時,艾氏途徑才能占優(yōu)勢。如果環(huán)境中有其它更容易利用的氮元素源存在時,即使在較高的L一苯丙氨酸濃度條件下,L.苯丙氨酸仍有一部分通過其它途被代謝,如L一苯丙氨酸就會通過肉桂酸途徑,降解為3一酮基乙二酸進(jìn)入TCA循環(huán)中,并且這個降解途徑不能完全被抑制。所以,在任何條件下L一苯丙氨酸都不可能完全轉(zhuǎn)化為B一苯乙醇[24]。2.1.2.3B一苯乙醇化學(xué)合成法化學(xué)法合成2-苯乙醇主要有三條路線。第一條是以苯乙烯為原料合成2-苯乙醇。首先是將苯乙烯氧化為環(huán)氧苯乙烷,然后環(huán)氧苯乙烷在伯等催化劑催化下加氫生成2-苯乙醇⑻。第二條是以苯為原料的Friedel-Craft反應(yīng)。苯和環(huán)氧乙烷在以氯化鋁為催化劑條件下反應(yīng),最后反應(yīng)產(chǎn)物水解生成2-苯乙醇。這個反應(yīng)在1925年最先由Schaarschmidt發(fā)現(xiàn)⑼。這兩條路線圖如圖1所示。第三種方法是回收氧化丙烯的副產(chǎn)物。在低于環(huán)境壓力下,于150°C?250°C之間時用無機強酸對氧化丙烯的殘余副產(chǎn)物進(jìn)行脫水,可以產(chǎn)生苯乙烯并回收得到2-苯乙醇[1]。下面簡單介紹前兩種方法。1、苯一環(huán)氧乙烷法苯一環(huán)氧乙烷法是利用“Friedel一Crafts”反應(yīng)合成B一苯乙醇的,苯和環(huán)氧乙烷在催化劑作用下發(fā)生反應(yīng),然后經(jīng)水解就能得到B一苯乙醇[30],一般用在上世紀(jì)50年代左右,發(fā)現(xiàn)氧化苯乙烯催化加氫反應(yīng)可以得B一苯乙醇,即圖1一3應(yīng)過程示意圖Seheme.1一3hesynthesisrouteofB一Phenyletlian2、氧化苯乙烯加氫法水AlCl作催化劑,反應(yīng)過程如圖1一3用苯乙烯氧化生產(chǎn)苯基環(huán)氧乙烷,再經(jīng)催化加氫就可以便得到B一苯乙醇,這種工藝的關(guān)鍵是催化劑和助劑的選擇。2.2工作原理2.2.1反應(yīng)方程式用環(huán)氧乙烷和苯合成B一苯乙醇[56-57]反應(yīng)分為合成、解反應(yīng),如圖2—1中1和2所示。圖2—1反應(yīng)過程示意圖Seheme.2一1ThesynthesisrouteofB—Phenylethano反應(yīng)控制在6?9°C,反應(yīng)特點:不可逆、放熱2.2.2傳統(tǒng)工藝的改進(jìn)研究2.2.2.1反應(yīng)的催化劑有機合成中凡用無水金屬鹵化物作催化劑且形成碳一碳鍵、同時生成HCI的反應(yīng),總稱為“Friedel—Crafts”應(yīng),簡稱為傅一克(F—C)反應(yīng),此反應(yīng)包含烷基化反應(yīng)和酞基化反應(yīng),反應(yīng)方程式如圖2—2中1和2所示(1和2分別表示烷基化反應(yīng)和酞基化反應(yīng))。ArH+RX.史6aArR+HX】ArH+KCOC1 ArCOR+HC12圖2—2應(yīng)過程示意圖Scheme.2一2ThealkylationandacylationofArH用環(huán)氧乙烷和苯合成B一苯乙醇的反應(yīng)就是“Friedel-Crafts”反應(yīng)中的烷基化反應(yīng),此反應(yīng)結(jié)束后水解,即得B一苯乙醇。

FriedelCrafts”反應(yīng)一般用路易斯酸和質(zhì)子酸作催化劑,經(jīng)反復(fù)分析比較,實驗中擬采用無水AIC",作為合成B一苯乙醇的催化劑。無水AIC13是一種路易斯酸,純品為六方晶系的白色固體,易水解,溶于多種有機溶劑,微溶于四氯化碳、三氯甲烷,雜質(zhì)存在時為綠色、淺灰色等,具有價廉易得,對環(huán)境污染少的優(yōu)點,是一種常用的工業(yè)催化劑[42-44]。Friedel2.2.2.2反應(yīng)機理反應(yīng)機理主要是指反應(yīng)物分子與催化劑活性中心或集團作用后生成產(chǎn)物分子的真實歷程和步驟,特別是在接近實際操作條件下的催化反應(yīng)的真實步驟,包括其細(xì)節(jié)。工業(yè)催化反應(yīng),特別是涉及有機物的化學(xué)反應(yīng),多數(shù)具有復(fù)雜反應(yīng)網(wǎng)絡(luò)和步驟,而并不像常見化學(xué)反應(yīng)總包反應(yīng)式所表示的那樣簡單[30、45]。對“Friedel一Crafts”反應(yīng)機理的探索,就是弄清楚這種問題,但是因為它具有很復(fù)雜的反應(yīng)網(wǎng)絡(luò)和步驟,至今仍未研究清楚苯與環(huán)氧乙烷在無水AIC13催化下的反應(yīng)機理。環(huán)氧乙烷與苯發(fā)生"Friedel一Crafts”反應(yīng)的機理可用圖2一3中的反應(yīng)方程式來表示[46]。圖2圖2一3反應(yīng)機理示意圖Seheme.2一3ThereactionmechanismofsynthesisofB一Phenylethanol環(huán)氧乙烷與催化劑無水AIC13反應(yīng)生成一種絡(luò)合物,此絡(luò)合物是一種過渡加成物,性質(zhì)極為活潑,至今未被分離出來,經(jīng)研究表明這個過渡加成物表現(xiàn)形式可能是ClCH2CH2OAlCl2或者1(圖2一3,下同),立刻生成中間體II(圖2一3,下同)

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