本發明涉及一種二苯硫醚的合成方法,屬于有機化學領域。
背景技術:
二苯硫醚是農藥、醫藥、染料中間體,也是合成2,4-二氯苯酚、農藥除草劑(除草醚、2,4-d)、殺蟲劑伊比磷(epbp)、獸藥毒克散等的催化劑,也可用于合成硫雙二氯酚等。
目前二苯硫醚的制備方法主要有四種:1)先將苯和三氯化鋁混合,冷卻到一定溫度,在攪拌下滴加氯化硫與苯的混合溶液,反應開始即逸出氯化氫和少量硫化氫,析出黃色粘稠的三氯化鋁絡合物,反應完全后,經過一系列后處理得到二苯硫醚;2)以氯苯為起始原料,與硫反應或與硫化氫反應合成;3)將一定量的二苯基二硫醚和碘苯溶于醋酸乙酯中,在低壓水銀燈照射下反應,最后產品的收率為12%;4)用氯苯和硫化鈉在高壓下反應,反應收率達80%。
前兩種方法的缺點在于氯化硫為金黃色液體,純度不高時,常因含有scl2而呈橙色乃至微帶紅色,在濕空氣中發煙,有令人不愉快的刺激性氣味,三廢的處理非常困難,且收率太低。第三種方法的原料碘苯價格較貴,且收率太差,生產成本較大,難以形成生產能力。第四種方法需在高壓下進行,雖然相對前三種方法收率較高,但是對反應條件要求較高,且操作步驟較多,投資較大。
技術實現要素:
針對現有的二苯硫醚的合成中存在的問題,本發明提供了一種成本低,收率高的二苯硫醚的合成方法,該方法的反應總收率可達90%以上,二苯硫醚的含量在98%以上。
本發明的技術方案如下:
一種二苯硫醚的合成方法,反應方程式如下:
h2s+2naoh→na2s+2h2o。
具體步驟如下:
步驟1,合成:按苯、路易斯酸催化劑和硫磺的摩爾比為3.0~3.6:1.0~3.0:1.0,將苯和催化劑混合后,升溫至50~70℃,緩慢加入硫磺,反應生成的硫化氫氣體通入氫氧化鈉溶液中,加完后繼續回流6~8小時,冷卻至室溫;
步驟2,酸洗:向5~15%的稀鹽酸中緩慢滴加步驟1得到的合成料,靜置分層,上層有機層升溫脫溶除去苯,得到二苯硫醚,苯回收套用。
進一步地,步驟2中,所述的鹽酸與氫氧化鈉的摩爾比為1:1。
所述的路易斯酸催化劑可以是無水三氯化鋁、無水氯化鋅、三氯化鐵等。
與現有技術相比,本發明以苯和硫磺為原料,成本顯著降低,產生的廢氣、廢水更少,環境友好,達到了國際標準,反應總收率以氯苯計可達90%以上,二苯硫醚的純度在98%以上,適用于工業化生產。
具體實施方式
下面結合實施例對本發明作進一步詳述。
實施例1
在裝有冷凝器、分水器、溫度計以及尾氣處理裝置(由氫氧化鈉溶液吸收反應產生的尾氣)的四口瓶中,加入200g苯和97g三氯化鋁,升溫至50℃,在微回流下,分批加入硫磺23.2g,隨著硫磺的加入回流溫度越來越高,隨著反應進行反應液顏色加深至紫紅色,而后繼續保溫反應7.5小時,反應結束后冷卻至室溫,將合成料緩慢滴加到由30%鹽酸50g和160g水組成的鹽酸中,反應液逐漸成棕黃色混濁液,約1h加畢;靜置分層,上層有機層升溫脫溶除去苯,得到二苯硫醚,再另加水洗滌至水層中性。
本實施例最終得到產品60.3g,含量99.72%,收率90.1%。
實施例2
在裝有冷凝器、分水器、溫度計以及尾氣處理裝置(由氫氧化鈉溶液吸收反應產生的尾氣)的四口瓶中,加入200g苯和142.8g三氯化鐵,升溫至50℃,在微回流下,分批加入硫磺23.2g,隨著硫磺的加入回流溫度越來越高,隨著反應進行反應液顏色加深至紫紅色,而后繼續保溫反應6小時,反應結束后冷卻至室溫,將合成料緩慢滴加到30%鹽酸50g和160g水組成的稀鹽酸,反應液逐漸成棕黃色混濁液,約1h加畢;靜置分層,上層有機層升溫脫溶除去苯,得到二苯硫醚,再另加水洗滌至水層中性。
本實施例最終得到產品60.8g,含量99.6%,收率90.7%。
實施例3
在裝有冷凝器、分水器、溫度計以及尾氣處理裝置(由氫氧化鈉溶液吸收反應產生的尾氣)的四口瓶中,加入200g苯和97g三氯化鋁,升溫至70℃,在微回流下,分批加入硫磺23.2g,隨著硫磺的加入回流溫度越來越高,隨著反應進行反應液顏色加深至紫紅色,而后繼續保溫反應7.5小時,而后在酸洗反應瓶中30%鹽酸50g和250g水組成的稀鹽酸,緩慢滴加上述合成料,反應液逐漸成棕黃色混濁液,約1.0h加畢;靜置分層,再另加水洗滌至水層中性。
本實施例最終得到產品60.7g,含量99.7%,收率90.7%。
實施例4
在裝有冷凝器、分水器、溫度計以及尾氣處理裝置(由氫氧化鈉溶液吸收反應產生的尾氣)的四口瓶中,加入200g苯和97g三氯化鋁加入500ml四口瓶中,升溫至70℃,在微回流下,分批加入硫磺23.2g,隨著硫磺的加入回流溫度越來越高,隨著反應進行反應液顏色加深至紫紅色,而后繼續保溫反應7.5小時,而后在酸洗反應瓶中30%鹽酸50g和50g水組成的稀鹽酸,緩慢滴加上述合成料,反應液逐漸成棕黃色混濁液,約2h加畢;靜置分層,再另加水洗滌至水層中性。
本實施例最終得到產品60.5g,含量99.42%,收率90.1%。
實施例5
在裝有冷凝器、分水器、溫度計以及尾氣處理裝置(由氫氧化鈉溶液吸收反應產生的尾氣)的四口瓶中,加入166.4g苯和284.4g三氯化鋁加入500ml四口瓶中,升溫至60℃,在微回流下,分批加入硫磺22.8g,隨著硫磺的加入回流溫度越來越高,隨著反應進行反應液顏色加深至紫紅色,而后繼續保溫反應8小時,而后在酸洗反應瓶中30%鹽酸50g和50g水組成的稀鹽酸,緩慢滴加上述合成料,反應液逐漸成棕黃色混濁液,約2h加畢;靜置分層,再另加水洗滌至水層中性。
本實施例最終得到產品59.1g,含量99.5%,收率89.68%。
實施例6
在裝有冷凝器、分水器、溫度計以及尾氣處理裝置(由氫氧化鈉溶液吸收反應產生的尾氣)的四口瓶中,加入200g苯和113.8g三氯化鋁加入500ml四口瓶中,升溫至60℃,在微回流下,分批加入硫磺27.4g,隨著硫磺的加入回流溫度越來越高,隨著反應進行反應液顏色加深至紫紅色,而后繼續保溫反應6.0小時,而后在酸洗反應瓶中30%鹽酸50g和150g水組成的稀鹽酸,緩慢滴加上述合成料,反應液逐漸成棕黃色混濁液,約2h加畢;靜置分層,再另加水洗滌至水層中性。
本實施例最終得到產品70.8g,含量99.1%,收率89.04%。
對比例
在裝有真空系統、攪拌,并具有滴液漏斗、蒸餾頭、冷凝管和溫度計的500ml的反應瓶中,加入240.0g硫化鈉,在-0.098mpa下緩慢加熱至200℃。撤去蒸餾系統,緩慢滴加入溶劑n-甲基吡咯烷酮(nmp)100ml,在攪拌20分鐘后趁熱把硫化鈉溶液轉入500ml高壓釜,攪拌下2小時內滴加氯苯225g;滴畢,加蓋,用氮氣置換空氣兩次,繼續在190~200℃保溫攪拌5小時;濾去固體,真空蒸除nmp,緩慢冷卻至80℃,加水300ml攪拌10分鐘,靜置30分鐘,分去水層,油層進行蒸餾收集125~135℃(0.5kpa)餾分即得到二苯硫醚154g,收率81.1%,純度98.1%。