背景技術(shù)
目前生產(chǎn)聚碳酸酯的傳統(tǒng)方法是光氣法，該法雖然工藝成熟，產(chǎn)品質(zhì)量好，但由于使用了劇毒的光氣，不符合綠色化學(xué)的內(nèi)在要求，正在被逐漸淘汰。而以碳酸二苯酯和雙酚A為原料生產(chǎn)聚碳酸酯的新工藝有望逐步取代光氣法。該工藝因其突出的環(huán)保優(yōu)勢(shì)在聚碳酸酯的生產(chǎn)上極具競(jìng)爭(zhēng)力。我國(guó)沒(méi)有成熟的、擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的碳酸二苯酯規(guī)?；a(chǎn)技術(shù)，這一客觀(guān)現(xiàn)實(shí)制約了我國(guó)聚碳酸酯產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，這也使得開(kāi)發(fā)生產(chǎn)碳酸二苯酯的相關(guān)工藝成為研究者關(guān)注的焦點(diǎn)問(wèn)題。
傳統(tǒng)的酯交換工藝中一般都采用NaOH作催化劑，如德國(guó)專(zhuān)利OskarJD ,KurtSD.A-Nor-B-homo-stero ideundpharmazeuti schePraeparatefuerderenVerwendungalsMedikamente [P].DE1443651，1968.中用NaOH、KOH作催化劑，將植物油酯交換制備脂肪酸甲酯、乙酯，有很高的收率。主要原因是NaOH價(jià)格低廉易得，但也同時(shí)存在著明顯的缺點(diǎn):(1)酯交換要在減壓和高溫條件下分兩步完成，步中和游離酸，除去水分并使催化劑分散均勻;第二步將溫度升到比較高時(shí)進(jìn)行反應(yīng)。(2)在條件選擇不當(dāng)時(shí)，可能發(fā)生幾何或位置異構(gòu)副反應(yīng)，導(dǎo)致收率顯著降低。(3)在后處理過(guò)程中需中和、洗滌，由此帶來(lái)大量的工業(yè)廢水，造成環(huán)境污染，后處理也復(fù)雜化了。
雖然目前報(bào)道中有采用液體酸、離子液體、分子篩及固體超強(qiáng)酸作為催化劑，但是原料轉(zhuǎn)化率低、產(chǎn)物選擇性差、碳酸二苯酯收率低。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是現(xiàn)有技術(shù)以苯酚和碳酸二甲酯為反應(yīng)原料制備碳酸二苯酯工藝中存在催化劑反應(yīng)效率低、不易回收利用的問(wèn)題，提供一種新的苯酚和碳酸二甲酯一步法制備碳酸二苯酯的方法。該方法具有催化劑低溫活性高、收率高、反應(yīng)條件溫和的優(yōu)點(diǎn)。
為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:一種苯酚和碳酸二甲酯制備碳酸二苯酯的方法，以苯酚和碳酸二甲酯為原料一步法制備碳酸二苯酯，將碳酸二甲酯與苯酚投入反應(yīng)器，并加入催化劑，碳酸二甲酯與苯酚的摩爾比為3:1?5:1，在攪拌條件下升溫、回流反應(yīng)，反應(yīng)溫度為150?180°C，反應(yīng)時(shí)間為2?5h，反應(yīng)結(jié)束后，通過(guò)過(guò)濾或離心分離催化劑與液相反應(yīng)物，對(duì)液相反應(yīng)物在真空度5?7mmHg條件下減壓精餾，收集得到碳酸二苯酯產(chǎn)品，催化劑用量為原料重量的0.1?10%，其中所用的催化劑為共軛微孔聚合物CMPs負(fù)載的固體超強(qiáng)酸。
優(yōu)選地，催化劑以重量分?jǐn)?shù)計(jì)包括以下組分:a) 20?60份的載體，載體選自共軛微孔聚合物CMPs系列中CMP-0、CMP-1，4、CMP-5超高交聯(lián)聚合物中的至少一種;和載于其上的b) 40?80份選自自SO42—、C1—、S2082—中的至少一種固體超強(qiáng)酸。
優(yōu)選地，催化劑用量為原料重量的0.5?5%。
優(yōu)選地，所述催化劑選自 S0427CMP-0、S042—/CMP-1，4、S0427CMP-5、Cr/CMP-0、Cl—/CMP-1，4、C1—/CMP-5、S2O82VCMP-1，4、S20827CMP-5中的至少一種。
優(yōu)選地，所述碳酸二甲酯與苯酚的摩爾比為4-5:1，反應(yīng)溫度為160°C?180°C，反應(yīng)時(shí)間為2_3h。
本發(fā)明具有如下有益效果:
I)以共軛微孔聚合物材料CMPs負(fù)載固體超強(qiáng)酸為催化劑，共軛微孔聚合物CMPs載體可使催化劑具有極大比表面積及孔隙率的同時(shí)具有較高的熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性，從而提高了苯酚的轉(zhuǎn)化率和碳酸二苯酯的收率，其中苯酚的轉(zhuǎn)化率達(dá)92.6%，碳酸二苯酯的產(chǎn)率可達(dá)48.1%。
2)本發(fā)明通過(guò)使用共軛微孔聚合物材料CMPs負(fù)載固體超強(qiáng)酸為催化劑，反應(yīng)條件相對(duì)溫和，對(duì)設(shè)備的要求較低，同時(shí)催化劑可回收，多次使用，降低生產(chǎn)成本；
3)催化劑與反應(yīng)產(chǎn)物分離簡(jiǎn)單，另外，該催化劑使用10次，其催化性能沒(méi)有明顯下降。因此，取得了較好的技術(shù)效果。
具體實(shí)施方式
下面通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步闡述，但是本發(fā)明的保護(hù)范圍不局限于所述實(shí)施例。
將碳酸二甲酯與苯酚按摩爾比3:1投入反應(yīng)器，并加入0.8wt %的催化劑S042—/CMP-0，在攪拌條件下升溫、回流反應(yīng)，反應(yīng)溫度為150°C，反應(yīng)時(shí)間為2h，反應(yīng)結(jié)束后離心分離，對(duì)液相產(chǎn)物在真空度5mmHg條件下減壓精餾，收集得到碳酸二苯酯產(chǎn)品，苯酚的轉(zhuǎn)化率達(dá)91.3%，碳酸二苯酯的單程收率為42.8%。