25二甲基苯酚传统合成工艺及改进
一、实验目的
1掌握传统磺化碱熔工艺制备酚类产品的方法。2掌握一般反应条件优化方法，认识不同优化方法对应的结果。3针对传统磺化碱熔工艺存在的诸多问题，开发环境友好的绿色路线合成酚类产品（以25二甲基苯酚的合成为例）。4找到新工艺能够替代传统工艺的成本平衡点及改进突破口。
二、实验原理
羟基（OH）与芳烃核（苯环或稠苯环）直接相连形成的有机化合物称为酚，是一类用途非常广泛的有机化合物，代表性的化合物包括苯酚、甲基苯酚、萘酚等等。如何经济、环保的在苯环上引入羟基，是现代化学工业及学术界热门的研究方向之一。25二甲基苯酚（CAS号：95874）是一种重要的染料中间体，也是合成吉非罗齐的重要中间体。25二甲基苯酚为近白色至米红色柱状结晶体或片状固体。易溶于醚，醇，能升华，能与水蒸汽一同挥发。25二甲基苯酚有许多同分异构体，如23二甲基苯酚，24二甲基苯酚，26二甲基苯酚，34二甲基苯酚等等，这些异构体的合成方法有具有一定的相似性（包括整个酚类产品的合成也具有一定的相似性）。现在工业上采用的合成25二甲基苯酚的方法如图1所示1，以对二甲苯为原料，经浓硫酸磺化得25二甲基苯磺酸，然后在低温下
f与氢氧化钠反应得25二甲基苯磺酸钠，进一步在高温（300度以上）与氢氧化钠反应制得25二甲基苯酚钠，最后经酸中和得到25二甲基苯酚。此工艺路线的特点的路线成熟，原料易得。但其显著的缺点是过程需消耗大量的酸、碱（为了确保合理的原料转化率，有的需过量10倍摩尔量以上），且酸解交替使用使得过量的酸碱难以被回收利用，最终酸碱成盐，含盐废水量大，酸碱消耗量大，设备要求较高。
图1现有25二甲基苯酚合成工艺
尽管磺化碱熔法仍然是现在工业上生产25二甲基苯酚的优选工艺，为了解决现有工艺中含盐废水量大、酸碱消耗量大、设备要求较高等问题，人们一直在追求一种从对二甲苯直接一步合成25二甲基苯酚的方法，如图2所示。此路线的关键是找到高效催化剂来催化对二甲苯的羟基化，在确保合理转化率（单程转化40）的前提下降低双氧水用量。
f图2对二甲苯直接一步合成25二甲基苯酚
双氧水氧化是近年来新开发的在苯环上引入羟基的环境友好的工艺路线，其催化过程包括双氧水在催化剂作用下分解为羟基自由基，羟基自由基与苯环上的氢结合生成水，以及酚羟基生成的过程（图3）。在催化剂存在下，双氧水不但会生成羟基自由基，自身还会分解为水和r