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苯甲醇,又名芐醇,英文名Benzylalcohol,苯甲醇在自然界中多數以酯的形式存在于香精油中,例如茉莉花油、風信子油和秘魯香脂中都含有此成分。苯甲醇是一種很活潑的醇,是制取芐基酯或醚的中間體,與氫鹵酸、鹵化磷反應生成鹵化芐,該產物和苯甲醇都是苯甲基化試劑,能與苯反應生成二苯甲烷。此外,苯甲醇也容易被多種氧化劑氧化成苯甲酸,如果用硝酸氧化,隨濃度和溫度不同,可生成醛或酸。苯甲醇作為一種芳香醇,現已應用到化妝品中的定香劑,工業化學品的防腐劑、溶劑和降粘劑等。苯甲醇選擇性氧化生成苯甲醛,廣泛應用于醫藥、香料、農藥、染料等行業。
苯甲醇(benzylalcohol)又稱芐醇,在常溫常壓下是一種無色,有芳香氣味的液體。分子式為C7H8O,熔點為-15.3oC,沸點為205.7oC,相對水的密度1.0419,其微溶于水,易溶于醇、醚、芳烴等有機試劑。該物質有毒,可燃,有刺激性。 苯甲醇具備伯醇的化學性質,在三氟化硼、氯化梓等催化劑作用下,酯化生成有機酸酯,用酸催化時與過量的乙醛反應得到乙縮醛,苯甲醇氧化可生成苯甲醛,進一步氧化可生成苯甲酸,苯甲醇還可進行橫化、氯化、稍化反應。
1.氯化芐水解法 此法為目前國內外工業化的主要方法,通過氯化芐與堿的水溶液共沸水解得到苯甲醇,同時有產物芐醚生成,最多可達10%。加壓、高溫、提高堿濃度都有利于副產物生成。本法分為間歇法和連續法。
圖1為氯化芐水解法的反應方程式
間歇法是在裝有回流冷凝器及帶有夾套的鋼制反應器中加入水、純堿及氯化芐,攪拌及加熱,回流至不再有二氧化碳逸出,冷卻反應物,加食鹽至飽和分層,將上層小心分離可得到粗醇,粗醇經減壓蒸餾可得到工業級苯甲醇,產率可達70%~ 72%,見圖2。
圖2為間歇法流程圖
用叔胺如烏洛托品(六亞甲基四胺)處理水解中殘存的氯化芐,可以避免它在其后的蒸餾過程中生成芐醚,在水解中加入一種惰性溶劑如氯苯,也能抑制芐醚的生成,得到較純的成品。 連續法是氯化芐與堿的水溶液在高溫(180~275℃)及高壓(1~ 6.8MPa)下充分混合后,導入水解區,水解時間只需幾分鐘。連續法的優點是副產物極少,并可在塔式反應器中進行,如圖3所示。在適宜的條件下,純度99.8%的苯甲醇產率為98%,也可用串聯的帶攪拌反應器進行連續反應。
圖3為連續法生產苯甲醇示意圖
2.甲苯氧化法 在無催化劑存在下,將甲苯液相氧化(170~ 220℃ ,1~1.5MPa)成氫化過氧化芐,氫化過氧化芐分離出來后,于≤ 20℃時,可用亞硫酸鈉的水溶液處理,得到收率為92.6%的苯甲醇,或在催化劑(如鈀、骨架鎳)存在下,進行加氫制得苯甲醇。
圖4為甲苯氧化法的反應方程式
3.由苯甲醛制備苯甲醇 將苯甲醛與鋅粉及芐基三乙基氯化胺加入甲醇中可制備苯甲醇,反應率可達90%。 采用多相催化反應有利于反應產物分離,固載銠原子簇在CO和H2O存在下,可使苯甲醛還原,產率達96%。
4.由苯甲酸及酯還原法制備苯甲醇
(1)苯甲酸還原法 苯甲酸不能被NaBH4直接還原,只能通過間接或加入其他試劑還原,如加入AlCl3或I2。但是Zn(BH4)2在THF溶劑中回流,就可將苯甲酸還原為苯甲醇,產率達90%。
圖5為苯甲酸還原法的反應方程式
(2)由相應的酯還原 NaBH4不能用于還原酯,因此常常將NaBH4交換陽離子,使之能還原酯。LiBH4是較早被文獻報導的,它在THF和乙醚存在下回流可還原酯。制備需要昂貴的氯化鋰,限制了四氫硼鋰的應用。Zn(BH4)2也是近年來開發的,可用于直接還原酯。苯甲酸甲酯與Zn(BH4)2和環己烯在氮氣保護下回流4h,產率可達75%。
5.其他方法 在200℃ ,HZSM-5催化劑(Al2O3∶SiO2為80)存在下,苯和甲醛攪拌4小時可得苯甲醇和芐甲醚。 用β-環糊精構筑模擬酶催化苯與甲醛合成苯甲醇。 用高壓氧化還原法可從甲苯、空氣和氫制得高純度的苯甲醇。
1.環氧樹脂及涂料領域 苯甲醇作為一種優良添加劑,主要作為環氧樹脂的稀釋劑、促進劑、固化劑等,幾乎涵蓋了環氧樹脂各個應用領域,如環氧樹脂涂料、復合材料發光二極管 ( LED) 封裝料、黏合劑環氧 AB 膠等。 苯甲醇用做環氧樹脂涂料稀釋劑,效果非常顯著,能夠避免活性稀釋劑價格高、揮發性大、毒性大等缺點,以及非活性稀釋劑 VOC 排放高或會發生遷移等弊病。近年來苯甲醇在涂料領域的消費規模不斷擴大,應用產品種類不斷增加,除傳統的環氧樹脂涂料應用外,還發展為水性涂料的成膜助劑、船用脫漆劑溶劑等。
2.香精香料領域 苯甲醇在香精中是極有用的定香劑,是茉莉、月下香、伊蘭伊蘭等香精調配時不可缺少的香料,用于配制香皂、日用化妝品的香精,也常用做香料溶劑,溶解人造麝香等香料。 苯甲醇是我國 《食品添加劑使用衛生標準》規定允許使用的食品香料,主要用于杏仁、甜橙、櫻桃、葡萄、草莓等水果型香精中。用量按正常生產需要,一般在口香糖中為 1200mg /kg; 烘烤食品中 220mg /kg; 冷飲中 160mg /kg; 糖果中 47mg /kg;軟飲料中 15mg /kg。
3.醫藥領域 苯甲醇因具有麻醉、鎮痛的功效,又被稱為 “無痛水”,常用做醫藥針劑中的藥物溶劑,如維生素B 注射液的溶劑、鹽酸大觀霉素的溶劑。同時,苯甲醇還可作為藥膏或藥液的防腐劑,醫藥合成的重要中間體。
4.油墨領域 苯甲醇主要作為油墨溶劑,用于生產圓珠筆油、肉食品打印油及一些特種油墨產品,近年來該領域消費量增幅較大。 5.其他領域 除上述領域外,苯甲醇還可用做紡織印染助劑中的促染劑,尼龍絲、纖維及塑料薄膜的干燥劑等。同時,作為一種優良溶劑還廣泛應用于有機玻璃溶劑、聚氯乙烯穩定劑、地毯的去油劑、焊口清洗劑以及有機硅溶劑穩定劑等。
[1]孫占松.國內苯甲醇生產及應用分析[J].精細與專用化學品,2012,20(12):12-14.
[2]彭玲. 鈷基金屬有機框架催化劑在苯甲醇氧化反應中的性能研究[D].吉林大學,2017.
[3]聶少春. 連續制備苯甲醇工藝的模擬與優化[D].武漢工程大學,2014.
[4]吳鑫干,李陵嵐.苯甲醇制造方法[J].工業催化,2002(02):26-32.