對甲酚

一：其製備方法有以下幾種。

(1)甲苯磺化鹼熔法 以甲苯為原料，以硫酸為磺化劑，在110～130℃進行磺化反應，生成中間體甲苯磺酸，經中和後在340～365℃下與熔融氫氧化鈉進行鹼熔反應，得甲酚鈉，經酸化後得粗甲酚，再經蒸餾分出鄰甲酚和苯酚，得到以對甲酚為主體的間、對混甲酚。温度變化、磺化劑種類以及甲苯與磺化劑的配比決定了生成甲酚中異構體組成。南京金燕化工總公司採用磺化鹼熔法可生產高純度對甲酚。常用的磺化劑還有發煙硫酸、氯磺酸。 甲苯磺化法制備對甲酚是最早的工業化方法，此法工藝較成熟，但需消耗大量的酸、鹼，設備腐蝕問題大，該法還是生產對甲酚的主要方法。 間、對甲酚混合物提取間甲酚後的母液可用草酸加成法進行再結晶。例如將尿素配合過濾後的甲苯溶液加熱到95～100℃，攪拌下加入草酸反應2～3h，然後在常温下冷卻約16h，真空過濾得白色結晶即對甲酚草酸配合物。將此配合物用熱水分解，上層油層先經常壓蒸餾為甲苯和水蒸出後，再在真空度0.094 MPa切取93～104℃餾分即得純度為95%對甲苯酚。

(2)對甲苯胺重氮水解法 對甲苯胺和硫酸生成對甲苯胺硫酸鹽，在0～5℃用亞硝酸鈉進行重氮化，然後將重氮鹽在稀硫酸中加熱水解，用蒸汽將油狀物分出，將油層分出加到1%氫氧化鈉中，再加脱色過濾，加入濃硫酸至pH=1，然後將水層分出，加入鋅粉和硫酸，再用碳酸鈉中和至中性，分出油狀物，水洗，然後減壓蒸餾得成品。

(3)煤油中分離而得

(4)可用對甲苯磺酸鈉經鹼熔後再酸化獲得。 ^[2] 

甲酚是對甲酚、間甲酚、鄰甲酚三種同分異構 體混合物的總稱， 主要來源於化工合成或煉焦、油 頁岩乾餾和城市煤氣的副產品。 雖然甲酚混合物的 用途很少，但是其各單體是用途廣泛的有機化工中 間體。 對甲酚可用於農藥，染料，塑料等工業部門， 在醫藥上還可以用作腸驅蟲劑、消毒劑、局部防腐 蝕劑等。 間甲酚可用於分析試劑及有機合成方面， 是合成抗氧劑、農藥、維生素 E、化妝品以及醫藥的 重要原料；同時，在合成樹脂、彩色膠片顯影劑、粘 合劑等方面也有重要應用。

國內外對高純甲酚 單體需求量日益增大，而生產能力不足，造成供不 應求。 甲酚混合物中鄰甲酚的分離比較簡單，通過傳 統的蒸餾法就可得到，而對、間甲酚由於沸點很接 近，使得二者分離提純困難。 ^[3] 

尿素絡合法

尿素可以與間甲酚絡合形成尿素-間甲酚絡合 物，而對甲酚不與尿素髮生反應，絡合產物經過後 續離心分離以及升温處理， 便可得到高純間甲酚。 對於尿素絡合法分離甲酚異構體的原理，現普遍認 為尿素與甲酚之間是依靠氫鍵作用絡合。

尿素絡合法包括以下三種工藝：

（1）飽和溶液助劑法

在加熱的條件下，尿素在甲酚混合物中有一定 的溶解度，當温度大於 40℃時甲酚混合物和尿素會 形成膠狀體，繼續加熱時會固結為固溶體，若加入 甲苯，則尿素與甲酚混合物可無限混溶。 尿素溶於 甲酚混合液之後，尿素飽和溶液降温則有尿素-間甲 酚絡合物析出。 該工藝需要加入溶劑，由於極性溶 劑會破壞氫鍵，所以必須選用非極性溶劑，大 多選用甲苯。

（2）粉末降温法 與飽和溶液助劑法不同的是，粉末降温法將尿 素粉碎溶於甲酚混合物中，後緩慢降温析出尿素-間 甲酚絡合物，由於尿素的細度對產品收率有較大影 響，故尿素粒度控制在 60 目以上。 粉末降温法不需 加溶劑，但對甲酚精餾成品含雜質過高導致生產周 期長，分離效率低，能耗較大。

（3）升温法 飽和溶液助劑法和粉末降温法都存在的問題 是：處理量小，單次分離率低。 基於此，對上述工藝進行了改進，即升温法工藝。相比前兩種工藝， 升温法提高了一次性分離 率，反應温度更温和（0~70℃）。 為了進一步提高產 品間甲酚的收率， 另有人對上述工藝進行了改進， 採用尿素-溴化鈣聯用法，即尿素法第一步離心分 離後的母液，加入溴化鈣與母液中對甲酚絡合（間 甲酚與溴化鈣不反應），處理可得高純度對甲酚，得 到的廢液中間甲酚含量升高，可用尿素絡合法進行 二次處理。

尿素絡合法分離提純甲酚單體時，影響產品純 度及產量的主要因素是工藝參數（絡合劑（尿素）與 間甲酚的物質的量比、絡合反應温度、溶劑（甲苯） 用量、 反應時間等）。

其中影響比較大的是尿素用 量：尿素用量不足，間甲酚不能完全與其絡合，降低 了產品的產率；而尿素可溶於甲酚混合物中，用量 過高導致後續分離難以除去，影響產品純度；甲苯 用量過多，反應物濃度下降，不利於尿素與間甲酚 絡合結晶，降低產品收率。 尿素絡合法的缺點是：（1） 加入了有機苯類溶 劑，環境污染較大；（2）處理量太小，不利於工業應 用；（3）工藝複雜，能耗較高。 另有類似尿素絡合法分離甲酚混合物的方法，用哌嗪作為絡合劑分離甲酚異構體，在 醚類溶劑中， 哌嗪可與對甲酚生成絡合物沉澱，產 物用正丁醚萃取、精餾，得到純的對甲酚。

烴化法主要是通過烴化反應增大對甲酚和間 甲酚的沸點差，再經精餾、重結晶、溶劑萃取等物理 方法進行分離。 該烴化反應為 Friedel-Crafts 反應， 即在苯環上發生親電取代反應，需要酸作為催化劑 並且在較低温度（60℃~70℃）進行。烴化反應必須為 可逆反應，所得烴化物在較高温度（150℃~200℃）和 酸存在下可發生脱烴反應，得到純的甲酚單體。

烴化法分離甲酚異構體的特點是工藝流程短， 所得間甲酚的收率和純度均高於絡合分離法，而且 生產成本低，更易於工業化生產。

傳統的烴化法過 程是間歇式的，為了使其達到連續式過程，最重要 的是研製出新型的催化劑。 烴化法最早使用的催化劑是濃硫酸等液體酸， 污染比較嚴重，並腐蝕設備，因此後期重點是發展 固體酸催化劑。 美國專利報道以氧化物 SiO2-Al2O3 作為烴化過程的催化劑， 並得到較純的烴化產物。

有人採用自制的固體酸作為催化劑進行烴化 反應也獲得了較高的轉化率和較好的選擇性。 使用 固體酸為烴化過程催化劑， 後續不需要除酸過程， 副反應少，工藝簡單。 近年來又報道出許多新型催化劑，以沸石分子 篩最具代表性。 由於沸石分子篩具有良好的酸催化 性，獨特的擇形性，以及比較容易改性等特點，對甲酚烴化過程催化劑的開發逐漸集中到沸石分 子篩的選擇及改性上。

有人認為具有十二元 環以上孔口，非籠狀的分子篩對甲酚烴化反應具有 良好的催化性能， 其用 Mn 離子對 Hβ 沸石進行改 性，發現對甲酚轉化率大幅增加；吳冰等[8]對 SBA- 15 及 USY 分子篩進行了改性， 認為分子篩大的孔 徑以及酸性對甲酚烴化產物影響較大； 有人用改性的 γ-Al2O3 進行間甲酚烴化反應， 得出催化 劑的孔徑和酸性也是主要影響因素。

另有報道，有以 SO3H-功能離子液體作為 甲酚烴化過程的催化劑，該離子液體以 3-烷基胺和 1,4-丁硫醇為原料合成，他們對對離子液體催化甲酚烴化過程的機理 進行了研究 ， 認為間甲酚芳環上羥基與 tC4H9 + 發生親電吸附作用，由於氧的強電負性，中間 體 A 更容易形成，但其不如中間體 B 和 C 穩定，隨 着反應進行， 中間體 A 逐漸轉化為烴化產物 B 和 C。 相對於固體酸催化劑，離子液體催化劑具有強酸 性，反應條件更温和，選擇性高。

採用類螯合法分離間甲酚與對甲酚時，類螯合 劑 COR2 可與間甲酚發生類螯合反應， 對甲酚不參 與反應。 COR2 是一種類似於螯合劑的物質，但其並 非常規意義的螯合劑，所以類螯合物法分離甲酚異 構體的機理還不清楚。

類螯合法優點是類螯合劑製備工藝簡單，可再 但對於該法分離甲酚異構體研究較少。

日本專利報道了一種微生物法分離甲酚異構 體， 將甲酚異構體與特定的單細胞微生物混合，該 類微生物可將對甲酚轉化為對羥基苯甲酸，而間甲 酚不被氧化， 後期普通分離就可以得到間甲酚單 體。

研究發現以 HFAU 沸石(n(Si)/n(Al) =3.9~100)為催化劑，380℃、0.01MPa 下，間甲酚會發 生異構化反應， 生成對甲酚及少量其它副產物，通 過間甲酚的異構化轉化反應，可以選擇性得到高純 對甲酚。

間甲酚與對甲酚的沸點相差比較小，可採用共 沸法將二者分離，此過程採用的第三組分是對甲酚 鈉，得到產品對甲酚純度可以達到 98%以上。

共沸 法曾工業應用，但由於能耗過高，已逐漸淘汰。

萃取法是利用甲酚異構體在苯與 NaOH 水溶 液兩相體系中溶解度及分配係數的不同，使甲酚異 構體從一種溶劑轉移到另一種溶劑中，並經過多次 反覆萃取，將甲酚異構體提取出來。 在萃取劑的選擇上，德國 Zaretskij 等選用 N- 甲基吡咯烷酮、二甲亞碸等有機溶劑作為萃取劑也 成功地分離甲酚得到純單體。

萃取法可得到純度為 93%~95%的間甲酚，但 是產品對甲酚純度比較低。 萃取法的優點是常温操 作，能耗低；缺點是分離需要使用大量的有機溶劑， 污染高，產品純度低，所以萃取法分離甲酚異 構體已不再使用。

重結晶法

甲酚混合液中加入苯甲胺後，可使用重結晶法 分離甲酚異構體。 反應器中加入甲酚混合物和苯甲胺，攪拌混合均 勻，逐步降温至-0.8℃間甲酚可以結晶，經離心機間甲酚晶體與母液分離，晶體和苯甲胺進入後溶 解，萃取，可得到純品間甲酚，苯甲胺回收利用；分 離後母液中對甲酚含量增大，萃取使其與苯甲胺分 離，含有大量對甲酚和少量間甲酚的母液進入冷卻槽結晶 （此時操作壓力和降温速度不同於間甲 酚結晶過程）， 得到的對甲酚晶體和含有間甲酚的 母液經離心機分離， 可得到純的對甲酚單體和 剩餘母液（循環利用）。 甲酚混合物的結晶產物受原 料液中間甲酚濃度控制，w(間甲酚)小於 42%，結晶 分離得到產品對甲酚；w(間甲酚)大於 89%，分離得 到產品為間甲酚；原料液中 w(間甲酚)在 42%~89% 之間時，對甲酚和間甲酚不能有效分離。

重結晶法分離甲酚異構體國內也有報道，有學者在雙酚 A 存在的條件下，以甲苯為溶劑，通過 多次重結晶獲得了高純對甲酚。 重結晶法分離甲酚 異構體過程使用大量有機溶劑， 工業生產成本過 高。

熔融結晶是一種高效的分離有機化合物的方 法，根據組分的熔點差將混合物分離，分離過程不使用有機溶劑，常用於分離同分異構體，一般包括 結晶和發汗兩個過程。 對/間甲酚熔點相差 23℃，可 通過熔融結晶法分離。 影響熔融結晶法分離效果的 主要是操作參數（冷卻、結晶速率、對甲酚熔融結晶 時的温度和時間），許長春等[15]研究認為該法分離甲 酚異構體最佳操作條件為： 冷 卻 速 率 0.6℃/min~ 0.8℃/min， 發汗過程温度升高速率為 0.2℃/min~ 0.3℃/min，時間為 40min。

低温時甲酚黏度較高，故甲酚晶體過濾分離得 到的純度和產量均不高 。 為了提高產品純度 ， Sumitomo[16]在比較高的壓力（>30MPa）下 對 甲 酚 混 合物進行結晶處理，然後根據甲酚異構體的熔點差 異將二者分離，運用此法可獲得純度為 98%的 產品。

近年來研究出一種新的分離甲酚異 構體 的 方 法，即 提 餾 結 晶（Stripping Crystallization） 技術，該技術主要用於分離沸點相近的物質。 提餾 結晶技術最早由 Cheng C Y 等人提出來，即在三相 平衡點，通過降温和減壓，液相混合物氣化並在器 壁上冷卻結晶，提餾結晶技術結合了蒸餾和結晶過 程，且兩個過程同時進行。

將該法用於從甲酚異構體中提純對甲 酚，研究發現隨壓力增大對甲酚純度降低，回收率 增大， 但是應用該法提純間甲酚則有一定的難度。 甲酚混合物三相平衡時有兩個共晶點：（1）Xp-cresol（對甲酚的物質的量分數）=0.41, T=1.5℃；（2）Xpcresol=0.89，T=3.7℃。 當 0<Xp-cresol<0.41 時，可以 從混合物中分離提純對甲酚。 圖 6 為該技術分離甲 酚異構體裝置圖。 控制温度和壓力，樣品槽中甲酚 混合物不斷蒸發，在絕熱器壁上冷卻結晶，通過旋 轉刮刀將絕熱壁上不斷結晶的晶體回收，主要得到 對甲酚；當 0.89<Xp-cresol<1 時，絕熱壁上結晶產物 主要為間甲酚。 分離對甲酚時控制温度範圍為 35℃ ~2℃，間甲酚温度範圍為 10℃~4℃，由於提純間甲 酚温度範圍比較窄，所以實際操作中可用來分離提 純對甲酚，提純間甲酚難度較大。

提餾結晶技術操作的關鍵是降温速率，若要使 一個系統達到三相平衡，必須降温和減壓，降温速 度過快，則難以達到三相平衡點，Shiau 等認為降温 速度 0.5℃/min 最佳。 根據三相平衡原理計算，該法 可得到純的結晶產物，但實際晶體生長過程中會有 液相產物進入晶體， 所以產品純度比理論預測稍 低。 相對於傳統的結晶法，提餾結晶技術工藝程序 比較簡單，是一種經濟清潔的分離甲酚異構體的方 法。

吸附分離法是利用吸附劑對甲酚異構體的不 同吸附能力將甲酚異構體分離出來的一種方法，其 主要過程是將對甲酚選擇性的吸附在吸附劑上，另 在一定條件下，用一種溶劑將其解吸，經後續簡單 分離可得到高純度甲酚單體。 早期研究認為當吸附劑的孔徑小於 0.5nm，則 對甲酚可以進入孔道被吸附，反之不能達到分離甲 酚異構體的效果， 最早吸附劑選用 13X 型分子篩， 在 200℃、0.5MPa 的條件下吸附甲酚混合物， 對甲 酚可以被高效選擇性吸附。 美國專利[18]報道了用鋇 離子和鉀離子改性的 X 沸石做吸附劑，選用 1~7 個 碳原子的飽和醇為解吸劑，甲酚混合物可被選擇吸 附得到高純對甲酚。

有學者用鋇離子和鉀離子改 性的 X 沸石對甲酚混合物進行吸附，發現吸附劑含 水量對吸附選擇性有重要影響，其 w(H2O)大於 5%則 沒有選擇性，會同時吸附間甲酚和對甲酚，其 w(H2O) 小於 2%時可以優先選擇性吸附對甲酚。 由於分子篩獨特的孔道結構以及高效的吸附性 能， 近年來對吸附法分離甲酚異構體的研究主要集 中在分子篩吸附劑的改性和製備上。

對吸附過程的原理進行了研究，認為分子篩對 甲酚異構體的選擇性吸附是由於甲酚異構體在分 子篩骨架中的擴散行為不同而引起的。 研 究了以 SiCl4 改性的 HZSM-5 分子篩吸附分離甲酚 異構體， 其用壓縮丙烷為解吸劑， 得出在 100℃， 3.45MPa 時吸附效果最好。 有學者發現 Zn-Al 氧化物對間甲酚具有很好的吸附能力， 若以 甲苯作為溶劑，間甲酚與對甲酚的分離係數最大。

2007 年日本專利[23]報道了用沸石分子篩膜滲 透法分離甲酚異構體，分離過程甲酚混合物以氣態 形式進行分離， 氣態對甲酚可以通過分子篩膜滲 透，而間甲酚則不能通過，該法可用於從甲酚異構 體中分離高純對甲酚。

本品是製造抗氧劑2，6-二叔丁基對甲酚和橡膠防老劑的原料，同時，又是生產醫藥TMP和染料可利西丁磺酸的重要基礎原料。;1.GB 2760--1996規定為允許使用的食用香料。

用於有機合成，也是製造抗氧劑2,6-二叔丁基對甲酚和橡膠防老劑的原料，同時，又是生產醫藥TMP和染料可利西丁磺酸的重要基礎原料。

用作分析試劑。用於有機合成。還用作殺菌劑、防黴劑。

膠黏劑中主要用於製造酚醛樹脂。還用作抗氧劑2,6-二叔丁基對甲苯酚的原料。醫藥上用作消毒劑，合成磺胺藥物增效劑用三甲氧基苯甲醛等。此外，還可用於製造油漆、增塑劑、浮選劑、甲酚酸染料和農藥等。 ^[2] 

WGK Germany 1

F 8

Hazard Note Irritant

TSCA Yes

HazardClass 6.1

PackingGroup II

海關編碼 29071200

毒害物質數據 106-44-5(Hazardous Substances Data) ^[4] 

隔離泄漏污染區，限制出入。切斷火源。應急處置人員應佩戴防護用品用具。不要直接接觸泄漏物。小量泄漏：避免揚塵，用潔淨的鏟子收集於乾燥、潔淨、有蓋的容器中。大量泄漏：收集回收或運至廢物處理場所進行無害化處理，被污染場所，應急處理用品用具，清洗污水等需進行無害化處理至達到環保要求。

廢棄物處置方法：用焚燒法。

呼吸系統防護：空氣中粉塵濃度超標時，應該佩戴頭罩型電動送風過濾式防塵呼吸器；可能接觸其蒸氣時，應該佩戴自吸過濾式防毒面具(全面罩)。

眼睛防護：呼吸系統防護中已作防護。

身體防護：穿膠布防毒衣。

手防護：戴橡膠手套。

其它：工作現場禁止吸煙、進食和飲水。工作畢，徹底清洗。單獨存放被毒物污染的衣服，洗後備用。注意個人清潔衞生。

皮膚接觸：立即脱去被污染的衣着，用甘油、聚乙烯乙二醇或聚乙烯乙二醇和酒精混合液(73)抹洗，然後用水徹底清洗。或用大量流動清水沖洗，至少15分鐘。就醫。

眼睛接觸：立即提起眼瞼，用大量流動清水或生理鹽水徹底沖洗至少15分鐘。就醫。

吸入：迅速脱離現場至空氣新鮮處。保持呼吸道通暢。如呼吸困難等症狀應立即就醫處置，給輸氧。如呼吸停止，立即進行人工呼吸。就醫。

食入：立即給飲植物油15-30mL。催吐。就醫。

滅火方法：消防人員須佩戴防毒面具、穿全身消防服。滅火劑：霧狀水、泡沫、乾粉、二氧化碳、砂土。 ^[2] 

RTECS號 GO6475000

毒性：屬低毒類。

急性毒性：LD50207mg/kg(大鼠經口)；301mg/kg(兔經皮) 致癌性：小鼠經皮最低中毒劑量(TDL0)：4800mg/kg(12周，間歇)，致腫瘤陽性。

對生物降解的影響：水中濃度16.5mg/L時，未馴化的活性污泥對氨氮的硝化作用降低75%，濃度30mg/L時，熒光假單孢菌對葡萄糖的降解受到抑制，濃度大於1000mg/L時，大腸桿菌對葡萄糖的降解受到抑制。

危險特性：遇明火、高熱或與氧化劑接觸，有引起燃燒爆炸的危險。

燃燒(分解)產物：一氧化碳、二氧化碳。 ^[2] 

儲存於陰涼、通風的庫房。遠離火種、熱源。與氧化劑分開存放。 ^[4] 

包裝要求密封，不可與空氣接觸。 ^[2] 

直接進水樣氣相色譜法 ^[2] 

軟飲料0.67；冷飲0.01～1.0；糖果和焙烤食品0.01～2.0。 ^[4]