[发明专利]一种离子液体催化合成1,4-萘醌的方法

说明书

技术领域

本发明属于碳环化合物的制备。涉及一种离子液体催化合成1,4-萘醌的方法，制备的1,4-萘醌用作化工原料。

背景技术

1,4-萘醌是一种重要的精细化工原料，主要用于医药、农药、有机染料、香料等中的中间体，以及合成橡胶、树脂的聚合调节剂，它还在新型造纸、纺织品功能整理方面具有重要作用。因此，随着1,4-萘醌需求量不断递增的趋势，开发适于工业化生产萘醌的制备方法具有重要意义。

现有技术中，工业上主要采用萘的气相氧化法和液相氧化法制备1,4-萘醌。气相氧化法主要利用空气中的氧气，在催化剂的作用下直接将萘氧化为萘醌的方法（US1844387、US3095430、US4533653），该方法反应选择性差，收率低，主要副产邻苯二甲酸酐。

随着液相氧化法的不断发展，其合成方法在转化率、选择性方面表现出较大的优势。在该类合成方法中，采用硫酸高铈（CN 85100335A）、碳酸铈（Tetrahedron Letters，1987，28(1O)：1067-1068）、硫酸铈铵（Liebigs Annalen der Chemic，1873，167：357-359）、三氧化铬和高碘酸（Tetrahedron Letters，2001，42：3355-3357）为氧化剂，得到的1,4-萘醌的收率约为80%～90%，但是这类氧化剂都是重金属盐，价格高，环境污染严重。

发明内容

本发明的目的旨在克服上述现有技术中的不足，提供一种离子液体催化合成1,4-萘醌的方法。本发明以萘、过氧化氢为原料，以加入一定量助溶剂的乙酸为溶剂，以离子液体催化合成制备1,4-萘醌，从而提供一种环境友好、氧化剂成本低廉、效果好的离子液体催化合成1,4-萘醌的方法。

本发明的内容是：一种离子液体催化合成1,4-萘醌的方法，其特征是：将130质量份萘、1.3～13质量份离子液体、650～1300质量份乙酸、130质量份助溶剂加入反应器中，搅拌下升温至50～100℃，在1.5～2.5h内滴加完1135～3400质量份质量百分比浓度为30%的过氧化氢水溶液，滴毕，保温反应2～5h后，过滤，固体物即不溶性沉淀弃去，滤液用溶剂环己烷萃取，取有机相再经水洗、干燥后，进行减压蒸馏除去溶剂（该溶剂中可能有较微量的副产物等），余留物即制得的1,4-萘醌；

所述的离子液体可以是[Bu₃NH][HSO₄]、[Et₃NH][HSO₄]、[Et₃NH][H₂PO₄]、[Bu₃NH][H₂PO₄]、[Et₃N(CH₂)₄SO₃H][HSO₄]中的一种或两种的混合物，式中：Bu为正丁基，Et为乙基；

所述的助溶剂可以是甲苯、石油醚、环己烷、正庚烷、乙酸乙酯、氯苯或二甲苯中的一种或两种以上的混合物。

本发明的内容中：所述的在1.5～2.5h内滴加完1135～3400质量份质量百分比浓度为30%的过氧化氢水溶液，替换为：在1.5～2.5h内滴加完973～2915质量份质量百分比浓度为35%的过氧化氢水溶液。

本发明的内容中：所述的在1.5～2.5h内滴加完1135～3400质量份质量百分比浓度为30%的过氧化氢水溶液，替换为：在1.5～2.5h内滴加完851～2550质量份质量百分比浓度为40%的过氧化氢水溶液。

本发明的内容中：所述的在1.5～2.5h内滴加完1135～3400质量份质量百分比浓度为30%的过氧化氢水溶液，替换为：在1.5～2.5h内滴加完757～2267质量份质量百分比浓度为45%过氧化氢水溶液。

本发明的内容中：所述的在1.5～2.5h内滴加完1135～3400质量份质量百分比浓度为30%的过氧化氢水溶液，替换为：或在1.5～2.5h内滴加完681～2040质量份质量百分比浓度为50%的过氧化氢水溶液。

本发明的内容中所述的离子液体及其制备过程均为现有技术，参见：文献1、翁建阳，《新型季铵型离子液体的合成及其应用》，浙江大学，硕士学位论文，2006，24；文献2、刘秀梅，《SO₃H^-功能化离子液体的合成及其催化性能研究》，大连理工大学，博士学位论文，2008，18-19；等等。