[发明专利]一种苯羟基化制苯酚的合成方法

说明书

本发明公开了一种苯羟基化制苯酚的合成方法，乙腈、苯、双氧水、Cu‑Cu₂O纳米颗粒、N‑N—二甲基乙酰胺、水合氧氯化锆和2‑磺酸对苯二甲酸钠为主要原料，采用磁控溅射的方法制备一种具有特殊结构的纳米颗粒,其中颗粒作为核,它的周围被所包裹形成壳体,该结构的纳米颗粒进行水合配位后形成MOFs多孔骨架空间结构，具有一定的晶型、晶粒大小、孔隙结构、比表面积以及高机械强度，相比传统催化剂活性中心本发明具有更多的界面面积和缺陷浓度,并且容易通过调节制备工艺来调节缺陷浓度,从而达到提高催化活性，延长催化剂使用寿命的效果，对苯羟基化反应制备苯酚具有优异的的催化效果。

技术领域

本发明涉及一种苯羟基化制苯酚的合成方法,属于合成化技术领域。

背景技术

苯酚也称作石炭酸，是一种重要的有机化工中间体，主要用于生产双酚A、酚醛树脂、烷基酚、苯胺、己内酰胺、己二酸以及水杨酸等，此外还可以用作试剂、消毒剂等，在医药、农药、染料、香料、塑料、合成橡胶、合成纤维等方面用途广泛。目前，苯酚的工业生产方法主要有苯磺化法、异丙苯法以及甲苯一苯甲酸法等，其中异丙苯法在世界苯酚工业生产中占据主导地位。近年来，由于电子通讯工业、汽车工业和建筑业的迅速发展，苯酚下游产品双酚A,酚醛树脂、任基烷等产品的需求持续增长，从而带动了苯酚需求的强劲增加，因此针对苯酚合成，开展新型催化剂的设计制备，具有重要的科学意义和应用前景。

发明内容

本发明的目的在于提供一种苯羟基化制苯酚的合成方法，该方法在优化条件下能催化苯羟基化反应,具有较高的产物选择性。

一种苯羟基化制苯酚的合成方法，该方法包括以下步骤：

步骤1、将150mgMOF-SO₃@Cu-Cu₂O纳米催化剂加入5OmL单口瓶中，向单口瓶依次加入乙腈5mL、苯1mL，双氧水3mL，冰水浴中搅拌5min；

步骤2、再将单口瓶置于60℃水浴中，冰水回流冷凝，反应1.5h后，冰水冷却1Omin；

步骤3、产物在6000r/min下离心后，收集上层清液，采用外标法用液相色谱仪进行苯氧化产物含量的测定；液相测试条件:体积比为20:80的甲醇和水的混合溶剂作为流动相，C18色谱柱，全波段紫外检测器，270nm波长检测苯酚。

所述的MOF-SO₃@Cu-Cu₂O纳米催化剂制备方法如下：

步骤1、采用DPS-Ⅲ型超高真空磁控溅射镀膜机，在靶台上安装纯度为99.99%的Cu靶材，溅射前使溅射真空室的背底真空度优于5.0×10^-5Pa,溅射时保持衬底与Cu靶的距离为8cm,氢气流量为50sccm，生长室气压保持在0.2Pa，保持60W的溅射功率室温下进行溅射溅射；

步骤2、沉积完成后，关闭溅射电源，并抽空生长室至真空度为5.0×10^-5Pa。然后开启衬底加热电源将衬底加热到150℃，然后通高纯氧气并保持生长室压力为0.2Pa，并保持加热10分钟，然后生长室抽真室至5.0×10^-5Pa，并停止加热，得到Cu-Cu₂O纳米颗粒；

步骤3、取15gCu-Cu₂O纳米颗粒超声分散在45gN-N—二甲基乙酰胺（DMA）中，形成分散液，而后依次加入50g水合氧氯化锆和8g2—磺酸对苯二甲酸钠，混合均匀，而后添加11g甲酸,超声分散20min；

步骤4、将上述混合液转移至聚四氟乙烯内衬中,盖好盖子并放入反应釜中密封紧密,然后置于150℃的恒温烘箱中持续反应24h,将反应产物通过离心分离出来,先用新鲜的DMF溶剂清洗3次,再用新鲜的乙醇溶剂多次洗涤,离心分离产物最后置于50℃的烘箱中保持6h,即得到MOF-SO₃@Cu-Cu₂O纳米催化剂。