[发明专利]环状过氧化物的合成及其应用

说明书

本发明具体涉及环状过氧化物的合成及其应用，属于有机合成及精细化工领域。一种环状过氧化物的合成方法，其特征在于：以酮类化合物和过氧化氢水溶液为原料，在酸催化下发生过氧化反应得到环状过氧化物。本发明工艺过程安全可靠，可以得到高收率、高纯度的目标产物；本发明反应条件温和，工艺过程简单，产物不需要纯化；本发明不引入溶剂，原材料成本低；本发明得到的环状过氧化物便于处理以及资源化利用，绿色环保，适合放大以及工业化生产。

技术领域

本发明属于有机合成及精细化工领域，具体涉及环状过氧化物的合成及其应用。

背景技术

环状过氧化物是一种具有过氧链即-O-O-的环状化合物，由于分子结构中存在过氧键和较高的氧元素含量，可以作为自由基引发剂以及参与氧化反应，可用于有机合成以及新材料加工制造以及燃料油性能改进等诸多方面，是一类新兴的重要的化工产品，具有广泛的应用领域。

该类化合物常见的是具有从最小的六元环即含有2个过氧化物结构单元和九元环即3个过氧化物结构单元的结构类型，再大的环即具有更多过氧化物结构单元的化合物十分罕见。其中具有九元环即3个过氧化物结构单元的结构类型具有以下的结构特征：

R代表相同的或者不同的各种脂肪族烷基或者芳香族取代基团。

文献报道的合成该类化合物的方法较少，1959年N.A.Milas首次报道了该类化合物的合成方法，并于1961年申请了相关专利US3003000。Milas开发的工艺过程操作繁复，主要得到的是过氧化物单体，环状产物仅以杂质形式被分离得到，收率很低，因此无法实现工业化大规模生产。

2004年德国德固赛公司专利WO2004/076405中报道了使用硝酸催化和醋酸在异十二烷作为溶剂条件下合成的工艺方法，该方法使用溶剂，原材料成本偏高，产物需要进行纯化，工艺复杂。

2015年阿克苏诺贝尔公司申请的WO2015/135865中也同样使用了各种溶剂如异十二烷作为反应溶剂来合成，同样存在着原料成本过高，产物需要分离纯化的弊端，且由于溶剂的存在对产物的应用也存在较为明显的影响，不利于产物的复配和添加。

发明内容

为实现上述发明目的，本发明采用以下技术方案：

一种环状过氧化物的合成方法，以酮类化合物和过氧化氢水溶液为原料，在酸催化下发生过氧化反应得到环状过氧化物。

进一步地，所述方法包括以下步骤：向反应器中加入酮类化合物，滴加酸催化剂，之后滴加过氧化氢水溶液，控制反应体系温度，保温反应结束后将反应混合物静置分层，收集油相，得到环状过氧化物。

进一步地，所述环状过氧化物为式(Ⅰ)含有2个过氧基团的六元环或式(Ⅱ)含3个过氧基团的九元环

其中R₁-R₆为线性C1～C10烷基、C3～C10环烷基、C1～C10烯基、C1～C10炔基、C6～C10苯基或被烷基取代后的苯基、萘基中的一种。

进一步地，所述酮类化合物为丙酮、丁酮、戊酮、苯乙酮中的一种；所述酸催化剂为硫酸、硝酸、高氯酸、醋酸、对甲苯磺酸中的一种或几种，所述的过氧化氢水溶液的浓度为10％～70％。

进一步地，所述酮类化合物、酸催化剂与过氧化氢水溶液的摩尔比例为1:(0.2～20):(1～10)，优选比例为1:(0.5～5):(1～5)。

进一步地，滴加酸催化剂时控制反应温度范围是-40℃～90℃，优选为-10～50℃；滴加过氧化氢水溶液时控制反应温度范围是-40℃～90℃，优选为-10～50℃。

本发明提供了上述制备方法制备得到的环状过氧化物。

上述环状过氧化物作为交联引发剂的应用。