CN105693490A - 一种氧化制备2,3,5-三甲基苯醌的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种氧化制备2,3,5-三甲基苯醌的方法；其步骤包括：金属钴盐和含氰基的离子液体配位在有机溶剂中浸渍到活性炭载体，然后在惰性气体下，煅烧获得相应的碳氮材料负载型的催化剂；将制得的碳氮材料负载型催化剂和2,3,6-三甲基苯酚，在有机溶剂中，通入氧气为氧化剂，反应得到产物2,3,5-三甲基苯醌。本发明制备方法简单，催化剂具有好的活性及选择性，易于回收重复使用；本发明对环境无污染，具有环保的特点，非常适合于工业化生产。
Description
技术领域
本发明涉及一种氧化制备2,3,5-三甲基苯醌的方法，尤其涉及一种碳氮材料负载的钴催化剂以及该催化剂催化氧化制备2,3,5-三甲基苯醌的方法。
背景技术
2,3,5-三甲基苯醌(简称TMBQ)是合成维生素E的重要中间体—2,3,5-三甲基氢醌(TMHQ)的前体化合物。维生素E是重要的抗氧化剂之一，已被广泛的应用于医药、保健品、化妆品、食品、畜牧业等领域。国内外市场对维生素E的需求量日益升高，而2,3,5-三甲基苯醌是制约维生素E产量的关键性因素。因此，开展2,3,5-三甲基苯醌的合成研究对发展国内维生素E的生产具有重要意义。TMBQ的生产工艺有均三甲酚法、偏三甲苯法(TMB)、2,3,6-三甲苯酚法(TMP)和异佛尔酮法，其中，TMB法又有多部合成和直接催化氧化法。从合成2,6-二甲基苯酚的副产物中可以提取出均三甲酚，但由于原料价格高，故难实现大规模生产；TMB多步合成法由于涉及磺化、硝化以及多次氧化还原反应，造成了杂质多、纯度低、难处理的问题，所以尽管实现了工业生产，但还有许多难题有待解决；TMB直接氧化法和异佛尔酮法的研究尚未成熟，距离工业生产还有相当一段距离。
目前国内TMBQ的生产方法是TMP法，主要的生产厂家有浙江新和成股份有限公司、南通柏盛化工有限公司、浙江医药股份有限公司等。TMP法的老工艺为先将TMP用硫酸磺化，再用锰矿粉为氧化剂进行氧化。这种采用传统手段的制备方法收率较低，并且产生大量工业废水、废渣，造成环境污染。为了改进工艺，使反应过程易于控制，便于规模化生产，目前多数厂家采用TMP为原料，直接催化氧化合成TMBQ。直接催化氧化2,3,6-三甲基苯酚(TMP)得到TMBQ，再经还原得到TMHQ的两步法工艺最为简单，该工艺原料TMP来源丰富价格便宜，TMP的转化率和TMBQ的选择率均较高，过程易于控制，便于工业化生产。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术催化剂用量大、反应效率低的问题而提供了一种反应条件温和、反应收率高、催化剂用量低，由2,3,6-三甲基苯酚氧化制备2,3,5-三甲基苯醌的方法。
本发明的技术方案为：一种氧化制备2,3,5-三甲基苯醌的方法，其具体步骤如下：
A.稳定的碳氮材料负载型钴催化剂的制备:将钴金属化合物溶解于有机溶剂中，加入含氰基离子液体，搅拌发生配位反应，然后加入载体，加热搅拌吸附，钴金属化合物与含氰基离子液体生成配合物吸附在载体上，然后蒸发干燥得到粉末，粉末随后在保护气氛下，在750-850℃煅烧并保持1-3h,得到碳氮材料负载型钴催化剂；其中钴金属化合物与含氰基离子液体的摩尔比为1：(2～4)；配位反应的温度为30-40℃，时间为2～4h；吸附的温度为40～60℃，吸附时间为5～6h；
B.2,3,5-三甲基苯醌的制备:将步骤A制得的碳氮材料负载型催化剂和2,3,6-三甲基苯酚，在有机溶剂中，通入氧气为氧化剂，反应15-20h得到产物2,3,5-三甲基苯醌。
优选步骤A中所述的钴金属化合物为乙酸钴(Co(OAc)2)或氯化钴(CoCl2)其中的一种。
优选步骤A中所述的含氰基离子液体为1,3-双(氰甲基)咪唑氯化物(分子量为182.57g/mol)、1-甲基-3-氰甲基咪唑氯化物(分子量为157.56g/mol)或1-乙烯基-3-氰甲基咪唑氯化物(分子量为169.56g/mol)。其基本化学结构如下所示：
优选步骤A中所述的载体为活性炭或炭纳米管。步骤A中所述的有机溶剂为甲醇或乙醇。溶剂的量只需将含氰基离子液体完全溶解即可。
优选吸附完后用旋蒸蒸发仪除去溶液，在真空干燥箱40～80℃温度下干燥。
优选步骤A中粉末煅烧是以2～5℃/分钟的升温速率750-850℃,在氮气气氛保护下煅烧。煅烧结束后，在氮气气体下冷却，得到碳氮材料负载的钴催化剂，一般纳米金属颗粒质量的负载质量为1～4％。
优选步骤B中所述的有机溶剂为二氯甲烷或乙醇。
优选步骤B中碳氮材料负载型催化剂的加入量为碳氮材料负载型催化剂的质量与2,3,6-三甲基苯酚摩尔量之比为40-60mg/mol。
优选步骤B中通入氧气的压力为1-2MPa。优选步骤B中的反应温度为0-30℃；反应时间15-20h。反应结束后检测2,3,6-三甲基苯酚的转化率和2,3,5-三甲基苯醌的选择性。最后，过滤催化剂，催化剂用乙醚洗涤干燥后即可重复利用。
有益效果：
本发明提供的催化剂所用的原料价格便宜，制备方法简单，稳定性好，具有高的活性。该催化剂对于2,3,6-三甲基苯酚制备2,3,5-三甲基苯醌具有高活性和高选择性，易于回收再利用。通过本方法制备的异相催化剂能够更好地固载纳米颗粒，易回收，金属组分不易流失，对环境无污染，具有环保的特点，非常适合于工业化生产。
直接催化氧化2,3,6-三甲基苯酚制备2,3,5-三甲基苯醌的工艺最为简单，生产过程安全没有废水、废渣产生，对环境无污染。工艺原料2,3,6-三甲基苯酚来源丰富价格便宜，转化率和2,3,5-三甲基苯醌的选择率均较高。
具体实施方式
实施例1：
称取0.125g四水乙酸钴于圆底烧瓶中，20ml甲醇作为溶剂将其溶解，再加入0.273gILs1(金属钴与ILs1的摩尔比为1：3)，30℃下搅拌3h后，缓慢加入1g的活性炭。圆底烧瓶放入60℃的油浴中加热，60℃下搅拌5h后，旋转蒸发除去溶剂甲醇。得到的负载型的预催化剂，50℃真空干燥12h。干燥后的预催化剂置于管式炉中，氮气下800℃煅烧2h(升温速率4℃/分钟)。自然降至恒温后，获得催化剂C1(钴负载量为2.2％)。
实施例2：
称取0.125g四水乙酸钴于圆底烧瓶中，20ml乙醇作为溶剂将其溶解，再加入0.236gILs2(金属钴与ILs2的摩尔比为1：3)，40℃下搅拌2h后，缓慢加入1g的活性炭。圆底烧瓶放入50℃的油浴中加热，50℃下搅拌6h后，旋转蒸发除去溶剂乙醇。得到的负载型的预催化剂，50℃真空干燥12h。干燥后的预催化剂置于管式炉中，氮气下800℃煅烧2h(升温速率5℃/分钟)。自然降至恒温后，获得催化剂C2(钴负载量为2.3％)。
实施例3：
称取0.125g四水乙酸钴于圆底烧瓶中，20ml甲醇作为溶剂将其溶解，再加入0.254gILs3(金属钴与ILs3的摩尔比为1：3)，40℃下搅拌3h后，缓慢加入1g的活性炭。圆底烧瓶放入50℃的油浴中加热，50℃下搅拌6h后，旋转蒸发除去溶剂甲醇。得到的负载型的预催化剂，60℃真空干燥12h。干燥后的预催化剂置于管式炉中，氮气下800℃煅烧2h(升温速率5℃/分钟)。自然降至恒温后，获得催化剂C3(钴负载量为2.2％)。
实施例4：
称取0.119g六水氯化钴于圆底烧瓶中，20ml甲醇作为溶剂将其溶解，再加入0.273gILs1(金属钴与ILs1的摩尔比为1：3)，40℃下搅拌2h后，缓慢加入1g的活性炭。圆底烧瓶放入60℃的油浴中加热，60℃下搅拌6h后，旋转蒸发除去溶剂甲醇。得到的负载型的预催化剂，60℃真空干燥12h。干燥后的预催化剂置于管式炉中，氮气下800℃煅烧2h(升温速率4℃/分钟)。自然降至恒温后，获得催化剂C4(钴负载量为2.3％)。
实施例5：
称取0.125g四水乙酸钴于圆底烧瓶中，20ml乙醇作为溶剂将其溶解，再加入0.182gILs1(金属钴与ILs1的摩尔比为1：2)，40℃下搅拌2h后，缓慢加入1g的活性炭。圆底烧瓶放入50℃的油浴中加热，50℃下搅拌6h后，旋转蒸发除去溶剂乙醇。得到的负载型的预催化剂，50℃真空干燥12h。干燥后的预催化剂置于管式炉中，氮气下800℃煅烧2h(升温速率4℃/分钟)。自然降至恒温后，获得催化剂C5(钴负载量为2.4％)。
实施例6：
称取0.125g四水乙酸钴于圆底烧瓶中，20ml甲醇作为溶剂将其溶解，再加入0.365gILs1(金属钴与ILs1的摩尔比为1：4)，40℃下搅拌3h后，缓慢加入1g的活性炭。圆底烧瓶放入60℃的油浴中加热，60℃下搅拌5h后，旋转蒸发除去溶剂甲醇。得到的负载型的预催化剂，70℃真空干燥12h。干燥后的预催化剂置于管式炉中，氮气下800℃煅烧2h(升温速率4℃/分钟)。自然降至恒温后，获得催化剂C6(钴负载量为2.1％)。
实施例7：
称取0.125g四水乙酸钴于圆底烧瓶中，20ml乙醇作为溶剂将其溶解，再加入0.273gILs1(金属钴与ILs1的摩尔比为1：3)，30℃下搅拌4h后，缓慢加入2g的活性炭。圆底烧瓶放入60℃的油浴中加热，60℃下搅拌6h后，旋转蒸发除去溶剂乙醇。得到的负载型的预催化剂，80℃真空干燥12h。干燥后的预催化剂置于管式炉中，氮气下800℃煅烧2h(升温速率4℃/分钟)。自然降至恒温后，获得催化剂C7(钴负载量为1.3％)。
实施例8：
称取0.125g四水乙酸钴于圆底烧瓶中，20ml甲醇作为溶剂将其溶解，再加入0.273gILs1(金属钴与ILs1的摩尔比为1：3)，40℃下搅拌3h后，缓慢加入1g的活性炭。圆底烧瓶放入50℃的油浴中加热，50℃下搅拌6h后，旋转蒸发除去溶剂甲醇。得到的负载型的预催化剂，60℃真空干燥12h。干燥后的预催化剂置于管式炉中，氮气下800℃煅烧1h(升温速率4℃/分钟)。自然降至恒温后，获得催化剂C8(钴负载量为2.2％)。
实施例9：
称取0.125g四水乙酸钴于圆底烧瓶中，20ml甲醇作为溶剂将其溶解，再加入0.273gILs1(金属钴与ILs1的摩尔比为1：3)，30℃下搅拌4h后，缓慢加入1g的活性炭。圆底烧瓶放入50℃的油浴中加热，50℃下搅拌6h后，旋转蒸发除去溶剂甲醇。得到的负载型的预催化剂，50℃真空干燥12h。干燥后的预催化剂置于管式炉中，氮气下800℃煅烧3h(升温速率4℃/分钟)。自然降至恒温后，获得催化剂C9(钴负载量为2.2％)。
实施例10：制备的催化剂用于2,3,5-三甲基苯醌的制备。
在20mL高压反应釜中，加入1mmol2,3,6-三甲基苯酚，2ml二氯甲烷和催化剂C1，且催化剂的量为40mg，在1MPaO2压力下，室温(25℃)反应15h。待反应结束后，用乙醚萃取，气相色谱检测2,3,6-三甲基苯酚的转化率和2,3,5-三甲基苯醌的选择性。最后过滤用乙醚洗涤催化剂，干燥后可以再重复使用。反应式如下：
实施例11-18
使用催化剂C2—C9的工艺与C1(实施例10)的工艺流程一致，其中C7的加入量60mg，O2压力为2MPa；C8的有机溶剂为乙醇；C9的反应温度为0℃，反应时间20h；反应结果分别列于下表中：
| 催化剂 | 2,3,6-三甲基苯酚转化率 | 2,3,5-三甲基苯醌选择性 |
| C1 | 97.8％ | 97％ |
| C2 | 96.2％ | 93％ |
| C3 | 90％ | 94％ |
| C4 | 93％ | 92％ |
| C5 | 88％ | 95％ |
| C6 | 93％ | 90％ |
| C7 | 86％ | 93％ |
| C8 | 89％ | 91％ |
| C9 | 95％ | 92％ |
催化剂C1的回收使用情况如下表：
Claims (10)
1.一种氧化制备2,3,5-三甲基苯醌的方法，其具体步骤如下：
A.稳定的碳氮材料负载型钴催化剂的制备:将钴金属化合物溶解于有机溶剂中，加入含氰基离子液体，搅拌发生配位反应，然后加入载体，加热搅拌吸附，钴金属化合物与含氰基离子液体生成配合物吸附在载体上，然后蒸发干燥得到粉末，粉末随后在保护气氛下，在750-850℃煅烧并保持1-3h,得到碳氮材料负载型钴催化剂；其中钴金属化合物与含氰基离子液体的摩尔比为1：(2～4)；配位反应的温度为30-40℃，时间为2～4h；吸附的温度为40～60℃，吸附时间为5～6h；
B.2,3,5-三甲基苯醌的制备:将步骤A制得的碳氮材料负载型催化剂和2,3,6-三甲基苯酚，在有机溶剂中，通入氧气为氧化剂，反应15-20h得到产物2,3,5-三甲基苯醌。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤A中所述的钴金属化合物为乙酸钴或氯化钴。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤A中所述的含氰基离子液体为1,3-双(氰甲基)咪唑氯化物、1-甲基-3-氰甲基咪唑氯化物或1-乙烯基-3-氰甲基咪唑氯化物。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤A中所述的载体为活性炭或炭纳米管。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤A中所述的有机溶剂为甲醇或乙醇。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤A中粉末煅烧是以2～7℃/分钟的升温速率升到750-850℃,在氮气气氛保护下煅烧。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤B中所述的有机溶剂为二氯甲烷或乙醇。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤B中碳氮材料负载型催化剂的加入量为碳氮材料负载型催化剂的质量与2,3,6-三甲基苯酚摩尔量之比为40-60mg/mol。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤B中通入氧气的压力为1-2MPa。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤B中的反应温度为0-30℃。
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Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106179449A (zh) * | 2016-07-18 | 2016-12-07 | 南京工业大学 | 一种碳氮材料负载的钴催化剂及合成哌马色林中间体的方法 |
| CN106669737A (zh) * | 2017-01-04 | 2017-05-17 | 上海应用技术大学 | 一种磁性核壳结构的碳／钯‑钴多相催化剂的制备方法 |
| CN107185571A (zh) * | 2017-05-18 | 2017-09-22 | 南京工业大学 | 钴催化剂及其制备方法和在催化合成2,3,5‑三甲基苯醌中的应用 |
| CN110420632A (zh) * | 2019-06-27 | 2019-11-08 | 河南大学 | 一种具有空配位点的H2O-WOx@C催化剂的使用方法 |
| CN115894204A (zh) * | 2022-11-28 | 2023-04-04 | 南京工业大学 | 一种氧气氧化合成三甲基苯醌的方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0127888A1 (en) * | 1983-06-06 | 1984-12-12 | Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc. | Process for the production of 2,3,5-trimethylbenzoquinone |
| US20020143198A1 (en) * | 2001-01-03 | 2002-10-03 | Soofin Cheng | Synthesis of TMBQ with transition metal-containing molecular sieve as catalysts |
| CN101260030A (zh) * | 2008-04-10 | 2008-09-10 | 浙江大学 | 以离子液体支载催化剂制备2，3，5-三甲基苯醌的方法 |
| CN102108047A (zh) * | 2010-12-06 | 2011-06-29 | 上海迪赛诺医药发展有限公司 | 制备2,3,5-三甲基对苯醌的方法 |
-
2016
- 2016-03-11 CN CN201610141015.9A patent/CN105693490B/zh active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0127888A1 (en) * | 1983-06-06 | 1984-12-12 | Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc. | Process for the production of 2,3,5-trimethylbenzoquinone |
| US20020143198A1 (en) * | 2001-01-03 | 2002-10-03 | Soofin Cheng | Synthesis of TMBQ with transition metal-containing molecular sieve as catalysts |
| CN101260030A (zh) * | 2008-04-10 | 2008-09-10 | 浙江大学 | 以离子液体支载催化剂制备2，3，5-三甲基苯醌的方法 |
| CN102108047A (zh) * | 2010-12-06 | 2011-06-29 | 上海迪赛诺医药发展有限公司 | 制备2,3,5-三甲基对苯醌的方法 |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106179449A (zh) * | 2016-07-18 | 2016-12-07 | 南京工业大学 | 一种碳氮材料负载的钴催化剂及合成哌马色林中间体的方法 |
| CN106179449B (zh) * | 2016-07-18 | 2018-11-13 | 南京工业大学 | 一种碳氮材料负载的钴催化剂及合成哌马色林中间体的方法 |
| CN106669737A (zh) * | 2017-01-04 | 2017-05-17 | 上海应用技术大学 | 一种磁性核壳结构的碳／钯‑钴多相催化剂的制备方法 |
| CN106669737B (zh) * | 2017-01-04 | 2019-05-24 | 上海应用技术大学 | 一种磁性核壳结构的碳／钯-钴多相催化剂的制备方法 |
| CN107185571A (zh) * | 2017-05-18 | 2017-09-22 | 南京工业大学 | 钴催化剂及其制备方法和在催化合成2,3,5‑三甲基苯醌中的应用 |
| CN107185571B (zh) * | 2017-05-18 | 2019-12-24 | 南京工业大学 | 钴催化剂及其制备方法和在催化合成2,3,5-三甲基苯醌中的应用 |
| CN110420632A (zh) * | 2019-06-27 | 2019-11-08 | 河南大学 | 一种具有空配位点的H2O-WOx@C催化剂的使用方法 |
| CN115894204A (zh) * | 2022-11-28 | 2023-04-04 | 南京工业大学 | 一种氧气氧化合成三甲基苯醌的方法 |
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