CN108409542B - 一种合成2,3-二羟基萘的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种合成2,3‑二羟基萘的方法，将萘、催化剂和助剂加入到反应溶剂中，搅拌下升温至30～70℃，然后滴加浓度为30％的双氧水，反应得到2,3‑二羟基萘溶液。与现有制备2,3‑二羟基萘的工艺相比，本发明提供了一条成本相对低廉、环境友好的2,3‑二羟基萘合成方法，避免了传统磺化、碱熔工艺需要消耗大量酸、碱，以及由此带来的大量含酸废水问题，并且反应条件温和，能耗低，有利于环保。
Description
技术领域
本发明涉及一种合成羟基萘的方法，尤其是一种合成2,3-二羟基萘的新方法，属于精细化工技术领域。
背景技术
2,3-二羟基萘(CAS号：92-44-4)是一种灰白色或微红色粉末，微溶于水，溶于醇和醚，其被广泛用作染料、医药中间体、染发剂、分析试剂等。
目前，工业上合成2,3-二羟基萘的方法仍然是以传统的磺化、碱熔工艺为主，但生产的过程中需要使用大量的碱，并且产生大量含盐废水，而且高温碱熔温度往往在300℃以上，能耗高。现有技术中，已有一些关于合成2,3-二羟基萘的方法的介绍，例如，申请号为201710468914.4和201611096570.0的中国专利介绍的合成2,3-二羟基萘的方法中，使用氢氧化钾和氢氧化钠的混合物来对2-萘酚-3,6-二磺酸钠进行碱熔，能在一定程度上减少碱的使用量，但碱熔需在340℃下进行，同时仍然会有大量含盐废水产生；专利EP0479292和JPH04338346报道了采用氢氧化钾做碱熔试剂，在表面活性剂油酸钠或十四碳烯磺酸钠的辅助作用下，于有机溶剂氢化三联苯或脂肪脂环混合油中进行碱熔反应，但在330℃的反应温度下，表面活性剂及相应有机溶剂的稳定性及使用安全性存在巨大问题；申请号为201510185004.6的中国专利介绍了以2,6-萘二磺酸钠代替2-萘酚-3,6-二磺酸钠为原料来制备2,3-二羟基萘，但相应过程仍然需要在高温下进行碱熔、然后酸中和；申请号为201410135107.7的中国专利对2,3-二羟基萘-6-磺酸钠的酸性水解条件进行了改进，采用具有酸性的离子液代替浓硫酸为催化剂，该方法虽然降低了水解步骤的废水量，但其原料2,3-二羟基萘-6-磺酸钠的仍然是通过高温碱熔获得。
综上，现有技术中，合成2,3-二羟基萘的方法存在的主要问题包括：(1)需使用大大过量的氢氧化钠，通常使用的氢氧化钠摩尔量是底物摩尔量的6倍以上；(2)中和过量的氢氧化钠需消耗大量的硫酸或盐酸，并生成大量含盐废水，废水处理成本高昂；(3)高温碱熔温度往往在300℃以上，不但能耗高，300℃的高温还容易使原料烧焦为副产物。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术中2,3-二羟基萘的合成方法存在的不足，提供一种合成2,3-二羟基萘的新方法，从源头上避免高能耗、高物耗、高废水量的碱熔方法的使用。
技术方案
本发明以萘为原料、双氧水为氧化剂、卡宾铜为催化剂、季铵盐为相转移催化剂，进行氧化反应直接从萘制备2,3-二羟基萘。与现有通过碱熔方法制备2,3-二羟基萘的工艺相比，本发明提供了一条成本相对低廉、环境友好的2,3-二羟基萘合成方法，避免了传统碱熔工艺需要消耗大量酸、碱，以及由此带来的大量含酸废水问题。具体方案如下：
一种合成2,3-二羟基萘的方法，将萘、催化剂和助剂加入到反应溶剂中，搅拌下升温至30～70℃，然后滴加浓度为30％的双氧水，反应得到2,3-二羟基萘溶液；所述助剂为季铵盐相转移催化剂；双氧水与萘的摩尔比为2:1～10:1。
催化剂的用量占萘重量的0.03～0.5％；助剂的用量占萘重量的0.7～5％。
进一步，所述的催化剂为卡宾铜，结构式如下：
其中：R为苯基、4-甲基苯基、2,6-二异丙基苯基、2,4,6-三甲基苯基、乙基、丁基、己基。优选为2,6-二异丙基苯基或2,4,6-三甲基苯基。
上述催化剂可以直接从市场上购买，也可以根据公开的文献合成，如Organometallics,2015,34(14),3497-3507；Dalton Transactions,2010,39(19),4489-4491；Chemical Communications,2015,51(7),1282-1284；Transition MetalChemistry,2010,35(4),415-418；Tetrahedron,2012,68(38),7949-7955。
进一步，所述季铵盐相转移催化剂选自四丁基氯化铵、四己基氯化铵、三辛基甲基氯化铵或十二烷基三甲基氯化铵中的任意一种。优选为三辛基甲基氯化铵或十二烷基三甲基氯化铵。
进一步，所述反应溶剂选自庚烷、辛烷、壬烷、癸烷的直链或支链烷烃中的任意一种。优选为正辛烷和正壬烷。
进一步，所述浓度为30％的双氧水在2h内滴加完成。
进一步，所述反应温度为40～60℃。
本发明的有益效果：与现有技术相比，本发明以萘为原料、双氧水为氧化剂、卡宾铜为催化剂、季铵盐为相转移催化剂，进行氧化反应直接从萘制备2,3-二羟基萘，反应条件温和，不需要使用大量碱和酸，也不会造成大量含盐废水，能耗低，有利于环保。
具体实施方式
以下的实施例将对本发明进行更为全面的描述。
实施例1
在1000ml三口瓶中，加入正辛烷512g，然后加入萘128g、2,4,6-三甲基苯基卡宾铜0.13g、四己基氯化铵3.0g，搅拌下升温至50℃，然后在2小时内滴加双氧水(浓度30％)300g，随后在50℃继续反应5小时，停止反应。用100g正辛烷萃取水相3次，合并有机相。取有机相进行液相色谱分析，显示含2,3-二羟基萘102.2g(产率63.9％)。
实施例2
在1000ml三口瓶中，加入正辛烷512g，然后加入萘128g、2,4,6-三甲基苯基卡宾铜0.13g、四己基氯化铵3.0g，搅拌下升温至50℃，然后在2小时内滴加双氧水(浓度30％)500g，随后在50℃继续反应5小时，停止反应。用100g正辛烷萃取水相3次，合并有机相。取有机相进行液相色谱分析，显示含2,3-二羟基萘125.8g(产率78.6％)。
实施例3
催化剂为苯基卡宾铜，其余与实施例2相同，2,3-二羟基萘产率为62.5％。
实施例4
催化剂为4-甲基苯基卡宾铜，其余与实施例2相同，2,3-二羟基萘产率为70.9％。
实施例5
催化剂为2,6-二异丙基苯基卡宾铜，其余与实施例2相同，2,3-二羟基萘产率为81.7％。
实施例6
催化剂为乙基卡宾铜，其余与实施例2相同，2,3-二羟基萘产率为39.6％。
实施例7
催化剂为丁基卡宾铜，其余与实施例2相同，2,3-二羟基萘产率为41.9％。
实施例8
催化剂为己基卡宾铜，其余与实施例2相同，2,3-二羟基萘产率为49.3％。
实施例9
助剂为四丁基氯化铵，其余与实施例2相同，2,3-二羟基萘产率为65.9％。
实施例10
助剂为三辛基甲基氯化铵，其余与实施例2相同，2,3-二羟基萘产率为81.3％。
实施例11
助剂为十二烷基三甲基氯化铵，其余与实施例2相同，2,3-二羟基萘产率为83.8％。
Claims (7)
1.一种合成2,3-二羟基萘的方法，其特征在于，将萘、催化剂和助剂加入到反应溶剂中，搅拌下升温至30～70℃，然后滴加浓度为30％的双氧水，反应得到2,3-二羟基萘溶液；
所述助剂为季铵盐相转移催化剂，所述季铵盐相转移催化剂选自四丁基氯化铵、四己基氯化铵、三辛基甲基氯化铵或十二烷基三甲基氯化铵中的任意一种；
双氧水与萘的摩尔比为2:1～10:1；
所述的催化剂为卡宾铜，结构式如下：
其中：R为苯基、4-甲基苯基、2,6-二异丙基苯基、2,4,6-三甲基苯基、乙基、丁基、己基。
2.根据权利要求1所述的合成2,3-二羟基萘的方法，其特征在于，所述催化剂的用量占萘重量的0.03～0.5％，助剂的用量占萘重量的0.7～5％。
3.根据权利要求1所述的合成2,3-二羟基萘的方法，其特征在于，卡宾铜的结构式中，R为2,6-二异丙基苯基或2,4,6-三甲基苯基。
4.根据权利要求1所述的合成2,3-二羟基萘的方法，其特征在于，所述季铵盐相转移催化剂为三辛基甲基氯化铵或十二烷基三甲基氯化铵。
5.根据权利要求1所述的合成2,3-二羟基萘的方法，其特征在于，所述反应溶剂选自庚烷、辛烷、壬烷、癸烷的直链或支链烷烃中的任意一种。
6.根据权利要求1所述的合成2,3-二羟基萘的方法，其特征在于，所述浓度为30％的双氧水在2h内滴加完成。
7.根据权利要求1或2或3或4或5或6所述的合成2,3-二羟基萘的方法，其特征在于，所述反应温度为40～60℃。
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| JP2004175782A (ja) * | 2002-07-23 | 2004-06-24 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 芳香族ヒドロキシ化合物の製造方法 |
| CN102442889A (zh) * | 2011-11-15 | 2012-05-09 | 南通柏盛化工有限公司 | 2，3-二羟基萘的精制方法 |
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