CN109879726A - 一种萘液相氧化制备萘酚的方法 - Google Patents

一种萘液相氧化制备萘酚的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种萘液相氧化制备萘酚的方法。采用过渡金属氧化物负载的分子筛为催化剂，在温和的条件下，以双氧水为氧化剂，在有机溶剂中催化氧化萘制备萘酚。该方法制备萘酚具有反应条件温和、操作简单、催化剂易于制备无污染且可回收利用、环境友好等优点。

Description

一种萘液相氧化制备萘酚的方法
技术领域
本申请涉及一种萘液相氧化制备萘酚的方法，属于化学化工领域。
背景技术
萘酚有1-萘酚和2-萘酚两种同分异构体，是重要的医药中间体，在医药、农药、橡胶助剂、香料、皮革揉制、纺织印染助剂和选矿剂等方面均有广泛的应用。近几年，萘酚下游产品还用于感光材料以及液晶材料的生产与研究，应用前景广阔。
萘酚的现有生产方法主要为磺化碱熔法和异丙萘法两种生产工艺。其中磺化碱熔法工艺过程中需排放高浓度的酸性含盐废水，劳动强度大，还产生粉尘、酸雾等污染。异丙萘法的产物除萘酚外还会产生1-异丙基萘和2-异丙基萘，甚至产生萘多烷基取代产物，如何有效控制副反应的发生提高目的产物的选择性是该生产工艺的关键。以萘和丙烯为原料制备萘酚过程中，有等摩尔的丙酮产生，导致原子利用率降低，更重要的是中间产物过氧化异丙萘是一种不稳定的过氧化物，遇热、酸、碱甚至铁锈均能使之分解，并放出大量热使系统中的温度升高而引起爆炸，因此该工艺过程的安全性较差。水解法主要有两种技术-氯萘法和萘胺法。两种水解法都存在腐蚀设备严重，废水处理量大，工艺流程长的问题，并且中间物萘胺是公认的致癌物，毒性非常大。
萘直接氧化合成萘酚由于过程简单，近几年来得到了极大关注。该方法是在氧化剂和催化剂的作用下，使萘一步氧化直接合成萘酚。以精萘为原料，以双氧水为氧化剂，在均相体系以强酸为催化剂直接氧化萘制得萘酚，萘酚产率为23％～46％。
该类研究中，均相催化体系存在着环境污染、催化剂腐蚀性强等问题；而在多相催化体系中，催化剂制备复杂，容易出现过度氧化的问题而导致产物选择性差。故近年来的研究趋势主要在寻找选择性好、操作条件简单且的催化剂。
发明内容
根据本发明的一个方面，提供了一种萘液相氧化制备萘酚的方法，采用过渡金属氧化物负载的分子筛为催化剂，催化氧化萘制备萘酚，其催化剂制备简单，无污染，易回收利用，该方法反应条件温和、操作简单、对环境友好，所得产品收率高，同时也克服了传统方法生产周期长、污染大、腐蚀设备严重、安全性差等缺点，是一种绿色生产工艺。
所述萘液相氧化制备萘酚的方法采用过渡金属氧化物负载的分子筛为催化剂，催化氧化萘制备萘酚。
优选地，所述萘液相氧化制备萘酚的方法至少包括：将萘、过渡金属氧化物负载的分子筛催化剂、有机溶剂和双氧水混合，制备萘酚。
进一步优选地，混合后在温度范围40℃～150℃下反应2小时～10小时，制备萘酚。
更进一步优选地，反应6小时～10小时。
作为一种具体的实施方式，所述萘液相氧化制备萘酚的方法至少包括：将萘、过渡金属氧化物负载的分子筛催化剂、有机溶剂依次加入反应容器中，以双氧水为氧化剂，在温度范围40℃～150℃条件下反应2～10小时，催化氧化萘制备萘酚。
优选地，所述分子筛选自HY、Beta、MOR、ZSM-5硅铝分子筛中的至少一种。
优选地，所述过渡金属氧化物选自钛氧化物、钒氧化物、锰氧化物、铁氧化物、钴氧化物、镍氧化物、铜氧化物中的至少一种。
所述过渡金属氧化物负载的分子筛催化剂的制备至少包括以下步骤：
a)将过渡金属配制成前驱体溶液；
b)以分子筛为载体，采用等体积浸渍法负载步骤a)中所配制的前驱体溶液；
c)将步骤b)中负载过渡金属的分子筛催化剂经过干燥、焙烧后制得过渡金属氧化物负载的分子筛催化剂。
优选地，所述过渡金属氧化物负载的分子筛催化剂过渡金属氧化物的质量含量为0.1％～20％；
进一步优选地，所述过渡金属氧化物负载的分子筛催化剂中，过渡金属氧化物质量含量为0.5～10％。
优选地，所述有机溶剂选自丙酮、乙酸、乙腈、二甲基亚砜、二氯甲烷中的至少一种。
优选地，所述有机溶剂的质量含量为20％～80％。
优选地，所述双氧水的质量含量为1％～30％。
本申请能产生的有益效果至少包括：
(1)本申请提供的萘液相氧化制备萘酚的方法可实现由萘一步氧化制备萘酚，所得产品收率高，同时也克服了传统方法生产周期长、污染大、腐蚀设备严重、安全性差等缺点，反应条件温和、操作简单、对环境友好，属于绿色生产工艺。
(2)本发明提供的萘液相氧化制备萘酚的方法中所采用的催化剂制备简单，无污染，易回收并重复利用。
具体实施方式
以下下面结合实施例详述本申请，但本申请并不局限于下述实施例。
实施例1：萘液相氧化制备萘酚
在250mL的圆底烧瓶中，加入0.8g萘、25mL乙腈、0.2g催化剂Fe2O3/Beta。加热升温至40℃，滴加30％的双氧水2mL，恒温反应10h。用气相色谱仪分析产物组成。结果为萘酚的收率为20.2％。
实施例2：萘液相氧化制备萘酚
在250mL的圆底烧瓶中，加入0.8g萘、25mL乙腈、0.2g催化剂Fe2O3/HY。加热升温至60℃，滴加30％的双氧水2mL，恒温反应6h。用气相色谱仪分析产物组成。结果为萘酚的收率为25.2％。
实施例3：萘液相氧化制备萘酚
在250mL的圆底烧瓶中，加入0.8g萘、25mL乙腈、0.2g催化剂Fe2O3/ZSM-5。加热升温至70℃，滴加30％的双氧水2mL，恒温反应6h。用气相色谱仪分析产物组成。结果为萘酚的收率为18.2％。
实施例4：萘液相氧化制备萘酚
在250mL的圆底烧瓶中，加入0.8g萘、乙腈25mL、0.2g催化剂Fe2O3/MOR。加热升温至100℃，滴加30％的双氧水2mL，恒温反应6h。用气相色谱仪分析产物组成。结果为萘酚的收率为22.5％。
实施例5：萘液相氧化制备萘酚
在250mL的圆底烧瓶中，加入0.8g萘、25mL乙腈、0.2g催化剂Co2O3/Beta。加热升温至120℃，滴加30％的双氧水2mL，恒温反应6h。用气相色谱仪分析产物组成。结果为萘酚的收率为24.8％。
实施例6：萘液相氧化制备萘酚
在250mL的圆底烧瓶中，加入0.8g萘、25mL乙酸、0.2g催化剂Fe2O3/Beta。加热升温至150℃，滴加30％的双氧水2mL，恒温反应6h。用气相色谱仪分析产物组成。结果为萘酚的收率为35.3％。
实施例7：萘液相氧化制备萘酚
在250mL的圆底烧瓶中，加入0.8g萘、25mL乙腈、0.2g催化剂Fe2O3/Beta。加热升温至80℃，滴加30％的双氧水2mL，恒温反应6h。用气相色谱仪分析产物组成。结果为萘酚的收率为40.1％。
实施例8：萘液相氧化制备萘酚
在250mL的圆底烧瓶中，加入0.8g萘、乙腈25mL、0.2g催化剂Fe2O3/Beta。加热升温至60℃，滴加30％的双氧水2mL，恒温反应10h。用气相色谱仪分析产物组成。结果为萘酚的收率为45.2％。
是本发明的几个实施例，并非对本申请做任何形式的限制，虽然本申请以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限制本申请，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案的范围内，利用上述揭示的技术内容做出些许的变动、重组或修饰均等同于等效实施案例，均属于技术方案范围内。

Claims (10)

1.一种萘液相氧化制备萘酚的方法，其特征在于，所述方法采用过渡金属氧化物负载的分子筛为催化剂，催化氧化萘制备萘酚。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法至少包括：将萘、过渡金属氧化物负载的分子筛催化剂、有机溶剂和双氧水混合，制备萘酚。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，混合后在温度范围40℃～150℃下反应2小时～10小时，制备萘酚。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述分子筛选自HY、Beta、MOR、ZSM-5分子筛中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述过渡金属氧化物选自钛氧化物、钒氧化物、锰氧化物、铁氧化物、钴氧化物、镍氧化物、铜氧化物中的至少一种。
6.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述过渡金属氧化物负载的分子筛催化剂中，过渡金属氧化物质量含量范围为0.1％～20％；
优选地，所述过渡金属氧化物负载的分子筛催化剂中，过渡金属氧化物质量含量范围为0.5％～10％。
7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述有机溶剂选自丙酮、乙酸、乙腈、二甲基亚砜、二氯甲烷中的至少一种。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述过渡金属氧化物负载的分子筛催化剂的制备至少包括以下步骤：
a)将过渡金属配制成前驱体溶液；
b)以分子筛为载体，采用等体积浸渍法负载步骤a)中所配制的前驱体溶液；
c)将步骤b)中负载过渡金属的分子筛催化剂经过干燥、焙烧后制得过渡金属氧化物负载的分子筛催化剂。
9.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，混合后所述有机溶剂的质量浓度范围为20％～80％。
10.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，混合后所述双氧水的质量浓度范围为1％～30％。
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CN101362098A (zh) * 2007-08-09 2009-02-11 黑龙江大学 催化过氧化氢氧化苯到苯酚负载钒催化剂、制备及应用

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杨秋生: "催化直接羟基化法制备萘酚的研究", 《工程科技I辑》 *

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