[發明專利]以雜多酸插層水滑石為催化劑合成2-乙基蒽醌的方法

在審

• 申請號: 201810082374.0
• 申請日: 2018-01-29
• 公開（公告）號: CN108147957A
• 公開（公告）日: 2018-06-12
• 發明（設計）人: 馮擁軍;謝浩杰;李殿卿;李宏宇;唐平貴
• 申請（專利權）人: 北京化工大學
• 主分類號: C07C50/18
• 分類號: C07C50/18;C07C46/00;B01J31/34;B01J27/188;B01J27/19;B01J37/10;B01J37/30
• 代理公司: 北京恒和頓知識產權代理有限公司 11014
• 代理人: 孫伯慶

本發明公開了一種以雜多酸插層水滑石為催化劑合成2?乙基蒽醌的方法，該方法以2?(4′?乙基苯甲?；?苯甲酸為原料，以雜多酸插層三羥甲基水滑石為催化劑，在該催化劑的作用下，2?(4′?乙基苯甲?；?苯甲酸在180?250℃下反應1.0?4.0小時，脫水閉環生成2?乙基蒽醌。所采用的雜多酸插層三羥甲基水滑石催化劑是以三羥甲基修飾的鎂鋁水滑石為前驅體，用雜多酸通過離子交換，制備得到雜多酸插層三羥甲基水滑石。該方法避免了現有工藝中由于使用發煙硫酸而產生大量難以處理的廢酸的弊端。

技術領域

本發明屬于合成化學工程技術領域，具體涉及2-乙基蒽醌的制備方法。

技術背景

2-乙基蒽醌(2-EAQ)是一種重要的有機中間體，廣泛應用于制備過氧化氫、光篩樹脂、光敏聚合劑和染料中間體等。隨著過氧化氫產業的迅速發展，對2-乙基蒽醌的需求量迅速增加，但其生產規模和產品質量均無法滿足我國過氧化氫行業對2-乙基蒽醌的需求。

2-乙基蒽醌傳統生產工藝采用發煙硫酸作為催化劑，生產過程中會產生大量的廢酸，生產1噸2-乙基蒽醌副產8-10噸濃度為30-50％的廢酸，廢酸中含有大量的有機物，不僅對設備和環境造成嚴重危害，而且該廢酸無害化處理成本極高，嚴重制約了2-乙基蒽醌的工業化生產規模和企業的正常發展，因此發展新型催化工藝代替傳統生產工藝成為了該領域研究的重點和熱點。

目前，研究較為廣泛的新型催化劑為固體酸催化劑。專利CN1879965A公開了一種改性Beta沸石用于2-烷基蒽醌和蒽醌生產的方法，該方法具有環境友好、過程簡單、條件溫和，但該催化劑易失活，生產過程復雜。CN 104588107A公開了一種由Beta沸石、磷鎢酸、氟和耐熔無機氧化物組成的催化劑，用該催化劑合成2-烷基蒽醌時，同樣具有環境友好等特點。但同時存在低溫活性差、酸強度分布寬、孔徑小、易積碳等缺點，重復使用困難，造成成本較高。

雜多酸(POMs)是一類帶有離散陰離子金屬氧化物簇結構類型的固體酸，由于其獨特的物理化學性質在催化、醫藥、納米科學等領域應用廣泛。雜多酸用于有機合成時具有酸催化活性、氧化還原催化活性，同時具備高選擇性等優點，成為綠色有機合成研究的一個重要方向。但雜多酸本身比表面積小，熱穩定性差，回收困難，一般需要固載于合適載體，以提高比表面積，充分發揮催化活性。

以水滑石作為載體，將雜多酸插層水滑石可以形成高比表面積的催化體系，可代替硫酸用于有機羧酸的催化酯化等體系：文獻CN103706403采用雜多酸插層水滑石替代濃硫酸催化劑應用于生產三醋酸甘油酯反應，其優勢在于低溫反應活性高，對設備腐蝕性小，無廢酸產生，且催化劑可以回收重復使用；文獻CN103922930公開了雜多酸插層水滑石催化劑制備醋酸正丙酯，與液體酸催化劑相比，具有無廢酸產生、成本更低、收率更高，且催化劑可重復使用的優點。

以2-(4′-乙基苯甲酰基)苯甲酸脫水關環合成2-乙基蒽醌，采用的是質子酸或路易斯酸催化的Friedel-Crafts?；磻?，其反應機理與酯化反應不同，雜多酸插層水滑石應用于Friedel-Crafts?；磻壳吧形匆妶蟮?。

發明內容

本發明的目的是提供一種以雜多酸插層水滑石為催化劑合成2-乙基蒽醌的方法。

本發明提供的方法是，以2-(4′-乙基苯甲酰基)苯甲酸為原料，以雜多酸插層三羥甲基水滑石為催化劑，通過Friedel-Crafts?；磻苽?-乙基蒽醌。該方法避免了現有工藝中由于使用發煙硫酸而產生大量難以處理的廢酸的弊端，實現了2-乙基蒽醌的綠色生產。其反應式如下：

本發明所述的以雜多酸插層水滑石催化合成2-乙基蒽醌的方法，具體步驟如下：