[發明專利]環狀過氧化物的合成及其應用

在審

• 申請號: 202210153101.7
• 申請日: 2022-02-18
• 公開（公告）號: CN114634478A
• 公開（公告）日: 2022-06-17
• 發明（設計）人: 任國輝
• 申請（專利權）人: 任國輝
• 主分類號: C07D323/00
• 分類號: C07D323/00;C08F10/06;C08F4/36
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司 21212
• 代理人: 周瑩;李馨

本發明具體涉及環狀過氧化物的合成及其應用，屬于有機合成及精細化工領域。一種環狀過氧化物的合成方法，其特征在于：以酮類化合物和過氧化氫水溶液為原料，在酸催化下發生過氧化反應得到環狀過氧化物。本發明工藝過程安全可靠，可以得到高收率、高純度的目標產物；本發明反應條件溫和，工藝過程簡單，產物不需要純化；本發明不引入溶劑，原材料成本低；本發明得到的環狀過氧化物便于處理以及資源化利用，綠色環保，適合放大以及工業化生產。

技術領域

本發明屬于有機合成及精細化工領域，具體涉及環狀過氧化物的合成及其應用。

背景技術

環狀過氧化物是一種具有過氧鏈即-O-O-的環狀化合物，由于分子結構中存在過氧鍵和較高的氧元素含量，可以作為自由基引發劑以及參與氧化反應，可用于有機合成以及新材料加工制造以及燃料油性能改進等諸多方面，是一類新興的重要的化工產品，具有廣泛的應用領域。

該類化合物常見的是具有從最小的六元環即含有2個過氧化物結構單元和九元環即3個過氧化物結構單元的結構類型，再大的環即具有更多過氧化物結構單元的化合物十分罕見。其中具有九元環即3個過氧化物結構單元的結構類型具有以下的結構特征：

R代表相同的或者不同的各種脂肪族烷基或者芳香族取代基團。

文獻報道的合成該類化合物的方法較少，1959年N.A.Milas首次報道了該類化合物的合成方法，并于1961年申請了相關專利US3003000。Milas開發的工藝過程操作繁復，主要得到的是過氧化物單體，環狀產物僅以雜質形式被分離得到，收率很低，因此無法實現工業化大規模生產。

2004年德國德固賽公司專利WO2004/076405中報道了使用硝酸催化和醋酸在異十二烷作為溶劑條件下合成的工藝方法，該方法使用溶劑，原材料成本偏高，產物需要進行純化，工藝復雜。

2015年阿克蘇諾貝爾公司申請的WO2015/135865中也同樣使用了各種溶劑如異十二烷作為反應溶劑來合成，同樣存在著原料成本過高，產物需要分離純化的弊端，且由于溶劑的存在對產物的應用也存在較為明顯的影響，不利于產物的復配和添加。

發明內容

為實現上述發明目的，本發明采用以下技術方案：

一種環狀過氧化物的合成方法，以酮類化合物和過氧化氫水溶液為原料，在酸催化下發生過氧化反應得到環狀過氧化物。

進一步地，所述方法包括以下步驟：向反應器中加入酮類化合物，滴加酸催化劑，之后滴加過氧化氫水溶液，控制反應體系溫度，保溫反應結束后將反應混合物靜置分層，收集油相，得到環狀過氧化物。

進一步地，所述環狀過氧化物為式(Ⅰ)含有2個過氧基團的六元環或式(Ⅱ)含3個過氧基團的九元環

其中R₁-R₆為線性C1～C10烷基、C3～C10環烷基、C1～C10烯基、C1～C10炔基、C6～C10苯基或被烷基取代后的苯基、萘基中的一種。

進一步地，所述酮類化合物為丙酮、丁酮、戊酮、苯乙酮中的一種；所述酸催化劑為硫酸、硝酸、高氯酸、醋酸、對甲苯磺酸中的一種或幾種，所述的過氧化氫水溶液的濃度為10％～70％。

進一步地，所述酮類化合物、酸催化劑與過氧化氫水溶液的摩爾比例為1:(0.2～20):(1～10)，優選比例為1:(0.5～5):(1～5)。

進一步地，滴加酸催化劑時控制反應溫度范圍是-40℃～90℃，優選為-10～50℃；滴加過氧化氫水溶液時控制反應溫度范圍是-40℃～90℃，優選為-10～50℃。

本發明提供了上述制備方法制備得到的環狀過氧化物。

上述環狀過氧化物作為交聯引發劑的應用。