一种硅胶负载杂多酸铯盐催化合成2‑(4’‑乙基苯甲酰基)苯甲酸的方法与流程

文档序号:11826290阅读:431来源:国知局

本发明涉及使用硅胶负载CS2.5H0.5PW12O40作催化剂,以邻苯二甲酸酐和乙基苯为原料合成2-(4’-乙基苯甲酰基)苯甲酸的方法。合成2-(4’-乙基苯甲酰基)苯甲酸的生产方法,属于合成化学工程技术领域。



背景技术:

2-(4’-乙基苯甲酰基)苯甲酸,英文简称BEA,是一种合成2-乙基蒽醌重要的中间体。2-乙基蒽醌主要用于双氧水合成催化,也用于制备光筛树脂、感光材料以及医药中间体等领域。随着我国对2-乙基蒽醌需求量的增长,2-(4’-乙基苯甲酰基)苯甲酸已经无法满足日益增长的需要。

现在工业生产2-(4’-乙基苯甲酰基)苯甲酸的方法是以邻苯二甲酸酐和乙基苯为原料,在氯苯作溶剂中,以无水三氯化铝作催化剂来制备目标产物。该方法存在缺点:1.在反应过程中,由于无水三氯化铝与反应物存在络合作用,使得工业生产过程中使用二倍于反应当量比的无水三氯化铝;2.为了使无水三氯化铝与反应物形成的络合物分开,反应结束后需要向反应体系中加水来水解络合物,产生大量含有无机铝盐的废水,同时破坏了催化剂;3.无水三氯化铝催化剂在与水的作用过程中产生大量氯化氢气体,溢出后污染环境,对生产设备有较大的腐蚀作用。随着我国环保力度的加大,国内相关生产处于关闭或半关闭状态。因此,以绿色化为目标,研究开发绿色的BEA合成新工艺, 成为当务之急。对于维持行业发展、节约资源和降低环境污染具有重要意义。



技术实现要素:

本发明所要解决的技术问题是克服现有生产技术存在的不足,提供一种采用硅胶负载CS2.5H0.5PW12O40新催化剂,还以原来使用原料——邻苯二甲酸酐和乙基苯为基础,催化合成合成2-(4’-乙基苯甲酰基)苯甲酸。

本发明的技术解决方案是:按照重量份计算,将1~5份的邻苯二甲酸酐与30~180份的溶剂混合,在50℃~120℃下搅拌0.5h~2h,搅拌速度为300r/min~500r/min,使其混合均匀;随后向反应体系中加入0.5~5份的乙基苯和1~3份的硅胶负载CS2.5H0.5PW12O40催化剂,在50℃~120℃温度搅拌反应1h~6h,反应结束后过滤得到催化剂,滤液经过蒸发浓缩得到2-(4’-乙基苯甲酰基)苯甲酸。

本发明中的溶剂为氯苯或二氯甲烷,可以循环使用。

本发明中所述硅胶负载CS2.5H0.5PW12O40催化剂的制备:硅胶由青岛邦凯分离材料有限公司提供,与相应体积的0.1mol/L的碳酸铯混合,硅胶上负载铯离子,再与化学当量体积的0.08mol/L的磷钨酸溶液混合,制得硅胶负载CS2.5H0.5PW12O40催化剂;CS2.5H0.5PW12O40在硅胶上负载量为1%~50%(w/w)。

本发明中反应结束后过滤得到的催化剂,经过烘干处理后,重复使用4次催化活性仍然较高。

本发明的有益效果是:

(1)合成2-(4’-乙基苯甲酰基)苯甲酸是以硅胶负载CS2.5H0.5PW12O40作为催化剂,属于环境友好的固体酸;

(2)制备2-(4’-乙基苯甲酰基)苯甲酸的过程属于非均相催化过程,该工艺过程操作简单,反应后产物与催化剂可方便地分离,并可循环使用,不产生任何废水,是一种绿色化制备2-(4’-乙基苯甲酰基)苯甲酸的方法;

(3)该催化剂重复使用4次,催化活性仍然较高。

具体实施方式

下面列举7个实例对本发明的进一步详细描述,但本发明不受这些实例的限制。

实例一:

将7.4 g邻苯二甲酸酐和30mL氯苯混合,在55℃磁力搅拌速度300r/min下保持0.5h,向反应体系中滴加2mL乙基苯同时加入2 g的硅胶负载CS2.5H0.5PW12O40催化剂(负载量为5%),在温度为55 ℃条件下反应6h,反应结束后冷却至室温,过滤得到催化剂,所得反应液用液相色谱分析其组成。BEA的选择性为84.2%,产率为52.7%。

实例二:

将7.4 g邻苯二甲酸酐和30mL氯苯混合,在55℃磁力搅拌速度450r/min下保持0.5h,向反应体系中滴加2.5mL乙基苯同时加入2 g的硅胶负载CS2.5H0.5PW12O40催化剂(负载量为10%),在温度为75 ℃条件下反应6h,反应结束后冷却至室温,过滤得到催化剂,所得反应液用液相色谱分析其组成。BEA的选择性为76.4%,产率为53.6%。

实例三:

将7.4 g邻苯二甲酸酐和30mL氯苯混合,在65℃磁力搅拌速度400r/min下保持0.5h,向反应体系中滴加2,5mL乙基苯同时加入1 g的硅胶负载CS2.5H0.5PW12O40催化剂(负载量为10%),在温度为80 ℃条件下反应6h,反应结束后冷却至室温,过滤得到催化剂,所得反应液用液相色谱分析其组成。BEA的选择性为86.7%,产率为45.1%。

实例四:

将7.4g邻苯二甲酸酐和30mL氯苯混合,在55℃磁力搅拌速度300r/min下保持0.5h,向反应体系中滴加2.5mL乙基苯同时加入2 g的硅胶负载CS2.5H0.5PW12O40催化剂(负载量为20%),在温度为60 ℃条件下反应4h,反应结束后冷却至室温,过滤得到催化剂,所得反应液用液相色谱分析其组成。BEA的选择性为74.3%,产率为51.6%。

实例五:

将7.4 g邻苯二甲酸酐和30mL氯苯混合,在75℃磁力搅拌速度350r/min下保持0.5h,向反应体系中滴加2.5mL乙基苯同时加入2 g的硅胶负载CS2.5H0.5PW12O40催化剂(负载量为30%),在温度为65 ℃条件下反应5h,反应结束后冷却至室温,过滤得到催化剂,所得反应液用液相色谱分析其组成。BEA的选择性为74%,产率为49.7%。

实例六:

将7.4g邻苯二甲酸酐和30mL二氯甲烷混合,在85℃磁力搅拌速度400r/min下保持0.5h,向反应体系中滴加2.5mL乙基苯同时加入2 g的硅胶负载CS2.5H0.5PW12O40催化剂(负载量为40%),在温度为60 ℃条件下反应4h,反应结束后冷却至室温,过滤得到催化剂,所得反应液用液相色谱分析其组成。BEA的选择性为64.6%,产率为40.8%。

实例七:

将7.4 g邻苯二甲酸酐和30mL二氯甲烷混合,在55℃磁力搅拌速度450r/min下保持0.5h,向反应体系中滴加2.5mL乙基苯同时加入2 g的硅胶负载CS2.5H0.5PW12O40催化剂(负载量为50%),在温度为60 ℃条件下反应5h,反应结束后冷却至室温,过滤得到催化剂,所得反应液用液相色谱分析其组成。BEA的选择性为55.6%,产率为46.2%。

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