本发明涉及一种制备2,3,5-三甲基氢醌的方法。
背景技术:
2,3,5-三甲基氢醌主要用作合成维生素E,是重要的精细化工中间体。现有的2,3,5-三甲基氢醌的制备方法主要有以下几种:
2,3,6-三甲基苯酚催化羟基化法。该方法通常使用自制固体催化剂,氧化剂一般为双氧水,由于涉及到碳氢键的直接活化,此工艺存在2,3,6-三甲基苯酚原料转化率低的问题,原来转化率一般都低于40%。
异佛尔酮法。此方法是将异佛尔酮经过提纯、异构化、水解、转位等过程制备2,3,5-三甲基苯醌。由于反应步骤多,操作过程复杂,该方法总体收率较低。
2,3,5-三甲基苯醌还原法。该方法主要包括保险粉还原法和催化加氢还原法。其中,保险粉还原工艺成熟稳定,但是由于产生大量的废水,污染严重,已被淘汰。催化加氢还原法,原子经济性好,产品质量高、成本低,目前已成为2,3,5-三甲基苯醌还原制备2,3,5-三甲基氢醌的主要方法。但是该催化加氢工艺多采用钯等贵金属催化剂,经济成本高;另外,加氢通常需要在高温高压下进行,能耗高,对安全生产管理及设备均有较高要求。
由于上述各方法的缺点,迫切需要一种操作简便、工艺条件温和、绿色环保的制备2,3,5-三甲基氢醌的方法。
技术实现要素:
本发明的目的在于提供一种操作简便、工艺条件温和、绿色环保的仿生催化还原制备2,3,5-三甲基氢醌的方法。
本发明的技术解决方案是:
一种仿生催化还原制备2,3,5-三甲基氢醌的方法,其特征是:将2,3,5-三甲基苯醌在溶剂中溶解,加入仿生催化剂,通入氢气,在常温常压下,进行催化加氢还原反应,反应结束,将滤液减压蒸馏除去溶剂,萃取出催化剂,制得2,3,5-三甲基氢醌。
所述溶剂是甲醇或乙醇。
所述溶剂与2,3,5-三甲基苯醌的重量比例是(5-20):1。
所述仿生催化剂与2,3,5-三甲基苯醌重量比是(0.05-0.15):1。
氢气压力为1个大气压。
反应时间0.5-5小时。
反应温度20-35℃。
本发明由2,3,5-三甲基苯醌催化加氢还原制备2,3,5-三甲基氢醌的反应方程式如下:
用于2,3,5-三甲基苯醌催化加氢还原制备2,3,5-三甲基氢醌的单铁核配合物仿生催化剂结构式如下:
本发明催化加氢还原工艺条件温和、操作简便,收率高,为95%以上。所制备的2,3,5-三甲基氢醌可以用于维生素E的合成。
下面结合实施例对本发明作进一步说明。
具体实施方式
实施例1
甲醇与2,3,5-三甲基苯醌的重量比例是10:1;
仿生催化剂与2,3,5-三甲基苯醌重量比是0.05:1;
氢气压力为1个大气压;
反应时间2小时;
反应温度25℃。
将2,3,5-三甲基苯醌1g溶解在10g甲醇溶剂中,加入仿生催化剂0.05g,搅拌下通入1个大气压的氢气,进行催化加氢还原反应2小时,催化加氢反应温度25℃。反应结束后,将滤液减压蒸馏除去溶剂,萃取出催化剂,制得2,3,5-三甲基氢醌,收率95.50%。
实施例2
甲醇与2,3,5-三甲基苯醌的重量比例是20:1;
仿生催化剂与2,3,5-三甲基苯醌重量比是0.15:1;
氢气压力为1个大气压;
反应时间5小时;
反应温度35℃。
将2,3,5-三甲基苯醌1g溶解在20g甲醇溶剂中,加入仿生催化剂0.15g,搅拌下通入1个大气压的氢气,进行催化加氢还原反应5小时,催化加氢反应温度35℃。反应结束后,将滤液减压蒸馏除去溶剂,萃取出催化剂,制得2,3,5-三甲基氢醌,收率95.28%。
实施例3
乙醇与2,3,5-三甲基苯醌的重量比例是5:1;
仿生催化剂与2,3,5-三甲基苯醌重量比是0.15:1;
氢气压力为1个大气压;
反应时间0.5小时;
反应温度20℃。
将2,3,5-三甲基苯醌1g溶解在5g乙醇溶剂中,加入仿生催化剂0.15g,搅拌下通入1个大气压的氢气,进行催化加氢还原反应0.5小时,催化加氢反应温度20℃。反应结束后,将滤液减压蒸馏除去溶剂,萃取出催化剂,制得2,3,5-三甲基氢醌,收率96.20%。
实施例4
乙醇与2,3,5-三甲基苯醌的重量比例是15:1;
仿生催化剂与2,3,5-三甲基苯醌重量比是0.10:1;
氢气压力为1个大气压;
反应时间3小时;
反应温度25℃。
将2,3,5-三甲基苯醌1g溶解在15g乙醇溶剂中,加入仿生催化剂0.10g,搅拌下通入1个大气压的氢气,进行催化加氢还原反应3小时,催化加氢反应温度25℃。反应结束后,将滤液减压蒸馏除去溶剂,萃取出催化剂,制得2,3,5-三甲基氢醌,收率95.80%。
实施例5
甲醇与2,3,5-三甲基苯醌的重量比例是10:1;
仿生催化剂与2,3,5-三甲基苯醌重量比是0.07:1;
氢气压力为1个大气压;
反应时间4小时;
反应温度30℃。
将2,3,5-三甲基苯醌1g溶解在10g甲醇溶剂中,加入仿生催化剂0.07g,搅拌下通入1个大气压的氢气,进行催化加氢还原反应4小时,催化加氢反应温度30℃。反应结束后,将滤液减压蒸馏除去溶剂,萃取出催化剂,制得2,3,5-三甲基氢醌,收率96.20%。