一种改性石墨烯催化合成草酸二乙酯的方法技术

技术编号:14913620 阅读:178 留言:0更新日期:2017-03-30 03:10
本发明专利技术涉及一种改性石墨烯催化合成草酸二乙酯的方法,反应前向合成草酸二乙酯反应器中加入富羟基化氧化石墨烯,由于富羟基化氧化石墨烯优异的物化性质,使得草酸分子与乙醇分子在石墨烯表面反应高效彻底,草酸二乙酯收率由93.3%提高至99%以上。本方法简单实用,富羟基化氧化石墨烯能重复利用,成本低,适合大规模生产。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于医药中间体合成领域,具体涉及一种改性石墨烯催化合成草酸二乙酯的方法
技术介绍
草酸二乙酯是化学工业的基本有机原料之一。它广泛应用于医药、塑料、印染、有机合成等方面。工业上草酸二乙酯的合成方法主要有两种:即传统的酯化法和近些年发展起来的一氧化碳催化氧化偶联法。酯化法是工业上一直沿用的传统方法。此法为草酸、乙醇和甲苯(苯)按一定配比进行反应脱水的方法。但是生产周期长,单耗高,这直接影响到生产厂家的生产效率。鉴于上述工艺的限制和缺点,本专利技术提供了一种改进的合成工艺方法,基于改性氧化石墨烯独特的理化性质,它具有高比表面积(2630m2/g),良好的化学稳定性,以及鉴于羟基具有良好的亲水、亲油性能,以及改性后的石墨烯超大孔径(200nm~240nm)、π-π键与芳香族基团相互作用。使得草酸分子与乙醇分子在石墨烯表面附着,避免了原工艺蒸馏时,乙醇与苯的流失,使得反应彻底高效。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种改性石墨烯催化合成草酸二乙酯的方法,利用富羟基化石墨烯优异的理化性质,使草酸二乙酯合成时的传质速率大大提高,并且大大提高反应收率。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是:一种改性石墨烯催化合成草酸二乙酯的方法,包括以下步骤:1)将400ml98%硫酸保持温度在-2℃,加入10ml30%双氧水,保温30min后,依次加入0.6g石墨粉、3.6g高氯酸钠;然后20℃保温1-3h,离心得到富羟基化氧化石墨烯;2)向反应器中按比例加入草酸、乙醇、脱水剂、富羟基化氧化石墨烯,控制反应温度直至脱水结束,蒸馏140℃除去溶剂苯,降温过滤分离草酸二乙酯、富羟基化氧化石墨烯。具体地,所述步骤2)中草酸:乙醇:脱水剂:富羟基化氧化石墨烯投料比为200:220-250:19-22:0.9-3。具体地,所述步骤2)中脱水剂为苯。具体地,所述步骤2)中反应温度控制在120℃以下。本专利技术具有以下有益效果:由于富羟基化氧化石墨烯的高吸附容量特性,使草酸分子和乙醇的混合溶液能够完全吸附在石墨烯的孔径里面,使反应更加彻底,将反应收率提高6个百分点,大大降低了生产成本,而且加入的富羟基化氧化石墨烯能够循环使用次数不低于45次。具体实施方式以下是本专利技术的具体实施例,对本专利技术的技术方案做进一步描述,但是本专利技术的保护范围并不限于这些实施例。凡是不背离本专利技术构思的改变或等同替代均包括在本专利技术的保护范围之内。实施例1将400ml98%硫酸保持温度在-2℃,加入10ml30%双氧水,保温30min后,依次加入0.6g石墨粉、3.6g高氯酸钠;然后20℃保温1-3h,离心得到富羟基化氧化石墨烯;在1000ml四口瓶中,分别投入草酸、乙醇、苯、富羟基化氧化石墨烯200g、230g、22g、2g,反应温度控制在120℃以下,直至没有水分出,继续升温至140℃,蒸馏苯,将苯蒸出。降温分离草酸二乙酯、富羟基化氧化石墨烯,草酸二乙酯收率99.1%。实施例2将400ml98%硫酸保持温度在-2℃,加入10ml30%双氧水,保温30min后,依次加入0.6g石墨粉、3.6g高氯酸钠;然后20℃保温1-3h,离心得到富羟基化氧化石墨烯;在1000ml四口瓶中,分别投入草酸、乙醇、苯、富羟基化氧化石墨烯200g、240g、19g、3g,反应温度控制在120℃以下,直至没有水分出,继续升温至140℃,蒸馏苯,将苯蒸出。降温分离草酸二乙酯、富羟基化氧化石墨烯,草酸二乙酯收率99.0%。实施例3将400ml98%硫酸保持温度在-2℃,加入10ml30%双氧水,保温30min后,依次加入0.6g石墨粉、3.6g高氯酸钠;然后20℃保温1-3h,离心得到富羟基化氧化石墨烯;在1000ml四口瓶中,分别投入草酸、乙醇、苯、富羟基化氧化石墨烯200g、250g、21g、0.9g,反应温度控制在120℃以下,直至没有水分出,继续升温至140℃,蒸馏苯,将苯蒸出。降温分离草酸二乙酯、富羟基化氧化石墨烯,草酸二乙酯收率99.1%。实施例4将400ml98%硫酸保持温度在-2℃,加入10ml30%双氧水,保温30min后,依次加入0.6g石墨粉、3.6g高氯酸钠;然后20℃保温1-3h,离心得到富羟基化氧化石墨烯;在1000ml四口瓶中,分别投入草酸、乙醇、苯、富羟基化氧化石墨烯200g、220g、20g、1g,反应温度控制在120℃以下,直至没有水分出,继续升温至140℃,蒸馏苯,将苯蒸出。降温分离草酸二乙酯、富羟基化氧化石墨烯,草酸二乙酯收率99.3%。对比例在1000ml四口瓶中,分别投入草酸、乙醇、苯200g、240g、21g,反应温度控制在120℃以下,直至没有水分出,继续升温至140℃,蒸馏苯,将苯蒸出,得到草酸二乙酯,草酸二乙酯收率为93.3%。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种改性石墨烯催化合成草酸二乙酯的方法,其特征在于,包括以下步骤:1)将400ml 98%硫酸保持温度在‑2℃,加入10ml 30%双氧水,保温30min后,依次加入0.6g石墨粉、3.6g高氯酸钠;然后20℃保温1‑3h,离心得到富羟基化氧化石墨烯;2)向反应器中按比例加入草酸、乙醇、脱水剂、富羟基化氧化石墨烯,控制反应温度直至脱水结束,蒸馏140℃除去溶剂苯,降温过滤分离草酸二乙酯、富羟基化氧化石墨烯。

【技术特征摘要】
1.一种改性石墨烯催化合成草酸二乙酯的方法,其特征在于,包括以下步骤:1)将400ml98%硫酸保持温度在-2℃,加入10ml30%双氧水,保温30min后,依次加入0.6g石墨粉、3.6g高氯酸钠;然后20℃保温1-3h,离心得到富羟基化氧化石墨烯;2)向反应器中按比例加入草酸、乙醇、脱水剂、富羟基化氧化石墨烯,控制反应温度直至脱水结束,蒸馏140℃除去溶剂苯,降温过滤分离草酸二乙酯、富羟基化氧...

【专利技术属性】
技术研发人员:胡凯磊曲良体郑庚修卢言建牟应科魏成飞
申请(专利权)人:山东汇海医药化工有限公司
类型:发明
国别省市:山东;37

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