一种超声快速法制备合成3,3",5,5"‑四甲基‑4,4"‑联苯二醌的方法技术

本发明专利技术公开一种超声快速法制备合成3,3',5,5'‑四甲基‑4,4'‑联苯二醌的方法，该方法首次采用超声的方式，以2,6‑二甲基苯酚为原料，在醇和水做为溶剂的条件下，加入铜胺络合物催化剂，并以一定速率在一定时间内滴加双氧水做为氧化剂，控制反应温度及pH值进行超声反应，反应一段时间后可快速得到氧化偶合产物3,3',5,5'‑四甲基‑4,4'‑联苯二醌，该方法操作简单，原料廉价易得，反应时间短，反应结束后无需复杂后处理，产品易于分离，所得产品纯度好，具有重要的产业化前景。

An ultrasonic rapid preparation of synthetic 3,3 \, 5,5\ 4,4 \four methyl biphenyl two quinone method

The invention discloses an ultrasonic rapid preparation method for synthesis of 3,3', 5,5' four 4,4'two biphenyl methyl quinone, the method for the first time by ultrasonic way, using 2,6 two methyl phenol as raw material in alcohol and water as solvent, adding copper amine complex catalyst, and at a certain rate in within a certain time adding hydrogen peroxide as oxidant, reaction temperature and pH value of ultrasonic reaction, the reaction after a period of time can be obtained quickly oxidative coupling product 3,3', 5,5'four 4,4' two biphenyl methyl quinone, the method is simple, cheap and easily obtained raw materials, short reaction time, after the end of the reaction without complex postprocessing, easy separation of products, the product purity, has important industrial prospects.

【技术实现步骤摘要】
一种超声快速法制备合成3,3',5,5'-四甲基-4,4'-联苯二醌的方法
本专利技术涉及有机合成
，具体涉及一种超声快速法制备合成3,3',5,5'-四甲基-4,4'-联苯二醌的方法。
技术介绍
3,3',5,5'-四甲基-4,4'-联苯二醌重要的有机中间体，可用做优良的阻燃材料，聚苯醚再分配反应的引发剂，由于其整个分子是由单双键交替构成，因而电子在分子中易移动，供给和接受电子都相对容易，所以近年来3,3',5,5'-四甲基-4,4'-联苯二醌跟多的是用在电子传输材料上。目前合成3,3',5,5'-四甲基-4,4'-联苯二醌的方法都是用2,6-二甲基苯酚通过氧化偶合法制得，只是在一个不同的催化剂及氧化条件下进行，主要制备方法有FeCI3氧化法、KMnO4氧化法、O2氧化法、HPA-n氧化法及过渡金属化合物氧化法等。目前这些方法都存在催化剂制备及反应操作复杂，反应条件苛刻，且收率或者纯度不高，反应时间长。如侯薇（功能材料，2005,36(2):273-275）用KMnO4做为强氧化剂，将原料2,6-二甲基苯酚6h氧化偶联反应得到3,3',5,5'-四甲基-4,4'-联苯二醌产品，收率达到了89.83%，然而催化剂KMnO4需磨成粉末，需对产品做复杂的精制后处理，反应体系也是用有毒的有机溶剂，对设备及操作有着高要求，难以实现工业化生产。又如李胜方（精细石油化工进展，2003，4(7):35-37）用氨水与乙酸铜做为催化剂，虽反应操作简单，产品收率只有60%，但反应时间长需5~6h，且制得产品纯度不高，产品质量难以达标。为此，本专利技术公开一种超声快速法制备合成3,3',5,5'-四甲基-4,4'-联苯二醌的方法，该方法操作简单，原料廉价易得，反应时间短，反应结束后无需复杂后处理，产品易于分离，所得产品纯度好，具有重要的产业化前景。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供一种超声快速法制备合成3,3',5,5'-四甲基-4,4'-联苯二醌的方法。本专利技术的技术方案是：1．一种超声快速法制备合成3,3',5,5'-四甲基-4,4'-联苯二醌的方法，其特征在于：在醇类有机溶剂存在的可控温超声条件下，以2,6-二甲基苯酚为原料，加入一种以去离子水为溶剂的铜胺络合物做为催化剂，控制超声反应温度和体系pH值，在一定时间内匀速滴加双氧水做为氧化剂，控制原料2,6-二甲基苯酚浓度，反应一段时间后，趁热过滤且用大量去离子水洗涤数次至所得产品全为大红色固体粉末，即为氧化偶联产物3,3',5,5'-四甲基-4,4'-联苯二醌，产率可达69.75~73.24%，纯度可达89.61~92.61%；所述醇类溶剂为乙醇、甲醇或异丙醇中的一种；所述超声条件为超声功率为150~225W，超声反应温度为50~60℃；所述反应一段时间为20~45min；所述的一种控制体系pH值的溶剂为乙酸、盐酸或硫酸中的一种。所述铜胺络合物中铜为乙酸铜、氯化铜或硫酸铜中的一种，胺为乙二胺、二甲基乙二胺或四甲基乙二胺中的一种；所述铜胺络合物中铜氨摩尔比为1:0.5~2；所述加入一种以去离子水为溶剂的铜胺络合物做为催化剂中，去离子水不仅做为制备铜胺络合物催化剂的溶剂而且可做为反应溶剂，反应体系中的醇类溶剂与去离子水体积比为0.1~1:1；所述趁热过滤且用大量去离子水洗涤目的为将产物3,3',5,5'-四甲基-4,4'-联苯二醌中微量杂质水洗除去。2．如权利要求1所述一种超声快速法制备合成3,3',5,5'-四甲基-4,4'-联苯二醌的方法，所述调节剂反应体系pH值为4~6。3．如权利要求1所述一种超声快速法制备合成3,3',5,5'-四甲基-4,4'-联苯二醌的方法，所述匀速滴加速度为0.6~1.2g/min，滴加时间为10min~15min。4．如权利要求1所述一种超声快速法制备合成3,3',5,5'-四甲基-4,4'-联苯二醌的方法，所述控制原料2,6-二甲基苯酚浓度为0.4~0.8mol/L。本专利技术的有益效果：本专利技术首次使用超声法合成3,3',5,5'-四甲基-4,4'-联苯二醌，其主要效果在于，反应时间短效率高，反应条件温和，原料廉价易得，生产成本低，操作简单安全，产品易于分离，且纯度高，适合工业化生产。附图说明：图1为产品3,3',5,5'-四甲基-4,4'-联苯二醌的红外谱图2919.24cm-1归属于共轭环上甲基中C-H键的伸缩振动，1637.35cm-1吸收峰表明了共轭环上C=O键的伸缩振动，1592.30cm-1强吸收峰表明了共轭环上C=C键的伸缩振动。具体实施方式实施例1在装有冷凝管，恒压滴定漏斗的三口烧瓶中加入6.1g（0.05moL）原料2,6-二甲基苯酚和50mL乙醇有机溶剂，待原料2,6-二甲基苯酚完全溶解后，加入以0.123g(0.001moL)乙酸铜和0.06g(0.001moL)乙二胺(摩尔比为1:1)及50mL去离子水溶解配置的铜氨络合物，此时在三口烧瓶中体积比为1:1的醇水溶剂做为反应溶剂，再加入乙酸调节pH值至5，开始超声反应，超声功率175W，并同时开始以1.2g/min的滴加速度滴加双氧水，滴加时间10min，反应温度55℃，反应30min。反应结束后，趁热过滤且用大量去离子水洗涤数次至所得产品全为大红色固体粉末，即为氧化偶联产物3,3',5,5'-四甲基-4,4'-联苯二醌，经液相色谱检测产品收率为73.24%，产品纯度为92.61%。实施例2在装有冷凝管，恒压滴定漏斗的三口烧瓶中加入6.1g（0.05moL）原料2,6-二甲基苯酚和50mL乙醇有机溶剂，待原料2,6-二甲基苯酚完全溶解后，加入以0.123g(0.001moL)乙酸铜和0.06g(0.001moL)乙二胺(摩尔比为1:1)及50mL去离子水溶解配置的铜氨络合物，此时在三口烧瓶中体积比为1:1的醇水溶剂做为反应溶剂，再加入乙酸调节pH值至5，开始超声反应，超声功率150W，并同时开始以1.2g/min的滴加速度滴加双氧水，滴加时间10min，反应温度55℃，反应30min。反应结束后，趁热过滤且用大量去离子水洗涤数次至所得产品全为大红色固体粉末，即为氧化偶联产物3,3',5,5'-四甲基-4,4'-联苯二醌，经液相色谱检测产品收率为71.73%，产品纯度为91.75%。实施例3在装有冷凝管，恒压滴定漏斗的三口烧瓶中加入6.1g（0.05moL）原料2,6-二甲基苯酚和50mL乙醇有机溶剂，待原料2,6-二甲基苯酚完全溶解后，加入以0.123g(0.001moL)乙酸铜和0.06g(0.001moL)乙二胺(摩尔比为1:1)及50mL去离子水溶解配置的铜氨络合物，此时在三口烧瓶中体积比为1:1的醇水溶剂做为反应溶剂，再加入乙酸调节pH值至5，开始超声反应，超声功率200W，并同时开始以1.2g/min的滴加速度滴加双氧水，滴加时间10min，反应温度55℃，反应30min。反应结束后，趁热过滤且用大量去离子水洗涤数次至所得产品全为大红色固体粉末，即为氧化偶联产物3,3',5,5'-四甲基-4,4'-联苯二醌，经液相色谱检测产品收率为70.21%，产品纯度为90.31%。实施例4在装有冷凝管，恒压滴定漏斗的三口烧瓶中加入6.1g（0.05moL）原料2,本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超声快速法制备合成3,3',5,5'‑四甲基‑4,4'‑联苯二醌的方法，其特征在于：在醇类有机溶剂存在的可控温超声条件下，以2,6‑二甲基苯酚为原料，加入一种以去离子水为溶剂的铜胺络合物做为催化剂，控制超声反应温度和体系pH值，在一定时间内匀速滴加双氧水做为氧化剂，控制原料2,6‑二甲基苯酚浓度，反应一段时间后，趁热过滤且用大量去离子水洗涤数次至所得产品全为大红色固体粉末，即为氧化偶联产物3,3',5,5'‑四甲基‑4,4'‑联苯二醌，产率可达69.75~73.24%，纯度可达89.61~92.61%；所述醇类溶剂为乙醇、甲醇或异丙醇中的一种；所述超声条件为超声功率为150~225W，超声反应温度为50~60℃；所述反应一段时间为20~45min；所述的一种控制体系pH值的溶剂为乙酸、盐酸或硫酸中的一种。

【技术特征摘要】
1.一种超声快速法制备合成3,3',5,5'-四甲基-4,4'-联苯二醌的方法，其特征在于：在醇类有机溶剂存在的可控温超声条件下，以2,6-二甲基苯酚为原料，加入一种以去离子水为溶剂的铜胺络合物做为催化剂，控制超声反应温度和体系pH值，在一定时间内匀速滴加双氧水做为氧化剂，控制原料2,6-二甲基苯酚浓度，反应一段时间后，趁热过滤且用大量去离子水洗涤数次至所得产品全为大红色固体粉末，即为氧化偶联产物3,3',5,5'-四甲基-4,4'-联苯二醌，产率可达69.75~73.24%，纯度可达89.61~92.61%；所述醇类溶剂为乙醇、甲醇或异丙醇中的一种；所述超声条件为超声功率为150~225W，超声反应温度为50~60℃；所述反应一段时间为20~45min；所述的一种控制体系pH值的溶剂为乙酸、盐酸或硫酸中的一种。2.所述铜胺络合物中铜为乙酸铜、氯化铜或硫酸铜中的一种，胺为乙二胺、二甲基乙二胺或四...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴志民，伍巍，刘跃进，韩嫣，江晓蓉，李胜国，
申请(专利权)人：湘潭大学，
类型：发明
国别省市：湖南,43