一种苯羟基化制苯酚的合成方法技术

本发明专利技术公开了一种苯羟基化制苯酚的合成方法，乙腈、苯、双氧水、Cu‑Cu2O纳米颗粒、N‑N—二甲基乙酰胺、水合氧氯化锆和2‑磺酸对苯二甲酸钠为主要原料，采用磁控溅射的方法制备一种具有特殊结构的纳米颗粒,其中颗粒作为核,它的周围被所包裹形成壳体,该结构的纳米颗粒进行水合配位后形成MOFs多孔骨架空间结构，具有一定的晶型、晶粒大小、孔隙结构、比表面积以及高机械强度，相比传统催化剂活性中心本发明专利技术具有更多的界面面积和缺陷浓度,并且容易通过调节制备工艺来调节缺陷浓度,从而达到提高催化活性，延长催化剂使用寿命的效果，对苯羟基化反应制备苯酚具有优异的催化效果。

Synthesis of phenol by hydroxylation of benzene

The invention discloses a synthesis method of phenol by hydroxylation of benzene. Acetonitrile, benzene, hydrogen peroxide, Cu_Cu2O nanoparticles, N_N-dimethylacetamide, zirconium oxychloride hydrate and sodium terephthalate 2_sulfonate are used as main raw materials to prepare a kind of nanoparticles with special structure by magnetron sputtering. As a nucleus, it is surrounded by encapsulated shell. The nanoparticles of this structure hydrate and coordinate to form MOFs porous skeleton space structure. It has certain crystal form, grain size, pore structure, specific surface area and high mechanical strength. Compared with the traditional catalyst active center, the present invention has more interface area and more defects. Moreover, it is easy to adjust the defect concentration by adjusting the preparation process, so as to improve the catalytic activity and prolong the service life of the catalyst.

【技术实现步骤摘要】
一种苯羟基化制苯酚的合成方法
本专利技术涉及一种苯羟基化制苯酚的合成方法,属于合成化

技术介绍
苯酚也称作石炭酸，是一种重要的有机化工中间体，主要用于生产双酚A、酚醛树脂、烷基酚、苯胺、己内酰胺、己二酸以及水杨酸等，此外还可以用作试剂、消毒剂等，在医药、农药、染料、香料、塑料、合成橡胶、合成纤维等方面用途广泛。目前，苯酚的工业生产方法主要有苯磺化法、异丙苯法以及甲苯一苯甲酸法等，其中异丙苯法在世界苯酚工业生产中占据主导地位。近年来，由于电子通讯工业、汽车工业和建筑业的迅速发展，苯酚下游产品双酚A,酚醛树脂、任基烷等产品的需求持续增长，从而带动了苯酚需求的强劲增加，因此针对苯酚合成，开展新型催化剂的设计制备，具有重要的科学意义和应用前景。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种苯羟基化制苯酚的合成方法，该方法在优化条件下能催化苯羟基化反应,具有较高的产物选择性。一种苯羟基化制苯酚的合成方法，该方法包括以下步骤：步骤1、将150mgMOF-SO3@Cu-Cu2O纳米催化剂加入5OmL单口瓶中，向单口瓶依次加入乙腈5mL、苯1mL，双氧水3mL，冰水浴中搅拌5min；步骤2、再将单口瓶置于60℃水浴中，冰水回流冷凝，反应1.5h后，冰水冷却1Omin；步骤3、产物在6000r/min下离心后，收集上层清液，采用外标法用液相色谱仪进行苯氧化产物含量的测定；液相测试条件:体积比为20:80的甲醇和水的混合溶剂作为流动相，C18色谱柱，全波段紫外检测器，270nm波长检测苯酚。所述的MOF-SO3@Cu-Cu2O纳米催化剂制备方法如下：步骤1、采用DPS-Ⅲ型超高真空磁控溅射镀膜机，在靶台上安装纯度为99.99%的Cu靶材，溅射前使溅射真空室的背底真空度优于5.0×10-5Pa,溅射时保持衬底与Cu靶的距离为8cm,氢气流量为50sccm，生长室气压保持在0.2Pa，保持60W的溅射功率室温下进行溅射溅射；步骤2、沉积完成后，关闭溅射电源，并抽空生长室至真空度为5.0×10-5Pa。然后开启衬底加热电源将衬底加热到150℃，然后通高纯氧气并保持生长室压力为0.2Pa，并保持加热10分钟，然后生长室抽真室至5.0×10-5Pa，并停止加热，得到Cu-Cu2O纳米颗粒；步骤3、取15gCu-Cu2O纳米颗粒超声分散在45gN-N—二甲基乙酰胺（DMA）中，形成分散液，而后依次加入50g水合氧氯化锆和8g2—磺酸对苯二甲酸钠，混合均匀，而后添加11g甲酸,超声分散20min；步骤4、将上述混合液转移至聚四氟乙烯内衬中,盖好盖子并放入反应釜中密封紧密,然后置于150℃的恒温烘箱中持续反应24h,将反应产物通过离心分离出来,先用新鲜的DMF溶剂清洗3次,再用新鲜的乙醇溶剂多次洗涤,离心分离产物最后置于50℃的烘箱中保持6h,即得到MOF-SO3@Cu-Cu2O纳米催化剂。有益效果：本专利技术提供了一种苯羟基化制苯酚的合成方法，采用磁控溅射的方法制备一种具有特殊结构的纳米颗粒,其中颗粒作为核,它的周围被所包裹形成壳体,该结构的纳米颗粒进行水合配位后形成MOFs多孔骨架空间结构，具有一定的晶型、晶粒大小、孔隙结构、比表面积以及高机械强度；利用磁控溅射技术制备出的Cu-Cu2O纳米颗粒,不需要掺杂任何其它金属元素，相比传统催化剂活性中心具有更多的界面面积和缺陷浓度,并且容易通过调节制备工艺来调节缺陷浓度,从而达到提高催化活性，延长催化剂使用寿命的效果，对苯羟基化反应制备苯酚具有优异的的催化效果。具体实施方式实施例1一种苯羟基化制苯酚的合成方法，该方法包括以下步骤：步骤1、将150mgMOF-SO3@Cu-Cu2O纳米催化剂加入5OmL单口瓶中，向单口瓶依次加入乙腈5mL、苯1mL，双氧水3mL，冰水浴中搅拌5min；步骤2、再将单口瓶置于60℃水浴中，冰水回流冷凝，反应1.5h后，冰水冷却1Omin；步骤3、产物在6000r/min下离心后，收集上层清液，采用外标法用液相色谱仪进行苯氧化产物含量的测定；液相测试条件:体积比为20:80的甲醇和水的混合溶剂作为流动相，C18色谱柱，全波段紫外检测器，270nm波长检测苯酚。所述的MOF-SO3@Cu-Cu2O纳米催化剂制备方法如下：步骤1、采用DPS-Ⅲ型超高真空磁控溅射镀膜机，在靶台上安装纯度为99.99%的Cu靶材，溅射前使溅射真空室的背底真空度优于5.0×10-5Pa,溅射时保持衬底与Cu靶的距离为8cm,氢气流量为50sccm，生长室气压保持在0.2Pa，保持60W的溅射功率室温下进行溅射溅射；步骤2、沉积完成后，关闭溅射电源，并抽空生长室至真空度为5.0×10-5Pa。然后开启衬底加热电源将衬底加热到150℃，然后通高纯氧气并保持生长室压力为0.2Pa，并保持加热10分钟，然后生长室抽真室至5.0×10-5Pa，并停止加热，得到Cu-Cu2O纳米颗粒；步骤3、取15gCu-Cu2O纳米颗粒超声分散在45gN-N—二甲基乙酰胺（DMA）中，形成分散液，而后依次加入50g水合氧氯化锆和8g2—磺酸对苯二甲酸钠，混合均匀，而后添加11g甲酸,超声分散20min；步骤4、将上述混合液转移至聚四氟乙烯内衬中,盖好盖子并放入反应釜中密封紧密,然后置于150℃的恒温烘箱中持续反应24h,将反应产物通过离心分离出来,先用新鲜的DMF溶剂清洗3次,再用新鲜的乙醇溶剂多次洗涤,离心分离产物最后置于50℃的烘箱中保持6h,即得到MOF-SO3@Cu-Cu2O纳米催化剂。实施例2步骤1、将150mgMOF-SO3@Cu-Cu2O纳米催化剂加入5OmL单口瓶中，向单口瓶依次加入乙腈2.5mL、苯1mL，双氧水3mL，冰水浴中搅拌5min；其余步骤同实施例1。实施例3步骤1、将150mgMOF-SO3@Cu-Cu2O纳米催化剂加入5OmL单口瓶中，向单口瓶依次加入乙腈1mL、苯1mL，双氧水3mL，冰水浴中搅拌5min；其余步骤同实施例1。实施例4步骤1、将150mgMOF-SO3@Cu-Cu2O纳米催化剂加入5OmL单口瓶中，向单口瓶依次加入乙腈5mL、苯0.5mL，双氧水3mL，冰水浴中搅拌5min；其余步骤同实施例1。实施例5步骤1、将150mgMOF-SO3@Cu-Cu2O纳米催化剂加入5OmL单口瓶中，向单口瓶依次加入乙腈5mL、苯1.5mL，双氧水3mL，冰水浴中搅拌5min；其余步骤同实施例1。实施例6步骤1、将150mgMOF-SO3@Cu-Cu2O纳米催化剂加入5OmL单口瓶中，向单口瓶依次加入乙腈5mL、苯2mL，双氧水3mL，冰水浴中搅拌5min；其余步骤同实施例1。实施例7步骤1、将150mgMOF-SO3@Cu-Cu2O纳米催化剂加入5OmL单口瓶中，向单口瓶依次加入乙腈5mL、苯3mL，双氧水3mL，冰水浴中搅拌5min；其余步骤同实施例1。实施例8步骤1、将150mgMOF-SO3@Cu-Cu2O纳米催化剂加入5OmL单口瓶中，向单口瓶依次加入乙腈5mL、苯1mL，双氧水1.5mL，冰水浴中搅拌5min；其余步骤同实施例1。实施例9步骤1、将150mgMOF-SO3@Cu-Cu2O纳米催化剂加入5OmL单口瓶中，向单口瓶依次加入乙腈5mL、苯1mL，双氧水1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种苯羟基化制苯酚的合成方法，其特征在于该方法包括以下步骤：步骤1、将150mgMOF‑SO3@Cu‑Cu2O纳米催化剂加入5OmL单口瓶中，向单口瓶依次加入乙腈5mL、苯1mL，双氧水3mL，冰水浴中搅拌5min；步骤2、再将单口瓶置于60℃水浴中，冰水回流冷凝，反应1.5h后，冰水冷却1Omin；步骤3、产物在6000r/min下离心后，收集上层清液，采用外标法用液相色谱仪进行苯氧化产物含量的测定；液相测试条件:体积比为20:80的甲醇和水的混合溶剂作为流动相，C18色谱柱，全波段紫外检测器，270nm波长检测苯酚。

【技术特征摘要】
1.一种苯羟基化制苯酚的合成方法，其特征在于该方法包括以下步骤：步骤1、将150mgMOF-SO3@Cu-Cu2O纳米催化剂加入5OmL单口瓶中，向单口瓶依次加入乙腈5mL、苯1mL，双氧水3mL，冰水浴中搅拌5min；步骤2、再将单口瓶置于60℃水浴中，冰水回流冷凝，反应1.5h后，冰水冷却1Omin；步骤3、产物在6000r/min下离心后，收集上层清液，采用外标法用液相色谱仪进行苯氧化产物含量的测定；液相测试条件:体积比为20:80的甲醇和水的混合溶剂作为流动相，C18色谱柱，全波段紫外检测器，270nm波长检测苯酚。2.根据权利要求1所述一种苯羟基化制苯酚的合成方法，其特征在于，所述的MOF-SO3@Cu-Cu2O纳米催化剂制备方法如下：步骤1、采用DPS-Ⅲ型超高真空磁控溅射镀膜机，在靶台上安装纯度为99.99%的Cu靶材，溅射前使溅射真空室的背底真空度优于5.0×10-5Pa,溅射时保持衬底与Cu靶的距离为8cm,氢气流量为...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：新沂市中诺新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32