一种二苯基甲烷制备二苯基甲酮的方法技术

本发明专利技术公开了一种二苯基甲烷制备二苯基甲酮的方法，属于有机合成技术领域；本发明专利技术通过在溶剂体系中，以过氧化物为氧化剂，以氮掺杂碳纳米管为催化剂，进行二苯基甲烷的氧化反应，得到二苯基甲酮。本发明专利技术以过氧化物叔丁基过氧化氢为氧化剂，在常压下进行反应，有效的提高了反应的安全性及降低了反应的操作难度。本发明专利技术通过调控催化剂氮掺杂碳纳米管的氮含量和用量，显著提升产率。显著提升产率。显著提升产率。

【技术实现步骤摘要】
一种二苯基甲烷制备二苯基甲酮的方法


[0001]本专利技术属于有机合成
，具体涉及一种二苯基甲烷制备二苯基甲酮的方法。

技术介绍

[0002]二苯基甲酮是一种十分重要的精细化工和医药中间体，其用途十分广泛，能够用于生产紫外线吸收剂、有机颜料、香料、杀虫剂等重要化工产品。在医药方面，二苯基甲酮能够用于双环己哌啶、苯甲托品氢溴酸盐、苯海拉明盐酸盐等药品的生产。此外，二苯基甲酮本身能够作为一种重要的苯乙烯聚合抑制剂和香料定香剂，在多种香水和皂用香精中被广泛的使用。因此，寻找能够高效、稳定地合成二苯基甲酮的方法有重要意义。
[0003]以二苯基甲烷作为反应物，催化氧化其α
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碳生成羰基，从而得到二苯基甲酮是有效的。Marwah等人(US6274746)提出，以二苯基甲烷作为原料，叔丁基过氧化氢作为氧化剂，乙酸乙酯作为溶剂，在0
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5℃的反应条件下，缓慢滴加次氯酸钠溶液能够制得二苯基甲酮。纪红兵等人(CN104478677B)提出，以二苯基甲烷作为原料，以金属卟啉作为催化剂，使用0.2
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2.0MPa的氧气作为催化剂，反应温度为50
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150℃时，二苯基甲烷的转化率在2
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47％之间。Liu等人(Nano Research,2021,14(9):3260
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3266)报道了以负载金纳米颗粒的复合纳米球作为催化剂，在反应体系中通入10atm的氧气，反应12h后，二苯基甲酮的产率能够达到13％。Zhang等人(Journal of Molecular Structure,2021,1233:130043)报道了以金离子配合物作为催化剂，以叔丁基过氧化氢作为氧化剂，在90℃下催化氧化二苯基甲烷反应18h，在不同的溶剂条件下，二苯基甲酮的产率在30％～80％之间。Kimberley等人(Angewandte Chemie International Edition,2021,60(28):15243
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15247)报道了以金属
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有机框架材料MFM
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170作为催化剂，以叔丁基过氧化氢作为氧化剂，以乙腈作为溶剂，在65℃下反应24h，二苯基甲酮的产率为40％。
[0004]以上文献说明二苯基甲烷氧化生成二苯基甲酮的方法是具有可行性的，但文献方法仍具有各种不足，如使用次氯酸钠溶液与叔丁基过氧化氢混合液作为氧化剂，反应放出大量的热，容易发生副反应且使反应条件难以控制。使用高压氧气作为氧化剂，这具有一定的危险性及较高的操作难度。以贵金属或其氧化物、配合物作为催化剂，贵金属本身有限的储量及高昂的价格会导致生产过程中的成本提高，同时反应体系中的金属离子也会给污水处理及环境保护带来新的问题。而对于金属
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有机框架材料，材料本身的合成方法仍处于发展阶段，这导致了材料的合成有着一定的不成熟性，同时金属
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有机框架材料的稳定性也是一个重大的挑战。针对以上问题，寻找出一种安全性高、操作简便、绿色高效且适用于工业生产的二苯基甲烷氧化生成二苯基甲酮生产工艺具有重大意义。

技术实现思路

[0005]针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的在于提供一种二苯基甲烷制备二苯基甲酮的方法；实现以叔丁基过氧化氢为氧化剂，氧化二苯基甲烷高效制备二苯基甲酮。本专利技术
使用制备简单、对环境友好的氮掺杂碳纳米管为催化剂，专利技术一种经济，绿色，可靠的合成二苯基甲酮的方法。
[0006]本专利技术所采取的技术方案是：
[0007]一种二苯基甲烷制备二苯基甲酮的方法，包括以下步骤：
[0008]在溶剂体系中，以过氧化物为氧化剂，以氮掺杂碳纳米管为催化剂，进行二苯基甲烷的氧化反应。
[0009]优选的，所述氮掺杂碳纳米管的含氮量为0.5～5wt％。
[0010]进一步优选的，所述氮掺杂碳纳米管的含氮量为0.5～2.5wt％。
[0011]优选的，所述氮掺杂碳纳米管的制备方法为：保护气氛下，碳纳米管在600～800℃下与吡啶和环己烷的混合液或吡啶反应，得到氮掺杂碳纳米管。
[0012]进一步优选的，所述吡啶和环己烷的混合液中吡啶和混合液的体积比为0.1～1：1，且不为1；所述碳纳米管与吡啶和环己烷的混合液或吡啶的质量体积比为0.05g：0.5～3ml；
[0013]进一步优选的，所述保护气氛为氩气。
[0014]优选的，所述氧化反应的温度为30～70℃。
[0015]进一步优选的，所述氧化反应的温度为50～70℃。
[0016]优选的，所述溶剂为乙腈、1,2
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二氯乙烷、甲苯、乙酸乙酯中的至少一种。
[0017]进一步优选的，所述溶剂为乙腈。
[0018]优选的，所述溶剂与二苯基甲烷的体积质量比为5
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20ml：1g。
[0019]优选的，所述氮掺杂碳纳米管与二苯基甲烷的质量比为0.01～0.05：1。
[0020]进一步优选的，所述氮掺杂碳纳米管与二苯基甲烷的质量比为0.01～0.025：1。
[0021]优选的，所述过氧化物为叔丁基过氧化氢；所述过氧化物与二苯基甲烷的摩尔比为0.5～3：1。
[0022]进一步优选的，所述过氧化物与二苯基甲烷的摩尔比为1.5～3：1。
[0023]优选的，所述氧化反应的时间为0.5～9h。
[0024]进一步优选的，所述氧化反应的时间为1～9h。
[0025]优选的，所述氧化反应在搅拌条件下进行，搅拌速率为300～900rpm。
[0026]进一步优选的，所述搅拌速率为600～900rpm。
[0027]本专利技术与现有技术相比，有如下优点：
[0028]1)本专利技术以叔丁基过氧化氢为氧化剂，在常压下进行反应，有效的提高了反应的安全性及降低了反应的操作难度。
[0029]2)本专利技术以绿色环保，分离简单的氮掺杂碳纳米管作为催化剂，具有极好的环境友好性，且在反应后能够较为容易的分离回收催化剂。
[0030]3)本专利技术以后掺杂方法制备的氮掺杂碳纳米管，通过调整工艺参数，能够调控氮掺杂碳纳米管的氮含量，且相比于原位氮掺杂碳纳米管，本专利技术的催化剂在二苯基甲烷氧化反应中具有更高的活性。
[0031]4)本专利技术调控氮掺杂碳纳米管的氮含量，氮含量在一定范围内的催化产率更高(过高过低产率都会降低)。
[0032]5)本专利技术优化氮掺杂碳纳米管的用量，氮掺杂碳纳米管的用量在一定范围内的催
化产率更高(过高过低产率都会降低)。
附图说明
[0033]图1为实施例5中反应后液相混合物的气相色谱图。
具体实施方式
[0034]下面结合实施例对本专利技术作进一步详细的描述，但专利技术的保护范围并不局限于实施例表述的。
[0035]下面实施例中有关二苯基甲酮的产率(％)是在反应结束后，通过气相色谱仪(GC)分本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种二苯基甲烷制备二苯基甲酮的方法，其特征在于，包括以下步骤：在溶剂体系中，以过氧化物为氧化剂，以氮掺杂碳纳米管为催化剂，进行二苯基甲烷的氧化反应。2.根据权利要求1所述的二苯基甲烷制备二苯基甲酮的方法，其特征在于：所述氮掺杂碳纳米管的含氮量为0.5～5wt％。3.根据权利要求1所述的二苯基甲烷制备二苯基甲酮的方法，其特征在于：所述氮掺杂碳纳米管的制备方法为：保护气氛下，碳纳米管在600～800℃下与吡啶和环己烷的混合液或吡啶反应，得到氮掺杂碳纳米管。4.根据权利要求3所述的二苯基甲烷制备二苯基甲酮的方法，其特征在于：所述吡啶和环己烷的混合液中吡啶和混合液的体积比为0.1～1：1，且不为1；所述碳纳米管与吡啶和环己烷的混合液或吡啶的质量体积比为0.05g：0.5
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3ml；所述保护气氛为氩气。5.根据权利要求1所述的二苯基甲烷制备二苯基甲酮的方法，其特征在于：所述氧化反应的温度为...

【专利技术属性】
技术研发人员：余皓，郭炯恺，王红娟，曹永海，王浩帆，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：