【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及制备苯醌的领域，具体涉及制备苯醌的钾盐，如2，5-二羟基-1，4-苯醌二钾盐的领域。具体地，通过使用氢氧化钾和过氧化氢来氧化氢醌来获得苯醌的钾盐。
技术介绍
1、苯醌(如2，5-二羟基-1，4-苯醌)及其盐是化学合成中(例如在二羟吩嗪——其是作为电能存储中的电活性材料的有希望的候选者——的合成中)重要中间体。相应地，用于制备苯醌或其盐的各种方法是本领域已知的。
2、例如，r.g.jones等人(r.g.jones，h.a.shonle，j.am.chem.soc.1945，67，1034-1035.)描述了通过用27wt％的过氧化氢溶液氧化氢氧化钠溶液中的氢醌来制备2，5-二羟基-1，4-苯醌。该方法被设计为产生＜80％的质子化2，5-二羟基-1，4-苯醌。jones等人的反应条件涉及相当大的安全风险。
3、viault等人(g.viault等人，eur.j.org.chem.2011，7，1233-1241.)公开了一种方法，该方法依赖于相对于氢醌大大过量的6.3当量的过氧化氢和9.6当量的氢氧化钠的反应混合物，将其加热至45℃持续2小时。该方法产生相对不稳定的70％适中产率的2，5-二羟基-1，4-苯醌并且需要用冰进行大量冷却。
4、sudhakar等人(ch.sudhakaret al.，der chemica sinica 2016，7(2)，82-85.)在氢氧化钠和过氧化氢的水溶液中在45-50℃下氧化氢醌持续2小时，并且设计了产生2，5-二羟基-1，4-苯醌的后处理
5、p
6、虽然如上所述，氢醌氧化成苯醌(盐)的大多数方法依赖于氢氧化钠和过氧化氢的水溶液，但prakash等人(d.prakash等人，acta ciencia indica，chemistry 2003，29(2)，113-116.)描述了合成程序，其使用基于水和乙醇的溶剂混合物而不使用任何氧化剂，并且过度加热至回流持续30分钟。然而，该方法中使用的有机(共)溶剂导致了生态和商业挑战，并且尚不清楚哪种氧化剂驱动化学转化。
7、总之，所有上述方法均导致产率低于80％，并且部分使用有机溶剂或依赖于产生2，5-二羟基-1，4-苯醌——其稳定性比例如其钾盐(如2，5-二羟基-1，4-苯醌二钾盐(dkbq))低——的后处理。
8、因此，迫切需要一种生产方法，其在商业上更有吸引力、产生更高产率或避免相对不稳定的2，5-二羟基-1，4-苯醌。
技术实现思路
1、鉴于上述，本专利技术的目的在于提供一种新的苯醌的钾盐的生产方法，其克服了上述缺点。
2、该目的通过下面和所附权利要求中阐述的主题来实现。
3、尽管下面详细描述了本专利技术，但是应当理解，本专利技术不限于本文描述的特定方法学、方案和试剂，因为这些可以变化。还应当理解，本文中使用的术语不是意在限制本专利技术的范围，本专利技术的范围将仅由所附权利要求书限定。除非另有定义，本文使用的所有技术和科学术语具有与本领域普通技术人员通常理解的相同含义。
4、下面，将描述本专利技术的元素。这些元素与具体实施方式一起列出，然而，应当理解，它们可以任何方式和以任何数量组合以创建另外的实施方式。各种描述的实例和优选实施方式不应被解释为将本专利技术仅限于明确描述的实施方式。该描述应当被理解为支持并且涵盖将明确描述的实施方式与任何数量的公开的和/或优选的元素相结合的实施方式。此外，除非上下文另有指示，否则本申请中所有描述的元素的任何排列和组合应被认为由本申请的描述公开。
5、定义
6、贯穿本说明书和随后的权利要求书，除非上下文另有要求，否则术语“包含(comprise)”以及诸如“包含(comprises)”和“包含(comprising)”的变体将被理解为暗示包括规定的构件、整数或步骤，但不排除包含任何其它未规定的构件、整数或步骤。术语“由......组成”是术语“包含”的特定实施方式，其中排除任何未规定的构件、整数或步骤。在本专利技术的上下文中，术语“包含”涵盖术语“由......组成”。因此，术语“包含(comprising)”涵盖“包括”以及“由......组成”，例如，“包含(comprising)”x的组合物可以仅由x组成，或者可以包括其它某物，例如x+y。
7、除非本文另外指出或者与上下文明显矛盾，否则在描述本专利技术的上下文中(具体地在权利要求书的上下文中)使用的术语“一”和“一个”和“该”以及类似的参考术语应被解释为覆盖单数和复数。本文中数值范围的列举仅意在作为简略的表达方式，其指示分别落入范围内的每个单独值。除非本文另有指示，否则每个单独的值均并入说明书中，如同其在本文中分别引用一样。说明书中的任何语言均不应被解释为指示对本专利技术的实践必要的任何未要求保护的元素。
8、词语“基本上”不排除“完全”，例如“基本上不含”y的组合物可以完全不含y。必要时，词语“基本上”可以从本专利技术的限定中省略。
9、与数值x相关的术语“约”意指x±10％，优选x±5％，更优选x±2％，甚至更优选x±1％。
10、如本文所用，术语“羟基”是指-oh基团，优选包括所有其质子化状态，如-o-。
11、不同式中使用的符号或基团的相同标记一般指所述基团或符号的相同定义。换句话说，在一个特定式的上下文中提供的所述基团或符号的定义典型地也适用于使用相同标记的其它式。
12、如本文所用，表述“基本上不存在......”意指相应的物质/化合物理想地可以不存在。然而，可以存在少量痕量，例如其量不超过5wt％，优选不超过3wt％，更优选不超过2wt％，甚至更优选不超过1wt％，还更优选不超过重量的0.5％。
13、如本文所用，术语“当量”一般指摩尔当量。摩尔当量是一种化合物的摩尔与另一种化合物(参考化合物，例如式(ii)化合物)的摩尔的比。换句话说，当量是参考化合物(例如式(ii)化合物)的任意量(摩尔)需要乘以的数字，以计算在化学反应中用作反应物的物质的量。例如，在本专利技术方法的氧化反应中，10“当量”的koh或h2o2与式(ii)化合物的反应是指10摩尔的koh或者h2o2与1摩尔的式(ii)的化合物反应。
14、本文所用的表述“氧化开始时”是指当反应混合物刚刚完成时(包括式(ii)化合物、氢氧化钾(koh)和过氧化氢(h2o2))；以及反应因此开始的时间点。
15、制备苯醌的钾盐的方法
16、在第一方面，本专利技术提供了通过使用氢氧化钾(koh)和过氧化氢(h2o2)碱氧化根据式(ii)化合物
17、
18、来制备根据式(i)化合物
19、
20、的方法，
21、其中r1和r2独立地选自-orx、-no2、-(nrx)ry、-srx、-(so)rx、-(so2)rx、-(so3)rx、-(co)rx、-(co2)rx，其中rx是h或c1-6烷基本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.通过使用KOH和H2O2对根据式(II)
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述方法包括以下步骤：
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述反应方法中包含的KOH的量相对于式(II)的化合物的量为至少8当量。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述反应方法中包含的KOH的量相对于所述式(II)的化合物的量为至少9当量。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述反应方法中包含的KOH的量相对于所述式(II)的化合物的量为9.8-12.2当量。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述反应方法中包含的KOH的量相对于所述式(II)的化合物的量为约10当量。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述H2O2以至少27wt％H2O2、优选30wt％H2O2、更优选至少35wt％H2O2的水溶液提供。
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述H2O2以至少40wt％H2O2的水溶液提供。
9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述H2O2以至
10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中R1和R2独立地选自-H、-OH及其碱金属盐。
11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中R1和R2中的每个为-H。
12.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述反应方法中包含的H2O2的量相对于式(II)的化合物的量为至少2.5当量，优选至少2.7当量，更优选至少3.0当量。
13.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述反应温度为至少45℃，优选至少47℃，更优选至少50℃。
14.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中KOH的浓度为35-61wt％，更优选37-57wt％，甚至更优选40-55wt％。
15.根据权利要求14所述的方法，其中KOH的浓度为45±1wt％。
16.根据权利要求14所述的方法，其中KOH的浓度为至少50wt％，如50-55wt％。
17.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中在氧化期间基本上不存在NaOH。
18.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中在氧化期间基本上不存在有机溶剂。
19.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中以下各项：
20.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述方法是分批方法。
21.根据权利要求1-19中任一项所述的方法，其中所述方法是连续方法。
22.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中在所述方法期间连续添加KOH。
23.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中经由文丘里喷嘴向所述反应混合物提供H2O2。
24.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中使用管束换热器冷却所述反应。
25.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述反应在带夹套的反应器中进行。
26.根据前述权利要求中任一项所述的方法，包括从所述反应介质(母液)中分离所述产物的步骤。
27.根据权利要求26的方法，包括在分离所述产物之后，再循环或再利用所述反应介质(母液)的进一步步骤。
28.根据权利要求27所述的方法，其中所述反应介质(母液)直接用于根据前述权利要求中任一项所述的(进一步)方法中。
29.根据权利要求27所述的方法，其中所述反应介质(母液)用活性炭处理，并且随后用于根据前述权利要求中任一项所述的(进一步)方法中。
30.根据权利要求27或29所述的方法，其中在分离所述产物之后，减少所述反应介质(母液)中的水，并且随后将所得反应介质用于根据前述权利要求中任一项所述的(进一步)方法中。
31.根据权利要求27至30中任一项所述的方法，其中在根据前述权利要求中任一项所述的(进一步)方法中再利用所述反应介质(母液)之前，将KOH添加到所述反应介质(母液)中。
32.根据权利要求27至31中任一项所述的方法，其中在所述方法的步骤(1)中提供任选地补充有KOH的所述反应介质(母液)，并且步骤(2)-(4)如前述权利要求中任何一项所限定的进行。
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.通过使用koh和h2o2对根据式(ii)
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述方法包括以下步骤：
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述反应方法中包含的koh的量相对于式(ii)的化合物的量为至少8当量。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述反应方法中包含的koh的量相对于所述式(ii)的化合物的量为至少9当量。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述反应方法中包含的koh的量相对于所述式(ii)的化合物的量为9.8-12.2当量。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述反应方法中包含的koh的量相对于所述式(ii)的化合物的量为约10当量。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述h2o2以至少27wt％h2o2、优选30wt％h2o2、更优选至少35wt％h2o2的水溶液提供。
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述h2o2以至少40wt％h2o2的水溶液提供。
9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述h2o2以至少45wt％h2o2的水溶液提供。
10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中r1和r2独立地选自-h、-oh及其碱金属盐。
11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中r1和r2中的每个为-h。
12.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述反应方法中包含的h2o2的量相对于式(ii)的化合物的量为至少2.5当量，优选至少2.7当量，更优选至少3.0当量。
13.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述反应温度为至少45℃，优选至少47℃，更优选至少50℃。
14.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中koh的浓度为35-61wt％，更优选37-57wt％，甚至更优选40-55wt％。
15.根据权利要求14所述的方法，其中koh的浓度为45±1wt％。
16.根据权利要求14所述的方法，其中koh的浓度为至少50wt％，如50-55wt％。<...
【专利技术属性】
技术研发人员：P·吉格，D·纽曼，C·施奈德，M·R·哈特曼，S·施莱希，C·萨瓦里诺，
申请(专利权)人：克姆布鲁能源公司，
类型：发明
国别省市：
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