【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种制备2-甲基苯醌的方法，尤其涉及一种钒催化剂催化邻甲酚氧化制备2-甲基苯醌的方法。
技术介绍
1、目前对应用于氧化反应中的钒基催化剂的研究有很多，如xin-peng guo、xiao-xiao wang(rsc adv.,2023,13,22815-22823)等利用介孔二氧化硅负载氧化钒作为丙烷氧化脱氢制丙烯的有效催化剂，该催化剂将三氯化钒作为钒源，采用浸渍法制备，最后高温煅烧，该催化剂制备工艺简单但在操作过程中易产生氯气，对环境会造成污染；n.pethanrajan、srinivasarao ginjupalli(new j.chem.,2023,47,7253-7262)等研究了介孔二氧化硅(sba-15)负载的磷钒氧化物催化剂催化甲苯氨氧化制苯甲腈，该催化剂制作分为两个步骤，首先将正硅酸四乙酯作为硅源，经过一系列搅拌、洗涤、干燥、煅烧等步骤得到sba-15载体，然后将五氧化二钒作为钒源，与sba-15载体搅拌混合均匀后进行煅烧，最后得到磷钒催化剂，该催化剂的制备工艺较为复杂，载体稳定性不够高且在工业使用过程中会有流失；sensen.shang、bo chen(rsc adv.,2015,5,31965-31971)等使用v-n-c催化剂以氧气作为氧化剂催化氧化苯合成苯酚，该催化剂以乙酰丙酮钒作为钒源，二硫酸铵作为氮源，通过一锅热解法制备，该催化剂原料易得，价格低廉但其制备周期过长且苯酚收率较低；李艳，李兵(catal lett 145,1014-1021(2015))等以三氯氧化钒，硅钨酸等为原料制备v
2、维生素k3又名甲萘醌，2-甲基苯醌是生产维生素k3的重要中间体，此外2-甲基苯醌还可用于颜料、染料、医药中间体等，是一种重要的化工原料，通常由邻甲酚氧化制得。
3、z.taleb、f.montilla(electrocatalysis 5,186-192(2014))等利用电化学的方法，使用多晶铂电极作为工作电极，氢电极作为参比电极将邻甲酚氧化为2-甲基苯醌，该方法操作简单，能够有效的将邻甲酚氧化为2-甲基苯醌，但其反应过程对环境不友好，且对环境污染很大。王立新、张正兵等在专利技术专利为cn108530268a一文中介绍了利用ti-superoxide催化剂和以双氧水作为氧化剂将邻甲酚氧化为2-甲基苯醌，该催化剂原材料价廉易得、工艺操作简单方便，但其反应收率较低，不适合工业化生产。专利us4482756公开了一种以邻甲酚为原料，先氧化后再还原制备甲基氢醌的方法，但该方法需要高温、高压条件下还原，成本高。苏党生、林扬明等在专利技术专利为cn106146276b中介绍了将洋葱碳、石墨烯和纳米金刚石等碳材料作为固体催化剂催化苯酚氧化合成苯醌，该催化剂制备方法简单且稳定性高，能够使苯酚高效转化，但其反应选择性较低，不利于生成目的产物且能耗大。
技术实现思路
1、本专利技术所述催化剂的制备过程中所用料球质量比不包含溶剂质量，所用溶剂的量只需能够浸没催化剂原料量。
2、本专利技术的目的是为了改变邻甲酚氧化制备2-甲基苯醌收率低，选择性低的现状，而提出了一种钒基催化剂，将双氧水作为氧化剂，催化邻甲酚氧化制备2-甲基苯醌，本专利技术所制备的催化剂不仅制备工艺简单方便且可以多次回收，还能够使邻甲酚高效转化为2-甲基苯醌，选择性高，且本专利技术所使用的原材料价廉易得，反应过程绿色环保。
3、本专利技术提供一种催化氧化合成2-甲基苯醌的工艺方法(如式ⅰ)。通过控制反应条件催化邻甲酚氧化制备2-甲基苯醌。本专利技术改变了传统钒催化剂制作流程复杂，产率低，价格高昂等缺点，实现了高转化与高选择性，该催化剂催化效果好，易于回收重复使用，且该催化剂制备工艺操作流程简单，产物收率高，具有很好的工业应用前景。
4、
5、本专利技术的技术方案为：一种钒催化邻甲酚氧化制备2-甲基苯醌的方法，其具体步骤如下：a)钒催化剂的制备：将偏钒酸铵，三聚氰胺，载体，溶剂放入球磨机中，加入磨球进行球磨，干燥，最后在马弗炉中高温煅烧得到钒催化剂；b)2-甲基苯醌的制备：在反应容器中加入邻甲酚，双氧水，溶剂和步骤a)制得的钒催化剂，控温反应得到产物2-甲基苯醌。
6、优选步骤a)中偏钒酸铵与三聚氰胺摩尔比为1:(1～2)，三聚氰胺与载体的质量比例为1:(1.3～2)；所制得的钒催化剂中钒元素占催化剂总质量的6～11％。
7、优选步骤a)中所述的溶剂为水或乙醇。
8、优选步骤a)中所述的载体为sio2、tio2或钛酸四丁酯。
9、优选步骤a)中球磨时料球质量比为1：(1～2)；球磨的转速为145～160r/min，球磨的时间为3～6h。
10、优选步骤a)中所述的煅烧温度为500～700℃，煅烧时间为2～3h。
11、优选步骤b)中邻甲酚的摩尔量与溶剂的体积比为1:(1～2)mmol/ml；催化剂的用量与邻甲酚的质量比为1:(0.45～2.2)。
12、优选步骤b)中双氧水的添加量为邻甲酚的摩尔量的3-5倍；反应温度为40-80℃，反应时间为1-5h。
13、优选步骤b)中的溶剂为乙腈、甲醇或异丙醇。
14、此外，本专利技术所制备的钒催化剂还可以应用于2，3，6-三甲基苯酚的氧化，使用该催化剂，最高可得到2，3，5-三甲基-1，4-苯醌的收率为91.41％。
15、有益效果：
16、本专利技术提供的催化剂所用的制备方法简单，通过控制反应条件催化邻甲酚氧化制备2-甲基苯醌。本专利技术所提供的催化剂化学性质稳定，具有可循环使用等优点，本专利技术反应温度较低，反应条件温和，操作简单易行，过程容易控制与重复，不仅降低了反应过程中的能耗，也提高了反应的安全系数，该催化剂对于催化氧化邻甲酚具有高活性且对于2-甲基苯醌具有99％以上的选择性，易于多次回收再利用，适合于工业化生产。
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1.一种钒催化邻甲酚氧化制备2-甲基苯醌的方法，其具体步骤如下：a)钒催化剂的制备：将偏钒酸铵，三聚氰胺，载体，溶剂放入球磨机中，加入磨球进行球磨，干燥，最后在马弗炉中高温煅烧得到钒催化剂；b)2-甲基苯醌的制备：在反应容器中加入邻甲酚，双氧水，溶剂和步骤a)制得的钒催化剂，控温反应得到产物2-甲基苯醌。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤a)中偏钒酸铵与三聚氰胺摩尔比为1:(1～2)，三聚氰胺与载体的质量比例为1:(1.3～2)；所制得的钒催化剂中钒元素占催化剂总质量的6～11％。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤a)中所述的溶剂为水或乙醇。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤a)中所述的载体为SiO2、TiO2或钛酸四丁酯。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤a)中球磨时料球质量比为1：(1～2)；球磨的转速为145～160r/min，球磨的时间为3～6h。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤a)中所述的煅烧温度为500～700℃，煅烧时间为2～3h。p>
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤b)中邻甲酚的摩尔量与溶剂的体积比为1:(1～2)mmol/ml；催化剂的用量与邻甲酚的质量比为1:(0.45～2.2)。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤b)中双氧水的添加量为邻甲酚的摩尔量的3-5倍；反应温度为40-80℃，反应时间为1-5h。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤b)中的溶剂为乙腈、甲醇或异丙醇。
...【技术特征摘要】
1.一种钒催化邻甲酚氧化制备2-甲基苯醌的方法，其具体步骤如下：a)钒催化剂的制备：将偏钒酸铵，三聚氰胺，载体，溶剂放入球磨机中，加入磨球进行球磨，干燥，最后在马弗炉中高温煅烧得到钒催化剂；b)2-甲基苯醌的制备：在反应容器中加入邻甲酚，双氧水，溶剂和步骤a)制得的钒催化剂，控温反应得到产物2-甲基苯醌。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤a)中偏钒酸铵与三聚氰胺摩尔比为1:(1～2)，三聚氰胺与载体的质量比例为1:(1.3～2)；所制得的钒催化剂中钒元素占催化剂总质量的6～11％。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤a)中所述的溶剂为水或乙醇。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤a)中所述的载体为sio2、tio2或钛酸四丁酯。...
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