【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于有机电化学合成领域，具体涉及一种直接电化学氧化法制备对异丙基苯甲醛的方法。
技术介绍
1、对异丙基苯甲醛(p-isopropylbenzaldehyde,缩写piba)既可用作调配蔬菜、辛香、茴香等香型的食用香精香料，还因其具有抗微生物、抗炎、抗真菌、降血糖和抗癌等功能而成为重要的医药中间体(life sciences,2022,298:120525.)。对异丙基甲苯(p-isopropyltoluene，pit)，俗称对伞花烃，通过pit直接氧化制备piba是一种简便的方法，但pit分子中含有不同类型的c-h键，因此如何控制条件仅使甲基上c-h键有选择性地氧化生成piba具有重要意义。在传统的化学氧化方法中往往需要一些氧化剂和金属催化剂，不仅条件苛刻，还会对环境造成一定程度的污染，同时在氧化过程中不可避免地会产生烷基氢过氧化物等中间体。joshua d.tibbetts等采用co2+/mn2+混合催化剂，在o2作用下，120℃下催化氧化pit，产物中以对甲基苯乙酮、对甲基苯甲酸、对苯二甲酸为主。且反应过程中出现对异丙基甲苯叔氢过氧化物(tchp)和对异丙基甲苯伯氢过氧化物(pchp)两种烷基氢过氧化物中间体(acs sustainable chem.eng.2021,9,8642-8652)。ana c.estrada等以h2o2为氧化剂，多氧钨酸盐(tba)为催化剂，在乙腈溶液中氧化pit，转化率最高为35％，其中piba的选择性为32％(monatsh chem(2010)141:1223-1235)。高温、
2、通过pit直接电氧化制备piba是一种简便易控的方法，但是pit中存在多个c-h键，产物众多，如何提高piba的选择性具有一定的挑战性。通过精确设置电位或电流，进一步优化反应条件，达到可控电化学氧化实现对反应底物的有效转化生成目标产物是一种很有前途的替代方案(green chem,2020,22:7543-7551.)。电化学氧化法又分为间接电氧化法和直接电氧化法。liang wu bi等采用mn2+/mn3+为氧化还原媒质，pb-sb合金为阴阳极，通过间接电氧化电解pit，可得31％的piba(chemistry and industry of forest products,2005,(01):5-9.)。
3、毕良武等[毕良武,刘先章,王锦荣,许鹏翔,赵振东,储富祥.对伞花烃直接电解氧化反应的评价.林产化学与工业,第23卷第2期,2003年6月]研究了在有机溶剂、合适的支持电解质和碳棒存在下,对伞花烃的直接电解氧化反应,该研究指出电解条件为：电解时间25h,甲醇/乙酸体积比8:1,氟硼酸钠作支持电解质,阳极/阴极面积比1∶1，电流密度0.018a/cm2，在分隔电解槽中对伞花烃转化率为97.54％，piba选择性为69.00％；在不分隔电解槽中对伞花烃转化率为96.65％，piba选择性为67.82％。但是该反应获得的产物中含有9种副产物，这给后续的产物分离带来了巨大的麻烦，并且该方法电解时间太长，电解效率低。
技术实现思路
1、针对上述问题，本专利技术提供了一种直接电化学氧化法制备对异丙基苯甲醛的方法，该方法具有副产物少、电解效率高的优势。
2、为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
3、一种直接电化学氧化法制备对异丙基苯甲醛(piba)的方法，所述方法为：在无隔膜电解槽中加入对异丙基甲苯(pit)、支持电解质和溶剂组成电解液，阳、阴两极电极材料分别为c/c或c/pt，通过恒电流电解生成对异丙基苯甲醛；所述的溶剂为ch3oh和h2o按照体积比80％～100％：0～20％的混合，所述支持电解质为nabf4或tbap；所述的恒电流电解条件为：温度为20～40℃、电流密度为16～34ma/cm2、转速1000～1500rpm，电解时间为2～10h。
4、作为优选，所述的溶剂为ch3oh和h2o按照体积比90％：10％的混合。
5、作为优选，所述支持电解质为nabf4。
6、作为优选，所述阴、阳两极电极材料分别为c/c。
7、作为优选，所述电流密度为22ma/cm2。
8、作为优选，所述电解反应温度为20℃。
9、作为优选，所述反应转速为1000rpm。
10、作为优选，所述电解反应时间为10h。
11、本专利技术所述电解液中也可以加入碱，如0.05mol/l～0.1mol/l naoh。在碱性环境中，该直接电氧化法也可以获得较高的pit转化率和目标产物选择性，但是相比于中性环境，pit转化率和目标产物选择都略有降低。
12、本专利技术特别优选所述方法为：在无隔膜电解槽中加入对异丙基甲苯(pit)、支持电解质和溶剂组成电解液，阳、阴两极电极材料分别为c/c，通过恒电流电解生成对异丙基苯甲醛；所述的溶剂为ch3oh和h2o按照体积比90％：10％的混合，所述支持电解质为nabf4；所述的恒电流电解条件为：温度为20℃、电流密度为22ma/cm2、转速1000rpm，电解时间为10h。在这种条件下，可以获得高pit转化率和目标产物选择性。
13、与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
14、(1)本专利技术使用电化学方法，相比于传统的化学氧化法，不需要添加化学氧化剂(o2、h2o2以及金属氧化物)，避免过度氧化，且更加安全，也更加符合绿色化学的标准。
15、(2)本专利技术采用直接电氧化的方法，相比于间接电氧化，不需加入媒质(如过渡金属等)作为氧化剂，成本低，操作简便。
16、(3)本专利技术采用的直接电氧化的方法，相比于毕良武等的技术方案，没有相应酮和酸的副产物，副产物数量减少，降低了后续目标产物的分离难度；电解反应时间大幅缩短，10小时几乎全部转化完全，大大提高了反应效率。
17、(4)本专利技术中阴、阳极材料均可选择碳棒，不仅成本低，且无需进行特殊的改性和预处理。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种直接电化学氧化法制备对异丙基苯甲醛的方法，其特征在于：所述方法为：在无隔膜电解槽中加入对异丙基甲苯、支持电解质和溶剂组成电解液，阳、阴两极电极材料分别为C/C或C/Pt，通过恒电流电解生成对异丙基苯甲醛；所述的溶剂为CH3OH和H2O按照体积比80％～100％：0～20％的混合，所述支持电解质为NaBF4或TBAP；所述的恒电流电解条件为：温度为20～40℃、电流密度为16～34mA/cm2、转速1000～1500rpm，电解时间为2～10h。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的溶剂为CH3OH和H2O按照体积比90％：10％的混合。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述支持电解质为NaBF4。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述阴、阳两极电极材料分别为C/C。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述电流密度为22mA/cm2。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述电解反应温度为20℃。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述反应转速为1000rpm。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述电解反应时间为10h。
9.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述电解液中还加入0.05mol/L～0.1mol/LNaOH。
10.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述方法为：在无隔膜电解槽中加入对异丙基甲苯、支持电解质和溶剂组成电解液，阳、阴两极电极材料分别为C/C，通过恒电流电解生成对异丙基苯甲醛；所述的溶剂为CH3OH和H2O按照体积比90％：10％的混合，所述支持电解质为NaBF4；所述的恒电流电解条件为：温度为20℃、电流密度为22mA/cm2、转速1000rpm，电解时间为10h。
...【技术特征摘要】
1.一种直接电化学氧化法制备对异丙基苯甲醛的方法，其特征在于：所述方法为：在无隔膜电解槽中加入对异丙基甲苯、支持电解质和溶剂组成电解液，阳、阴两极电极材料分别为c/c或c/pt，通过恒电流电解生成对异丙基苯甲醛；所述的溶剂为ch3oh和h2o按照体积比80％～100％：0～20％的混合，所述支持电解质为nabf4或tbap；所述的恒电流电解条件为：温度为20～40℃、电流密度为16～34ma/cm2、转速1000～1500rpm，电解时间为2～10h。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的溶剂为ch3oh和h2o按照体积比90％：10％的混合。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述支持电解质为nabf4。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述阴、阳两极电极材料分别为c/c。
5.如权利要求1所述的方法，其特征...
【专利技术属性】
技术研发人员：朱英红，陈珂，周敏玲，彭武金，王孟辉，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。