[发明专利]以离子液体支载催化剂制备2，3，5－三甲基苯醌的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种以离子液体支载乙酰丙酮金属为催化剂，由2，3，6-三甲基苯酚(TMP)氧化制备2，3，5-三甲基苯醌(TMBQ)的方法。

背景技术

2，3，5-三甲基苯醌是用于制备维生素E的重要中间体。

长期以来，将三甲基苯酚氧化为2，3，5-三甲基苯醌已有许多已知的方法。

在US3956346中，描述了使用天然二氧化锰为氧化剂，在硫酸存在下来进行三甲基苯酚的氧化。该方法会产生大量的相应的还原金属淤泥状废物，且还有废酸生成，造成极大的环境问题，对废物进行再生或处理必须花费很大的成本。

在EP0659727中，使用四氮杂[14]轮烯锰或镉络合物作为催化剂，但该催化剂络合物在氧化反应中将被破坏，从而产生了金属废物并使生产成本增加。同时该反应必须在有机溶剂中进行，使用大量的有机溶剂也会造成必然的环境问题。

在US2002/0143198中，公布了一种以硅铝酸的过渡金属盐为催化剂的氧化方案，但其产率从1％～80％不等，普遍低于已知的方法，不利于工业化。且反应中用到乙腈等毒性较大的有机溶剂，将对环境造成危害。

在CN1436877中，公示了一种成对电解三甲基苯酚一步制备三甲基氢醌的方法，该方法的缺陷是所得三甲基氢醌浓度太低，必须使用大量的电解液，时空效率低下，且电解废液的处理需花费高昂的成本。

在US3796732中，描述了使用氯化铜作为催化剂的氧化方案，其在惰性溶剂如DMF存在下在均相中进行，此方法在回收催化剂上是不利的，且该方法在收率上也不具有竞争优势。

在EP0127888中，公布了在Li(CuCl₃)存在下将三甲基苯酚氧化为三甲基苯醌的方法，该方法虽具有较高的收率，但必须使用大大过量的氯化锂，在已知的方法中，氯化锂的价格是十分昂贵的，这对工业应用很不利。

在DE19949795中，描述了在卤化铜和过渡金属卤化物组成的二元催化系统中氧化的方法，该方案虽具有较高的收率，但为了减少副产物必须使用大量的有机溶剂，使得时空收率下降。且所用的醇类溶剂，在此条件下也会被氧化，给回收利用造成困难。

发明内容

本发明的目的是提供一种制备2，3，5-三甲基苯醌的新方法，使用离子液体支载的乙酰丙酮金属复合物为催化剂，由2，3，6-三甲基苯酚氧化生成2，3，5-三甲基苯醌，本发明还提供一种在反应结束后回用催化剂的方法。

本发明提供的以离子液体支载催化剂制备2，3，5-三甲基苯醌的方法，以2，3，6-三甲基苯酚为原料，以离子液体支载乙酰丙酮金属为催化剂，使用含三到十个碳原子的醇类溶剂，在-30℃～150℃的反应温度下，使用分子氧或富氧气体氧化2，3，6-三甲基苯酚，生成2，3，5-三甲基苯醌，所述催化剂具有如下通式：[ace-C_nmim][X]-M，其中ace表示乙酰丙酮的种类，mim表示咪唑的种类，X表示阴离子的种类，M表示金属。

本发明所使用的离子液体支载的乙酰丙酮金属催化剂的结构式如下：

或

其中n＝1～6；M1为三价过渡金属Fe³⁺，Cr³⁺，V³⁺的一种；M2为二价过渡金属Ti²⁺，Mn²⁺，Fe²⁺，Co²⁺，Ni²⁺，Cu²⁺的一种；R₁，R₂，R₃为H、具有通式C_mH_2m+1，式中m＝1～6的直链烃或支链烃；X^-为BF₄^-，PF₆^-，SbF₆^-，H₂PO₄^-，F^-，Cl^-，Br^-，HSO₄^-，NO₃^-阴离子的一种。

本发明2，3，6-三甲基苯酚与离子液体支载的乙酰丙酮金属催化剂的摩尔比可在一个较宽的变化范围内，一般通常在10000∶1到1∶1之间，并优选在5000∶1到5∶1之间。