[发明专利]一种光催化合成3,4-二甲基-3,4-己二醇的方法

说明书

技术领域

本发明属于一种合成3，4-二甲基-3，4-己二醇的方法，具体地说涉及一种光催化合成3，4-二甲基-3，4-己二醇的方法。 

背景技术

半导体光催化通常应用于降解气相和液相中的有机、无机污染物，其优点是反应条件温和、无毒、无污染。大量科学研究报到了半导体光催化反应在有机合成中的应用，但是反应选择性低，在水溶液体系中光催化反应选择性进一步降低，因此光催化在光催化有机合成中没有得到广泛的应用。C-C偶联是有机合成的核心，通过半导体光催化C-C偶联制备高价值化合物，是二十一世纪大有希望的有机合成途径。 

3，4-二甲基-3，4-己二醇(3，4-Dimethyl-3，4-hexanediol3，4-Hexanediol，3，4-dimethyl-)，是一种重要的高碳链脂肪族邻位二醇，分子式：CH₃CH₂(CH₃)C(OH)(OH)CC(CH₃)CH₂CH₃。主要用于频哪醇重排反应、医药领域、化工领域等，用途广泛。目前国内外3，4-二甲基-3，4-己二醇制备采用的方法主要有：1)2-丁酮与镁等金属加热回流，然后加水水解，蒸馏得到合成3，4-二甲基-3，4-己二醇(参考文献：一些脂肪烃的制备和性质；L.Schmerling，B.S.Friedman，V.N.Ipatieff，J.Am.Chem.Soc.1940，62：2446-2449)。该合成方法，所需步骤多、能耗高、有副产物、产物分离难、产率低；反应中需要加入大量的金属，成本高，同时造成严重的环境污染。2)将3，4-二甲基-3-己烯进行环氧化反应，然后水解合成3，4-二甲基-3，4-己二醇，此方法需要经过三个过程：环氧化反应、水解反应、产物提纯。环氧化过程中需要大量的环氧化试剂，设备要求高、成本高，存在环境污染问题，有副反应，产率低；由于有大量副产物的存在，水解过程和产物提纯过程复杂，成本上升。由于以上两种方法都存在产率低、成本高和环境污染问题，所以3，4-二甲基-3，4-己二醇在全球市场上没有工业化生产厂家和销售公司，有很大的市场价值。 

发明内容

本发明的目的是提供一种产率高、成本低和无环境污染的光催化合成3， 4-二甲基-3，4-己二醇的方法。 

本发明主要是利用光催化方法，紫外光或可见光照射无水仲丁醇体系或仲丁醇-水体系，将仲丁醇高选择性一步光催化氧化合成3，4-二甲基-3，4-己二醇，成功的将光催化C-C偶联应用于3，4-二甲基-3，4-己二醇的合成中。合成路线如下： 

本发明是通过如下技术实现的，该技术如下： 

按100-500mL反应液：1g催化剂，将纳米半导体加入仲丁醇-水反应液中，其中仲丁醇-水反应液为仲丁醇体积含量在10-40％或60-100％，同时按负载量为0.1-5wt％加入贵金属源溶液，磁力搅拌下抽真空或通入氮气，除去体系中的氧气后，停止抽真空或通入氮气，开起功率在10-2000W紫外灯或可见光源，通过原位光催化将贵金属源还原成贵金属颗粒负载到半导体表面，进行光催化仲丁醇氧化合成3，4-二甲基-3，4-己二醇的反应，反应温度在1-90℃之间，反应时间在10-360h之间，反应结束后，通过离心沉淀、真空抽滤或静止沉淀的方法分离出催化剂，再进行蒸馏或减压蒸馏分离出仲丁醇和水，得到产物3，4-二甲基-3，4-己二醇。 

如上所述纳米半导体包括含氧类纳米半导体、含硫类纳米半导体或含氮类纳米半导体。含氧类纳米半导体有Ti、Zr、Fe、Zn、Sr、La、W、V、Cu、Ce、In、Ta或Nb等的含氧化合物，含硫类纳米半导体有Cd、Zn、W或Bi等的含硫化合物，含氮类纳米半导体有Ti、Ga、Ge或Ta等的含氮化合物。 

如上所述纳米半导体为各种形貌，形貌可以是纳米颗粒、纳米管或纳米棒等。 

如上所述的贵金属源为氯铂酸、氯金酸、氯化钯、氯化钌、氯化铑或硝酸银等。 

本发明与现有技术相比具有如下优点： 

1、原料可以是仲丁醇-水体系或无水仲丁醇体系，仲丁醇重复利用、转化 率高； 

2、工艺过程简单，催化剂具有性质稳定、活性高、价格低廉、环境友好等优点； 

3、产物3，4-二甲基-3，4-己二醇与仲丁醇、催化剂分离简单、产物选择性高，纯度达到90％以上。 

附图说明

图1为产物3，4-二甲基-3，4-己二醇质谱图