[发明专利]一种一步法高效制备十二烷基二酸单叔丁酯的方法

说明书

本发明涉及一种一步法高效制备十二烷基二酸单叔丁酯的方法，具体包括如下步骤：十二烷基二酸与异丁烯，于有机溶剂中，在催化剂作用下反应得到十二烷基二酸单叔丁酯；十二烷基二酸与异丁烯的摩尔比为1:1；所述催化剂为本发明上述新型石墨烯/四氧化三铁复合纳米材料，催化剂的用量为每毫摩尔十二烷基二酸使用5mg催化剂；所述异丁烯优选使用异丁烯的异丙醚溶液；所述有机溶剂优选二氯甲烷、THF；反应温度优选在‑20℃至0℃下进行。

技术领域

本发明属于有机合成领域，具体涉及一种一步法高效制备十二烷基二酸单叔丁酯的方法。

背景技术

十二烷基二酸单叔丁酯作为一种重要的有机合成中间体，在医药、化工、农药等领域都有广泛的应用。目前，其制备方法主要有：(1)十二烷基二酸、叔丁醇、(Boc)₂O、DMAP，该工艺选择性差，难以高纯度得到目标产物，收率低；(2)DCC、DMAP、THF、叔丁醇、十二烷基二酸，该工艺也存在选择性差收率低得问题。由于制备工艺的局限，限制了其大规模生产，也限制了其现实生产中的应用。本发明提供一种新型石墨烯/四氧化三铁复合纳米材料，及其在催化羧酸与烯烃酯化反应中的应用。

发明内容

本发明提供一种新型石墨烯/四氧化三铁复合纳米材料，其特征在于所述新型石墨烯/四氧化三铁复合纳米材料的制备方法包括如下步骤：

(1)将石墨粉与浓硫酸混合后，冰浴下，加入硝酸钾和高锰酸钾，升温至60-80℃，反应4-5小时后，加入蒸馏水，继续搅拌反应0.5小时后，过滤、洗涤、干燥得改性石墨烯；

(2)将步骤(1)得到的改性石墨烯分散在水中，加入碱，调pH至9-10后，加入二价铁盐，并升温至70-80℃，搅拌反应1-2小时后，过滤、洗涤、干燥即得所述新型石墨烯/四氧化三铁复合纳米材料。

步骤(1)中石墨粉、浓硫酸、硝酸钾、高锰酸钾的质量比为1:15-20:3:6，蒸馏水的用量为浓硫酸质量的2倍；

步骤(2)中每5mg改性石墨烯用1mL水分散，所述碱优选碱金属氢氧化物，进一步优选氢氧化钠、氢氧化钾；二价铁盐优选FeSO₄·7H₂O；二价铁盐与改性石墨烯的质量比为1:5。

本发明的另一实施方案提供上述新型石墨烯/四氧化三铁复合纳米材料的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

(1)将石墨粉与浓硫酸混合后，冰浴下，加入硝酸钾和高锰酸钾，升温至60-80℃，反应4-5小时后，加入蒸馏水，继续搅拌反应0.5小时后，过滤、洗涤、干燥得改性石墨烯；

(2)将步骤(1)得到的改性石墨烯分散在水中，加入碱，调pH至9-10后，加入二价铁盐，并升温至70-80℃，搅拌反应1-2小时后，过滤、洗涤、干燥即得所述新型石墨烯/四氧化三铁复合纳米材料。

步骤(1)中石墨粉、浓硫酸、硝酸钾、高锰酸钾的质量比为1:15-20:3:6，蒸馏水的用量为浓硫酸质量的2倍；

步骤(2)中每5mg改性石墨烯用1mL水分散，所述碱优选碱金属氢氧化物，进一步优选氢氧化钠、氢氧化钾；二价铁盐优选FeSO₄·7H₂O；二价铁盐与改性石墨烯的质量比为1:5。

本发明的另一实施方案提供上述新型石墨烯/四氧化三铁复合纳米材料作为酯化反应催化剂的应用。

本发明的另一实施方案提供上述新型石墨烯/四氧化三铁复合纳米材料在催化羧酸与烯烃发生酯化反应中的应用。

本发明的另一实施方案提供上述新型石墨烯/四氧化三铁复合纳米材料在催化正十二烷基二酸与异丁烯反应制备十二烷基二酸单叔丁酯中的应用。