专利名称：一种间二烷氧基苯的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种间二烷氧基苯的制备方法，该方法由间二苯酚与酮或醛催化缩合加氢，得到醚化产物。
背景技术：
间二烷氧基苯是制备4，6-二烷氧基-1，3-苯二胺的中间体，而4，6-二烷氧基-1，3-苯二胺是芳香烃低聚胺类化合物的单体，根据分子结构的二次设计，由该单体可以合成多种重要的肽类分子(Nowick，J.S.；Cary，J.M.；Tsai，J.H.J.Am.Chem.Soc.2001，123，5176.；Nowick，J.S.；Lam，K.S.；Khasanova，T.V.；Kemnitzer，W.E.；Maitra，S.；Mee，H.T.；Lui，R.J.Am.Chem.Soc.2002，124，4972.；Zeng，H.；Yang，X.；Flowers，R.A.；Gong，B.J.Am.Chem.Soc.2002，124，2903.)；也可用于聚酰胺的制备(Lihua Yuan，Wen Feng，Kazuhiro Yamato，et al，J.AM.CHEM.SOC.2004，126，11120)。
间二烷氧基苯的制备主要采用的合成路线一
此合成路线可参见文献Gardner.J.Am.Chem.Soc.1947，69，3086，其缺点是得率较低，仅为12％。
主要采用的合成路线二
此合成路线可参见Ihara Eiji.J.Organomet.Chem.；EN.1998，569，147-158，其缺点是操作条件苛刻。
主要采用的合成路线三
此合成路线可参见Hirao Toshikazu.J.Org.Chem.；EN.1990，55，358-360，其缺点是间二烷氧基苯的选择性较低，仅为30％。
发明内容
本发明需要解决的技术问题是公开一种新的间二烷氧基苯的制备方法，以克服现有技术存在的试剂昂贵、操作条件苛刻、选择性差、得率低的缺点。
本发明的方法包括如下步骤 间苯二酚在酮或醛与水的混合物溶液中和稀有金属与过渡金属催化剂和强酸的存在下，通入氢气，在常压或中压以及常温或加热条件下，进行催化缩合加氢一釜反应，即可获得所说的间二烷氧基苯。以间苯二酚为基准，间二烷氧基苯摩尔得率可达到80％以上。见反应式
所述及的催化剂由对所述含有强酸和含羰基的有机化合物与水混合物溶液中稳定的载体和承载在该载体上的稀有金属和过渡金属构成； 所述及的稀有金属包括钯、铂、钌中的一种或一种以上，优选钯或铂，其量为催化剂总重量的0.1-20％； 所述及的过渡金属氧化物为镍、钴或铜中的一种或一种以上，优选镍或钴，其量为催化剂总重量的1-20wt.％； 所述及的载体为本领域公知的载体，包括活性炭、二氧化硅、氧化铝或分子筛。
优选的氢化催化剂为含钯1-20wt.％、氧化镍1-10wt.％、氧化钴1-10wt.％，其余为活性炭。
所说的催化剂的制备可分成两步，第一步是在活性炭上浸渍铜与钴的硝酸溶液，干燥，焙烧；第二步负载稀有金属，其方法可以采用本领域公知的浸渍方法进行制备。
催化剂的用量，须足以使原料在氢化试剂存在下转化成间二烷氧基苯。一般情况下，每摩尔间苯二酚用约0.002至约0.1mol的催化剂(以负载的金属计)。在整个反应过程中，对每摩尔间苯二酚而言，催化剂的用量以0.008mol至约0.04mol为最佳。
所述及的含羰基的有机化合物与水的混合溶液中的含羰基的有机化合物为各类酮、醛，其通式可写成 R1-CO-R2 其中R1和R2为H或C1～C7脂肪族烷基基团。
酮或醛在水溶液中的含量为5-80wt.％。水为去离子水，其金属离子浓度低于100ppm。
所述及的强酸为无机质子酸，可以是市售的HCl、H2SO4，其用量与间苯二酚用量的比值为1∶1～1∶0.01(mol)，最佳的比值为1∶0.2～1∶0.05。
羰基化合物∶间苯二酚＝1～20∶1(mol)，优选4～10∶1(mol)。
含羰基的有机化合物与水的混合溶液中间苯二酚的适宜浓度须满足能够有效地回收产物这一要求。例如，适宜的浓度范围是约0.3～2mol/L，以0.65mol/L～1mol/L约为佳，最为可取的浓度是0.75mol/L。
反应压力为1～7.5Mpa，优选1.5～4.0Mpa，尤其是1.2～2Mpa，温度为20～100℃，优选为20～80℃，尤其是30～70℃。
由上述公开的技术方案可见，采用本发明的方法，催化剂在含羰基的有机化合物与水的混合溶液中可以多次重复使用而活性不降低，以特别经济的方式得到高的产率及高的质量的间二烷氧基苯。以间二苯酚为基准，间二烷氧基苯摩尔得率可达到80％以上，而且由于反应废液的处理比较容易，使环保费用大大降低。因此本发明所提出的方法是一种十分有效的间二烷氧基苯的制备方法，具有较大的工业化生产前景。
具体实施例方式 实施例1 将椰壳活性炭研碎，过筛得300-400目的活性炭粉末，将一定量的活性碳加入到10wt.％硝酸中，在80℃水浴中搅拌2h，然后过滤、用蒸馏水洗涤成中性；再用水蒸气进行处理，烘干，备用。将硝酸镍溶于去离子水中，配成2.1×10-1mol/L的硝酸镍溶液，将上述处理的10g活性炭加入到37ml硝酸镍水溶液中，浸渍2h，在空气中老化24h，在空气中100-110℃干燥24h，在马弗炉中250℃焙烧5h，即得到5wt.％Ni O/C。将氯铂酸溶于去离子水中，配成1.7×10-2mol/L的氯铂酸溶液。将载有NiO的10g活性炭加入到152ml氯铂酸水溶液中，浸渍2h，再加入8ml甲醛还原，同时滴加饱和的碳酸氢钠溶液，控制pH值为9左右，反应至pH值不变，过滤烘干即得到Pt含量为5wt.％Pt-5wt.％Ni/C催化剂。
在1000ml的反应器中加入0.17mol间苯二酚、380ml 64wt.％丙酮水溶液、0.01mol乙酸、0.085mol HCl以及上述5g 5wt.％Pt-5wt.％Ni/C。将N2导入此密封反应器中置换空气三次，再用H2置换三次。反应温度25℃，压力为2Mpa。反应结束后，反应料液冷却至室温。过滤滤去催化剂，滤液经蒸馏将多余的丙酮和水以及反应副产物醇除去，再用乙醚和碱的水溶液进行萃取，除去酸和没有反应的酚，得到无色液体，称量为28g。经色谱分析，计算出间二异丙氧基苯的得率在85％。
实施例2 3wt.％CuO/C制备同实施例1。将氯化钯溶于去离子水中，配成1.7×10-2mol/L的氯化钯溶液。将10g 3wt.％CuO/C加入到278ml氯化钯水溶液中，浸渍2h，再加入8ml甲醛还原，同时滴加饱和的碳酸氢钠溶液，控制pH值为9左右，反应至pH值不变，过滤烘干即得到Pd含量为5wt.％Pd-3wt.％Cu/C催化剂。
在1000ml的反应器中加入0.34mol间苯二酚、400ml 64wt.％乙醛水溶液、0.17molHCl、0.01mol乙酸以及14g 5wt.％Pd-3wt.％Cu/C。将N2导入此密封反应器中置换空气三次，再用H2置换三次。H2压达到3Mpa，温度达70℃。反应结束后，反应料液冷却至室温。通过与实施例1相同的方法，得到纯的无色的间二乙氧基苯液体，称重为48g。
实施例3 活性炭的处理同实施例1中所述。将硝酸钴溶于去离子水中，配成2.1×10-1mol/L的硝酸钴溶液，将处理过的10g活性炭加入到39ml硝酸钴水溶液中，浸渍2h，在空气中老化24h，在空气中100-110℃干燥24h，在马弗炉中250℃焙烧5h，即得到2.5wt.％Co2O3/C备用。按实施例1中Pt的负载方法，制备成5wt.％Pt-2.5wt.％Co2O3/C催化剂。
在1000ml的反应器中加入0.34mol间二苯酚、500ml 37.7wt.％甲醛水溶液、0.017molHCl、0.01mol乙酸以及10g 5wt.％Pt-2.5wt.％Co2O3/C。将N2导入此密封反应器中置换空气三次，再用H2置换三次。H2压达到0.9Mpa，温度达30℃。反应结束后，反应料液冷却至室温。通过与实施例1相同的方法，得到纯的无色的间二甲氧基苯液体，称重为40g。
实施例4 按实施例1的方法制得5wt.％Ru-5wt.％Ni/C催化剂。在1000ml的反应器中加入0.17mol间二苯酚、300ml 64wt.％丁酮与水混合液、0.017mol H2SO4、0.01mol乙酸以及5g 5wt.％Ru-5wt.％Ni/C。将N2导入此密封反应器中置换空气三次，再用H2置换三次。H2压达到2Mpa，温度为室温。反应结束后，反应料液冷却至室温。通过与实施例1相同的方法，得到纯的无色的间二异丁氧基苯液体，称重为30g。
实施例5 在1000ml的反应器中加入0.34mol间二苯酚、410ml 56wt.％丙酮水溶液、0.01mol乙酸、0.0034mol H2SO4、0.01mol乙酸以及14g实施例2制得的5wt.％Pd-5wt.％Ni/C催化剂。H2压达到2Mpa，温度为60℃，反应结束后，反应料液冷却至室温。通过与实施例1相同的方法，得到纯的无色的间二异丙氧基苯液体，称重为58g。
实施例6 在1000ml的反应器中加入0.17mol间二苯酚、350ml 64wt.％丁酮与水的混合液、0.01mol乙酸、0.0017mol HCl以及5g实施例2制得的5wt.％Pd-3wt.％Cu/C催化剂。将N2导入此密封反应器中置换空气三次，再用H2置换三次。H2压达到1.5Mpa，温度30℃。反应结束后，反应料液冷却至室温。通过与实施例1相同的方法，得到纯的无色的间二异丁氧基苯液体，称重为31g。
实施例7 与实施例5同样的方式，采用使用了20次的催化剂，加入0.34mol间二苯酚、410ml 56wt.％丙酮水溶液、0.0034mol H2SO4和0.01mol乙酸。将N2导入此密封反应器中置换空气三次，再用H2置换三次。H2压达到2Mpa，温度为60℃。反应结束后，反应料液冷却至室温。通过与实施例1相同的方法，得到纯的无色的间二异丙氧基苯液体，称重为56g。
权利要求
1.一种间二烷氧基苯的制备方法，其特征在于，包括如下步骤将间苯二酚在含羰基的有机化合物与水的混合物溶液中，在稀有金属和过渡金属催化剂与强酸的共同存在下，进行催化缩合加氢反应0.5～3h，即可获得间二烷氧基苯；
所述及的催化剂由对所述在在含羰基的有机化合物与水的酸性混合物溶液中稳定的载体和承载在该载体上的稀有金属和过渡金属构成；
所述及的强酸为无机质子酸，可以是市售的HCl、H2SO4，其用量与间苯二酚用量的比值为1∶1～1∶0.01(mol)。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述及的稀有金属包括钯、铂、钌中的一种或一种以上，其量为催化剂总重量的0.1-20wt％，所述及的过渡金属氧化物为镍、钴或铜中的一种或一种以上，其量为催化剂总重量的1-20％。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，催化剂含钯1～20wt％、镍1-10wt.％、钴1-10wt.％，其余为活性炭。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，每摩尔间苯二酚用约0.002至约0.1mol的催化剂(以负载的金属计)。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述及的羰基的有机化合物为酮和醛，其通式可写成R1-CO-R2，其中R1和R2为H或C1～C7脂肪族烷基基团。酮或醛在水溶液中的含量为5～80wt.％。水为去离子水，其金属离子浓度低于100ppm。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，羰基化合物∶间苯二酚为1～20∶1(mol)，优选4～10∶1(mol)。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，反应压力为1-7.5Mpa，温度为20～100℃。
全文摘要
本发明公开了一种间二烷氧基苯的制备方法。包括如下步骤间苯二酚在含羰基的有机化合物与水的混合物溶液中，在稀有金属和过渡金属催化剂与强酸的共同存在下，进行催化缩合加氢。本发明的方法，以特别经济的方式得到高的产率及高的质量的间二烷氧基苯，以间苯二酚为基准，间二烷氧基苯摩尔得率可达到80％以上，而且由于反应废水的处理比较容易，使环保费用大大降低。因此本发明所提出的间二烷氧基苯制备方法，十分有效，具有较大的工业化生产前景。
文档编号C07C43/205GK101148399SQ20071004777
公开日2008年3月26日 申请日期2007年11月2日 优先权日2007年11月2日
发明者金中豪, 到 李, 王幸宜, 瑞 马 申请人:华东理工大学