[发明专利]杯芳烃衍生物在钾盐参与的相转移催化反应中的应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种杯芳烃衍生物的用途，特别涉及一种杯芳烃衍生物在钾盐参与的相转移催化反应中的应用。

背景技术

由于金属钾盐多易溶于水而难溶于有机溶剂，在参与有机反应的时候常存在于水相中或以固体形式参与反应，与反应底物分别处于不同相中，只有在相界面发生反应。两相反应的反应速度和产品质量都受到影响，相转移催化剂对于加快反应速度，提高产品纯度都具有很大的意义。现有技术中有采用季铵盐、冠醚或聚醚作为相转移催化剂的，但它们都有其缺点和不足，季铵盐不耐高温，冠醚毒性大对环境有污染，聚醚不能回收。以前曾有人提到用杯芳烃作为相转移催化剂，但溶解性差，适用的溶剂少，且由于在溶剂中构象变化导致催化效果不稳定。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中的不足，提供一种杯芳烃衍生物在钾盐参与的相转移催化反应中的应用。

本发明的技术方案概述如下：

杯芳烃衍生物在钾盐参与的相转移催化反应中的应用。

所述杯芳烃衍生物的通式为(I)或(II)：所述(I)为：

其中：X＝氢或叔丁基

R＝氢或PO(OCH₂CH₃)₂

为聚乙二醇600或聚乙二醇800

n＝3～20

所述(II)为：

其中：Y＝氢或叔丁基

为聚乙二醇600或聚乙二醇800

n＝4～8

所述钾盐为KF，KMnO4，KCN，KSCN或羧酸钾。

本发明采用杯芳烃衍生物作为相转移催化剂，易溶于多种有机溶剂，溶解度比未修饰的杯芳烃大大提高，且耐高温。其分子结构的下缘经聚醚链固定后，杯芳烃的构象得到了固定，杯芳烃适合的空腔和聚醚链均具有与金属离子结合的能力，使钾离子被带入反应底物存在的反应相中，增加了钾盐的溶解度，使负离子裸露而大大增加了反应的活性，加快反应速度，提高收率和产品质量。杯芳烃衍生物相转移催化剂还可以回收循环使用，回收的催化剂效果不变。本发明同现有的催化剂相比，它的积极性在于：催化剂使用稳定，可以回收循环使用；可加快反应速度，操作简便可靠，条件易控，易于后处理，产品质量和纯度高。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明。

实施例1

4-氟硝基苯的制备

将10g对硝基氯苯、40mL二甲苯、4.75g无水氟化钾粉末、0.1g杯[4]芳烃聚乙二醇600缩聚物((I)所示结构，其中：X＝叔丁基，R＝氢，

为聚乙二醇600

n＝3～6)，充分混合后加入反应器中，升温至140℃，反应6h，降温至100℃以下，加入40mL水和60mL甲苯，抽滤，除去氟化钾及无机盐，回收催化剂。滤液除溶剂后真空蒸馏，得4-氟硝基苯8.36g，收率93.62％。产品熔点：26～27℃，沸点：204～205℃。气相色谱分析产品纯度为97.21％。

回收实验

将上述反应回收的催化剂50mL用水冲洗烘干后待用。

将10g对硝基氯苯、40mL二甲苯、4.75g无水氟化钾粉末、0.1g回收杯[4]芳烃聚乙二醇600缩聚物，充分混合后加入反应器中，升温至140℃，反应6h，降温至100℃以下，加入60mL甲苯，抽滤，除去氟化钾及无机盐，回收催化剂。滤液除溶剂后真空蒸馏，得4-氟硝基苯8.44g，收率94.27％。产品熔点：26～27℃，沸点：204～205℃。气相色谱分析产品纯度为98.05％。

对比例1

4-氟硝基苯的制备

将10g对硝基氯苯、40mL二甲苯、4.75g无水氟化钾粉末、0.5g三癸基三甲基溴化铵，充分混合后加入反应器中，升温至140℃，在此温度下反应6h后降温至100℃以下，加入60mL甲苯，抽滤，除去氟化钾及无机盐。滤液除溶剂后真空蒸馏，得4-氟硝基苯5.64g，收率63.2％。产品熔点：26～27℃，沸点：204～205℃。气相色谱分析产品纯度为95.30％。

实施例2

苯甲酸的制备

在250ml三口烧瓶中加入5g甲苯，0.1g磷酸酯杯[4]芳烃聚乙二醇600((I)所示结构，其中：X＝叔丁基，R＝PO(OCH₂CH₃)₂，

为聚乙二醇600