[发明专利]一种联苯类化合物及其合成方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种联苯类化合物及其合成方法和应用。

背景技术

双氧水在医学、军工及工业上都有广泛的应用，且随着城市化规模的不断扩大，含有高浓度有机废水的污染源日益增多，对有机污染物的降解技术成为有效解决污水处理难题的首要选择，以双氧水处理有机污染物成为目前废水处理方面的有效手段，其原因是由于双氧水分解得到的羟基自由基(·OH)具有极高的氧化电位(2.8V)，其氧化能力极强，与大部分有机污染物都可以发生快速的链式反应，把有害物质氧化成CO₂、H₂O或矿物盐，无二次污染。目前各国生产双氧水的技术基本上都是采用1958年杜邦公司的蒽醌法制备，该方法是以烷基蒽醌为媒介物，循环氧化还原制得双氧水，但该技术成本较高，且在生产双氧水过程中，排出含有大量三甲苯和二甲苯的废气以及含大量有机污染物的废水。

发明内容

本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种联苯类化合物，其能够在水热条件下与铜盐(硝酸铜，高氯酸铜，三氟磺酸铜)共同催化氧化水产生双氧水的新型催化剂，该项发明在清洁生产双氧水方面有望得到广泛的应用前景，实现双氧水的绿色生产。

本发明还提供了该联苯类化合物的合成方法。

本发明还提供了使用联苯类化合物催化氧化水产生双氧水的方法。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种联苯类化合物，其化学命名为5，5’-二(4-吡啶基)-2，2’-联苯二酚二-3-吡啶甲醚，其结构式如下：

上述联苯类化合物的合成方法，包括以下步骤：

(1)以5，5’-二溴-2，2’-联苯二酚为原料，与3-氯甲基吡啶盐酸盐发生醚化反应制得中间体B，中间体B结构如下：

(2)将中间体B与吡啶-4-硼酸发生suzuki偶联反应制成目标化合物。

步骤(1)具体为：以5，5’-二溴-2，2’-联苯二酚为原料，与3-氯甲基吡啶盐酸盐、缚酸剂K₂CO₃、催化剂KI在DMF中常温搅拌24-36h，将反应物倒入水中，抽滤，滤饼硅胶柱层析，洗脱剂为CH₂Cl₂∶CH₃OH＝25∶1v/v，制得中间体B；其中5，5’-二溴-2，2’-联苯二酚与3-氯甲基吡啶盐酸盐投料摩尔比为1∶(2-2.5)。

步骤(1)中缚酸剂K₂CO₃、催化剂KI与5，5’-二溴-2，2’-联苯二酚的投料摩尔比(15-20)∶(0.3-0.5)∶1。

步骤(1)中DMF的与5，5’-二溴-2，2’-联苯二酚的摩尔比为1∶30-34。

步骤(2)具体为：N₂保护下，将中间体B、吡啶-4-硼酸、缚酸剂K₂CO₃置于反应容器中，以甲苯、乙醇和水按体积比为1∶1∶1配制的混合溶液作溶剂，加入催化剂Pd(PPh₃)₄，加热回流，控制温度在90℃-110℃，控制回流时间在24-36h，TLC跟踪，反应结束后静置，冷却，分液，有机相旋干，硅胶柱层析，洗脱剂为CH₂Cl₂∶CH₃OH＝20∶1v/v，得催化剂；其中中间体B与吡啶-4-硼酸的摩尔比为1∶(2-2.5)。

步骤(2)缚酸剂K₂CO₃、催化剂Pd(PPh₃)₄与中间体B的投料摩尔比为(12-15)∶0.1∶1。

步骤(2)中所述以甲苯、乙醇和水配制的混合溶液与中间体B的摩尔比为450-500∶1。

上述的化合物在催化氧化水的反应中的应用。

应用的具体方法是：将催化剂、铜盐和水按摩尔比为1∶(4-6)∶(100-120)密封在玻璃管中，在145-150℃，恒温3800-4320min，然后经过2800-3000min降至25-30℃，得到含双氧水的溶液。

将催化剂、铜盐和水在玻璃管中，在150℃恒温4320min，然后经过3000min降至30℃，得到含双氧水的溶液。