[发明专利]一种芘与异丙醇液相烷基化合成异丙芘的方法

说明书

技术领域

本发明涉及化学材料合成领域，具体涉及一种芘与异丙醇在固体酸催化剂上进行液相烷基化合成异丙芘的方法。

背景技术

芘及其衍生物具有激发寿命长、温衰小、氧淬灭系数高等特性，作为氧气传感器广泛用于压敏涂料测压技术。但是芘易于蒸发和升华，导致含芘压敏涂料的热稳定性和储存稳定性差。如果在芘分子中引入烷基，可以抑制芘的蒸发和升华，这样可以提高含芘压敏涂料的稳定性。晏华等人以甲苯为溶剂、甲基苯磺酸为催化剂，用芘丁酸和脂肪醇发生酯化反应，抑制芘的升华。此外，还有多种对芘进行修饰的途径。唐超等人以芘的单硼酸酯和乙炔基芘为中间体，通过suzuki和sonogashira反应合成了一系列单取代小分子芘衍生物。Liu等人通过炔键在芘上引入咔唑。Kang等人在芘的C-1和C-6位引入芳胺。Moorthy等人在芘环上引入空间位阻较大的基团。Lee等人将吡啶环引入到芘分子中，改善芘的性能。已经报道的修饰芘的方法大多采用均相法，存在环境污染问题。另外，通过烷基化反应在芘环上引入烷基鲜有报道。

发明内容

本发明旨在克服现有技术存在的芘转化率低、污染环境的问题，一种芘与异丙醇液相烷基化合成异丙芘的方法。

为解决上述技术问题，本发明是采用如下技术方案实现的：

一种芘与异丙醇液相烷基化合成异丙芘的方法，具体过程如下：

a.按照芘:异丙醇:均三甲苯的摩尔比为1:2～6:22～27的比例，将芘、异丙醇、均三甲苯在容器中充分搅拌至芘完全溶解，配成原料液；

b.在管式反应器底部装入石英棉，再将石英砂填充到管式反应器恒温段下部边缘，在管式反应器恒温段填装圆柱状NH₄USY分子筛催化剂，在催化剂床层上方再装石英砂直至将管式反应器填满，圆柱状NH₄USY分子筛催化剂颗粒直径与管式反应器内径比例为1:5，用氮气充压至0.3MPa～0.35 MPa，在整个反应过程中氮气流速控制在30ml/min～50ml/min；

c.升高催化剂床层温度到540℃，保持4小时，对圆柱状NH₄USY分子筛催化剂进行活化，然后再降温到170℃～230℃后，原料液经平流泵按照7 h^-1～9.3 h^-1的空速输送至预热器，预热温度为60 ℃，开始对该反应计时，该反应时间为大于10小时，定时收集反应产物混合物，通过液相色谱可以确定异丙芘的选择性和芘的转化率。

进一步的技术方案包括：

过程a中，芘:异丙醇:均三甲苯的摩尔比为1:2:22；过程b中，用氮气充压至0.35MPa，在整个反应过程中氮气流速控制在50ml/min；过程c中,催化剂床层降温到230℃后，原料液经平流泵按照9.3 h^-1的空速输送至预热器，预热温度为60 ℃，反应时间为12小时。

过程a中，芘:异丙醇:均三甲苯的摩尔比为1:4:25；过程b中，用氮气充压至0.35MPa，在整个反应过程中氮气流速控制在30 ml/min；过程c中，催化剂床层降温到200 ℃后，原料液经平流泵按照7 h^-1的空速输送至预热器，预热温度为60 ℃，反应时间为11小时。

过程a中，芘:异丙醇:均三甲苯的摩尔比为1:4:25；过程b中，用氮气充压至0.30MPa，在整个反应过程中氮气流速控制在30 ml/min；过程c中，催化剂床层降温到170 ℃后，原料液经平流泵按照8 h^-1的空速输送至预热器，预热温度为60 ℃，反应时间为10小时。

过程a中，芘:异丙醇:均三甲苯的摩尔比为1:6:27；过程b中，中用氮气充压至0.35MPa，在整个反应过程中氮气流速控制在40 ml/min；过程c中，催化剂床层降温到200 ℃后，原料液经平流泵按照7 h^-1的空速输送至预热器，预热温度为60 ℃，反应时间为11小时。

与现有技术相比本发明的有益效果是：