[发明专利]适用于2,3,6-三甲基苯酚氧化的非共价聚合物催化剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种适用于2,3,6‑三甲基苯酚催化氧化制备2,3,5‑三甲基对苯醌的催化剂，属于催化剂制备技术领域，由联Co(Salphen)和二吡啶类化合物制得，所述二吡啶类化合物包含两个处于对位的吡啶基，联Co(Salphen)中的Co原子和二吡啶类化合物中的一个氮原子通过配位键连接，形成所述非共价聚合物催化剂；本发明催化剂的制备方法简单，且能够实现在以O₂为氧化剂室温常压下催化2,3,6‑三甲基苯酚氧化生成2,3,5‑三甲基对苯醌，克服了之前这类非均相反应大多需要双氧水、高温的限制，且在催化剂循环使用过程中底物的转化率、产物的选择性能够得到很好的保持。

技术领域

本发明属于催化剂制备技术领域，涉及一种适用于2,3,6-三甲基苯酚催化氧化制备2,3,5-三甲基对苯醌的催化剂，特别涉及一种适用于2,3,6-三甲基苯酚氧化的非共价聚合物催化剂及其制备方法。

背景技术

2,3,5-三甲基对苯醌是合成维生素E的重要中间体，2,3,5-三甲基对苯醌的合成主要有两种途径，一种是磺化-氧化法，另一种是一步催化氧化法。磺化-氧化法对环境污染严重，已逐渐被淘汰；一步催化氧化法条件温和，对环境友好，具有广阔的发展前景。

目前2,3,5-三甲基对苯醌的工业生产主要通过2,3,6-三甲基苯酚催化氧化制备得到，催化剂多为小分子，如CuCl₂和Co(Salen)，O₂为氧化剂，虽然该类催化剂具有较好的转化率和选择性，但由于小分子稳定性较差，反应过程中小分子催化剂的溶解造成产物和催化剂分离困难，导致催化剂难以循环使用，且催化剂废水污染环境，大大制约了2,3,5-三甲基对苯醌的工业生产，因此，寻找一种循环性能好、催化性能好的催化剂是目前急待解决的问题。

非共价聚合物较共价聚合物具有合成简单，结构明确等优点，但稳定性较差限制了非共价聚合物在非均相催化中的应用。配位键的稳定性介于非共价键与共价键之间，以配位作用为驱动力构筑的非共价聚合物具有较好的稳定性，在非均相催化中有很好的潜力。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种适用于2,3,6-三甲基苯酚氧化的非共价聚合物催化剂及其制备方法，该催化剂在氧气存在的条件下将2,3,6-三甲基苯酚催化氧化成2,3,5-三甲基对苯醌，具有较高的选择性，且该催化剂可以多次重复利用，底物的转化率高，目标产物的选择性好。

为了达到上述目的，本发明提供了以下技术方案：

本发明提供一种适用于2,3,6-三甲基苯酚氧化的非共价聚合物催化剂，由联Co(Salphen)和二吡啶类化合物制得，所述二吡啶类化合物包含两个处于对位的吡啶基，联Co(Salphen)中的Co原子和二吡啶类化合物中的一个氮原子通过配位键连接，形成所述非共价聚合物催化剂。

作为优选，所述二吡啶类化合物为4,4-联吡啶，制得的非共价聚合物催化剂，命名为：SuP-CSU-1，其结构如下：

作为优选，所述二吡啶类化合物为1,2-二(4-吡啶基)乙烯，制得的非共价聚合物催化剂，命名为：SuP-CSU-2，其结构如下：

作为优选，所述二吡啶类化合物为1,4-二(对吡啶基)苯，制得的非共价聚合物催化剂，命名为：SuP-CSU-3，其结构如下：

作为一个总的发明构思，本发明还提供所述非共价聚合物催化剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)合成联Salphen：以无水乙醇为溶剂，水杨醛和邻苯二胺的物质的量比为2～3:1，N₂保护，反应混合物在25～80℃下搅拌3～24h，过滤、重结晶后得到所需的目标产物；其中联Salphen结构如下：