[发明专利]一种用于将双取代烷基蒽转化成单取代烷基蒽的催化剂及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及单取代烷基蒽的合成领域，公开了一种用于将双取代烷基蒽转化成单取代烷基蒽的催化剂及其制备方法和应用。所述制备方法包括以下步骤：将分子筛加入至浓度为0.05~1.50 mol/L的碱溶液中，加热反应后，分离出碱处理后的分子筛；所述分子筛包括Y型分子筛、Beta分子筛、MCM‑22分子筛、MCM‑41分子筛、ZSM‑5分子筛和MOR分子筛中的一种或多种；将碱处理后的分子筛加入至浓度为0.05~1.00 mol/L的酸溶液中，加热反应，分离出酸处理后的分子筛，而后进行煅烧，获得催化剂。本发明的催化剂能够实现双取代烷基蒽到单取代烷基蒽的转化，且具有较高的催化效率和选择性。

技术领域

本发明涉及单取代烷基蒽的合成领域，尤其涉及一种用于将双取代烷基蒽转化成单取代烷基蒽的催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

2-烷基蒽醌是重要的精细化工产品，主要用于生产过氧化氢的载体材料，还可以用作降解树脂、光敏聚合材料或燃料的中间体等。目前2-烷基蒽醌的生产方法主要是采用的苯酐酰化-脱水法，但该方法存在严重的环境污染和设备腐蚀问题，难以满足绿色化工生产要求，因此急需开发2-烷基蒽醌的绿色生产工艺。

现有报道提出采用蒽的烷基化-氧化方法来制备2-烷基蒽醌，该方法具有反应条件温和、工艺流程简单和环境污染小等优势，被认为是一条绿色可行的工艺路线。目前由2-烷基蒽经氧化剂氧化制得2-烷基蒽醌的技术报道较为广泛，通常采用的氧化剂有过氧化叔丁醇、过氧化氢或氧气等；但由蒽烷基化生产2-烷基蒽的技术路线还存在反应转化率低、选择性差和分离工艺复杂等问题，解决这些问题的关键是烷基化反应催化剂的选取。沸石分子筛由于具有较大的比表面积、规整的孔道结构、良好的水热稳定性以及可调的酸性，目前已经广泛地应用于工业催化领域。专利CN 111068650中公开了一种分子筛负载型有机金属多酸盐催化剂，采用该催化剂进行蒽的烷基化反应制备2-烷基蒽，然后再采用氧化剂将2-烷基蒽氧化成2-烷基蒽醌。此外，专利CN 110935486中公开了一种蒽与烷基化试剂反应生成2-烷基蒽，再经有机过氧化物氧化得到2-烷基蒽醌的方法。该方法采用了一种多功能催化剂，即采用Ag对TS-1分子筛进行改性，Zr和SO₄^2-对Al₂O₃进行改性，然后将改性后的TS-1和Al₂O₃进行混合、成型和煅烧。

分子筛催化剂对于烷基化反应虽然具有一定的催化活性，但产物的选择性和稳定性还存在不足。叶金鑫等在辽宁石油化工大学学报37卷第1期上发表的论文《蒽与叔丁醇Friedel-Crafts烷基化反应》采用Beta型分子筛催化蒽与叔丁醇进行烷基化反应，通过对产物进行分析发现除了生成单取代的2-叔丁基蒽外，还有双取代的2,6-二叔丁基蒽副产物，即采用分子筛催化剂生产单取代烷基蒽的同时经常会伴随着双取代烷基蒽的生成。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种用于将双取代烷基蒽转化成单取代烷基蒽的催化剂及其制备方法和应用。本发明的催化剂能够实现双取代烷基蒽到单取代烷基蒽的转化，且具有较高的催化效率和选择性。

本发明的具体技术方案为：

第一方面，本发明提供了一种用于将双取代烷基蒽转化成单取代烷基蒽的催化剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)将分子筛加入至浓度为0.05～1.50mol/L的碱溶液中，加热反应后，分离出碱处理后的分子筛；所述分子筛包括Y型分子筛、Beta分子筛、MCM-22分子筛、MCM-41分子筛、ZSM-5分子筛和MOR分子筛中的一种或多种；

(2)将碱处理后的分子筛加入至浓度为0.05～1.00mol/L的酸溶液中，加热反应，分离出酸处理后的分子筛，而后进行煅烧，获得用于将双取代烷基蒽转化成单取代烷基蒽的催化剂。