[发明专利]一种苯酞制邻苯二甲醇的电化学合成方法

说明书

本发明公开了一种苯酞制邻苯二甲醇的电化学合成方法，属于精细化工领域。即通过电化学的方法，以含铅金属为电极材料，在酸性电解液中成功将苯酞转化为邻苯二甲醇，邻苯二甲醇的选择性达到97％。整个流程无需加入有毒的有机溶剂、无需外界输入氢气，低温常压即可进行反应，条件温和、工艺简单、节约投资，符合绿色化学合成的发展方向。

技术领域

本发明属于精细化工领域，涉及到一种苯酞制邻苯二甲醇的电化学合成方法。

背景技术

邻苯二甲醇是一种重要的精细化学品和中间体，在有机合成中有广泛的应用，可以合成药物中间体，也可以作为新型消毒剂邻苯二甲醛的合成原料。目前市场上邻苯二甲醇价格昂贵，因此寻找操作简便、绿色安全的邻苯二甲醇合成工艺具有重要意义。

现有制备技术中，合成邻苯二甲醇的方法有较多报道。例如中国发明专利CN102060668A公开的以邻二苄氯为原料，在碱存在下进行水解反应，经有机溶剂萃取、盐酸中和、浓缩、分离、冷却、重结晶、干燥得到成品。但是上述方法采用多次重结晶来提高产品纯度，操作过程复杂，并且有机溶剂的使用会造成环境污染。中国发明专利CN108610237A公开了一种以苯酞为原料，在碱和硅烷类化合物的作用下，通过还原开环反应得到邻苯二甲醇。虽然该过程原料易得、条件温和，但是使用的硅烷危险性高，给工业生产带来极大的安全隐患。中国发明专利CN105646152A公布了一种以含卤代烷烃的邻苯二甲酸酐为原料，在固定床或釜式反应器中通过加氢催化剂进行加氢反应，进一步将产物结晶分离制得邻苯二甲醇。然而，该反应体系需添加卤代烷烃，对后续分离带来困难，且反应条件为高温高压，容易造成爆炸的危险。

相比之下，电化学合成的方法室温常压即可进行反应，通过简单调变电解电压即可控制产物分布。通过电化学方法实现内酯选择氢解是一种制备二醇的潜在方法。文献(Chemsuschem，6，674-686)报道了一种用铅金属电极电解乙酰丙酸加氢制备戊酸的方法，可有效实现羰基活化。从电化学合成和化学结构上分析，邻苯二甲醇可以通过苯酞(2-苯并呋喃酮)内酯结构中的碳氧双键加氢，进一步开环获取，如下方程式所示：

苯酞作为一个重要的精细化学品可在温和条件下通过苯酐选择加氢获取，其内酯结构的还原相比于羧酸要容易。因此，以苯酞为原料，一步合成邻苯二甲醇的方案是最为合理的。然而，苯酞催化氢解过程中可能存在副反应生成二氢异苯并呋喃、2-甲基苯甲醇、二甲苯、环己基二甲醇、甲基环己基甲醇等。因此，开发一种绿色、温和、便捷、高效的加氢工艺方法，实现苯酞制邻苯二甲醇尤为必要。

发明内容

本发明提供了一种由苯酞制邻苯二甲醇的电化学合成方法，克服了传统邻苯二甲醇生产操作过程复杂、产品纯度低、生产成本高、环境污染严重等不足，通过电化学的方法成功实现了苯酞内酯结构中的碳氧双键的活化，进一步加氢开环制邻苯二甲醇，大大提高了反应的转化率和邻苯二甲醇的选择性。整个流程无需加入有毒的有机溶剂、无需外界输入氢气，低温常压即可进行反应，条件温和、工艺简单、节约投资，符合绿色化学合成的发展方向。

本发明的技术方案：

一种苯酞制邻苯二甲醇的电化学合成方法，步骤如下：采用含铅材料作为阴极材料，有隔膜的H型电解池作为反应装置，将含有苯酞的无机酸电解液进行电解，实现苯酞选择加氢制邻苯二甲醇。阴极电解液中苯酞含量为0.01M～0.1M，无机酸浓度为0.2M～1.0M，可加入有机溶剂增加苯酞的溶解度。采用恒电位电解方式，电解电位为-1.4V～-1.8V vsAg/AgCl，反应时间为2～6h，反应温度为25℃～60℃。

所述的阴极材料为铅、镍铅、锌铅、钛铅、锡铅中的一种。

反应装置中的阳极材料为铂、铂钛、DSA电极中的一种。

所述的有机溶剂为1，4-二氧六环、甲醇、乙腈中的一种，其含量不大于无机酸电解液体积分数的10％。