2,3,5-三甲基苯醌的合成研究Study on the synthesis of2,3,5-Trimethylbenzoquinone领 域 ： 化 学 工 程研 究 生 ： 段 永 洁学 校 导 师 ： 张 天 永 教 授企 业 导 师 ： 袁 仲 飞 高级工程师天 津 大 学 化 工 学 院二 零 一 三 年 五 月独 创 性 声 明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得 的研 究 成 果 ， 除 了 文 中 特 别 加 以 标 注 和 致 谢 之 处 外 ， 论 文 中 不 包 含 其 他 人 已 经 发 表或 撰 写 过 的 研 究 成 果 ， 也 不 包 含 为 获 得 天津大学 或 其 他 教 育 机 构 的 学 位 或 证书 而 使 用 过 的 材 料 。 与 我 一 同 工 作 的 同 志 对 本 研 究 所 做 的 任 何 贡 献 均 已 在 论 文 中作 了 明 确 的 说 明 并 表 示 了 谢 意 。学 位 论 文 作 者 签 名 ： 签 字 日 期 ： 年 月 日我 是 爱 天 大 的 ！ ！学 位 论 文 版 权 使 用 授 权 书本 学 位 论 文 作 者 完 全 了 解 天津大学 有 关 保 留 、 使 用 学 位 论 文 的 规 定 。特 授 权 天 津 大 学 可 以 将 学 位 论 文 的 全 部 或 部 分 内 容 编 入 有 关 数 据 库 进 行 检索 ， 并 采 用 影 印 、 缩 印 或 扫 描 等 复 制 手 段 保 存 、 汇 编 以 供 查 阅 和 借 阅 。 同 意 学 校向 国 家 有 关 部 门 或 机 构 送 交 论 文 的 复 印 件 和 磁 盘 。（ 保 密 的 学 位 论 文 在 解 密 后 适 用 本 授 权 说 明 ）学 位 论 文 作 者 签 名 ： 导 师 签 名 ：签 字 日 期 ： 年 月 日 签 字 日 期 ： 年 月 日1摘 要2,3,5-三 甲 基 苯 醌 是 一 种 重 要 的 医 药 中 间 体 ， 它 经 过 催 化 加 氢 还 原 可 以 合 成2,3,5-三 甲 基 氢 醌 ， 而 2,3,5-三 甲 基 氢 醌 是 合 成 维 生 素 E 的 重 要 中 间 体 。 本 文 分 别以 偏 三 甲 苯 、 2,3,6-三 甲 基 苯 酚 为 原 料 ， 经 催 化 氧 化 一 步 反 应 制 备 2,3,5-三 甲 基 苯醌 。 主 要 内 容 和 结 果 如 下 ：偏 三 甲 苯 为 原 料 制 备 2,3,5-三 甲 基 苯 醌 的 反 应 过 程 中 ， 采 用 冰 醋 酸 为 溶 剂 ，双 氧 水 为 氧 化 剂 ， 将 不 同 质 量 的 Fe3+负 载 于 硅 酸 、 硅 胶 、 -Al2O3、 -Al2O3 上 、不 同 质 量 的 铜 酞 菁 与 硅 酸 、 硅 胶 、 -Al2O3、 -Al2O3 复 合 、 将 与 铜 酞 菁 复 合 的 硅酸 、 硅 胶 、 -Al2O3、 -Al2O3 放 入 马 弗 炉 中 煅 烧 ， 制 备 出 的 催 化 剂 用 于 偏 三 甲 苯催 化 氧 化 制 备 2,3,5-三 甲 基 苯 醌 的 反 应 中 ， 运 用 外 标 法 进 行 GC 分析测量反应过程 中 偏 三 甲 苯 的 转 化 率 和 2,3,5-三 甲 基 苯 醌 的 产 率 ， 得 到 最 佳 催 化 剂 为 10g-Al2O3 与 3g 铜 酞 菁 复 合 得 到 的 催 化 剂 J。考 察 了 偏 三 甲 苯 用 催 化 剂 J 进 行 催 化 制 备 2,3,5-三 甲 基 苯 醌 过 程 中 催 化 剂 用量 、 反 应 时 间 、 反 应 温 度 、 H2O2 的 滴 加 方 式 对 产 率 的 影 响 。 在 催 化 剂 J:偏 三 甲苯 =0.083:1（ wt:wt） ， 反 应 时 间 选 择 2 h， 回 流 温 度 反 应 ， H2O2 逐 滴 加 入 的 情 况下 ， 偏 三 甲 苯 的 转 化 率 为 72.8%， 2,3,5-三 甲 基 苯 醌 收 率 最 高 为 65.3%。2,3,6-三甲基苯酚为原料制备 2,3,5-三甲基苯醌的反应过程中，采用溶剂 A中 氧 气 为 氧 化 剂 的 工 艺 ， 取 离 子 液 体 如 ： BminBr、 BminBF4、 BminNO3中 的 一 种 ， 加 入 铜 的 卤 化 物 、 碱 土 金 属 卤 化 物 中 的 一 种 或 者 多 种 ， 配 成 一 定 离子 含 量 的 催 化 剂 。 将 此 催 化 剂 用 于 2,3,6-三 甲 基 苯 酚 氧 化 制 备 2,3,5-三 甲 基 苯 醌的 反 应 中 ， 考 察 了 反 应 温 度 、 反 应 时 间 、 氧 化 液 的 洗 涤 程 度 、 催 化 剂 中 离 子 浓度 、 催 化 剂 的 套 用 、 溶 剂 的 套 用 等 对 反 应 的 影 响 。 最 佳 反 应 温 度 为 120 ； 反 应时 间 为 6h（ 3h 滴 加 2,3,5-三 甲 基 苯 酚 溶 液 +3h 保 温 时 间 ） ； 氧 化 液 洗 涤 至 洗 涤 液的 颜 色 为 黄 绿 色 ； 催 化 剂 处 理 后 可 以 套 用 。 目 标 产 物 2,3,5-三 甲 基 苯 醌 可 用 保 险粉 还 原 成 2,3,5-三 甲 基 氢 醌 ， 摩 尔 收 率 达 95.76%。关键词： 2,3,6-三 甲 基 苯 酚 偏 三 甲 苯 催 化 氧 化 2,3,5-三 甲 基 苯 醌2ABSTRACT2,3,5-Trimethylbenzoquinone is an important pharmaceutical intermediates. Itcan be through catalytic hydrogenation synthesized 2,3,5-trimethylhydroquinone, and2,3,5-trimethylhydroquinone is an important intermediate for the synthesis of vitaminE. In this article, 2,3,5-trimethylbenzoquinone were prepared by catalytic oxidationreaction step using 1,2,4-trimethylbenzene, 2,3,6-trimethylphenol as raw materials.The main content and the results were as follows:In the process of 1,2,4-trimethylbenzene as a raw material for the preparation of2,3,5-trimethylbenzoquinone, using glacial acetic acid as the solvent, hydrogenperoxide as an oxidizing agent. The catalyst was prepared by supporting differentquantity of Fe3+ on silicic acid, silica, -Al2O3, -Al2O3; compounding differentquantity copper phthalocyanine and silicic acid, silica, -Al2O3, -Al2O3; putting thecompounds of copper phthalocyanine and silicate, silica, -Al2O3, -Al2O3 calcined ina muffle furnace. The catalyst was used the reaction for the preparing the2,3,5-trimethylbenzoquinone by catalytic oxidation using the 1,2,4-trimethylbenzeneas a raw material. The conversion of 1,2,4-trimethylbenzene and yield of2,3,5-trimethylbenzoquinone were measured by the external standard method for GCanalysis in the process of the reaction to give the best catalyst is catalyst J which isprepared by componding 10g -Al2O3 and 3g copper phthalocyanine.The catalyst J was used in the catalytic reaction. The conditions of catalystamount, reaction time, reaction temperature, the dropwise addition of H2O2 wereparticularly studied for the preparing the 2,3,5-trimethylbenzoquinone by catalyticoxidation using the 1,2,4-trimethylbenzene as a raw material. The study found that,the 1,2,4-trimethylbenzene conversion was 72.8%, 2,3,5-trimethylbenzoquinone yieldup to 65.3% in the case of in the reflux temperature the catalyst J:1,2,4-trimethylbenzene = 0.083:1 (wt: wt), the reaction time was 2h, the H2O2 wasadded drop by drop.In the process of 2,3,6-trimethylphenol as a raw material for the preparation of2,3,5 trimethylbenzoquinone. The technology used oxygen as an oxidizing agent.The catalyst was prepared by taking one of the ionic liquids, such as: Bmin Br,Bmin BF4, Bmin NO3 and adding one or more of the copper halide, the alkaline3earth metal halide. The catalyst was used in the catalytic reaction. The conditions ofthe reaction temperature, reaction time, degree of the oxidation liquid washing, theion concentration of the catalyst, the recycling of the catalyst, t