一种电化学合成水杨醛的方法

本发明属于有机化工合成领域，具体涉及一种电化学合成水杨醛的方法。

背景技术：

1、水杨醛又称邻羟基苯甲醛，由于水杨醛分子结构中含有活泼的羟基、醛基，能够在反应中表现出特殊的活性，其衍生物常用于合成水杨烟肼、苯溴马隆、醋胺苯恶酮等，广泛应用于医药、分析试剂、高分子助剂和农药等领域。合成水杨醛的方法较多，从原料角度分类，主要可以分为以苯酚、邻甲酚、水杨酸、水杨醇4种物质为原料的合成方法。其中，以苯酚、邻甲酚为原料的合成工艺存在反应非均相、产率低、对环境污染严重等问题。以水杨酸为原料制备水杨醛的合成工艺大多采用电解还原法，该工艺设备昂贵，不适合投入工业生产。以水杨醇为原料合成水杨醛是目前新型的合成工艺，主要分为三种方法：光催化氧化法、液相催化氧化法和电催化氧化法。光催化氧化法是通过紫外光的照射，利用tio2使水中的水杨醇部分氧化为水杨醛[catalysis today 380(2021)16–24]。该方法虽然耗能少，但对水杨醛的选择性较低，经济效益低。液相催化氧化主要利用铜盐复合催化剂在高压下进行反应。该方法虽然产率较高，但所得产品中含有的有毒成分氯会限制水杨醛的应用。电催化氧化法目前主要采用cr3+、cr6+相互转化的间接电氧化，该方法具有较高的收率，但作为氧化剂的cr6+易造成环境污染，且价格昂贵。利用电解水产生的活性氧进行电催化氧化作为一种绿色合成方法受到广泛关注，但目前尚未有报道，因此开发节能环保的电化学合成水杨醛的方法具有重要的现实意义。

技术实现思路

1、本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种方法简单、条件温和、绿色环保的选择性高的电化学合成水杨醛的方法。

2、本发明的技术方案概述如下：

3、一种电化学合成水杨醛的方法，包括如下步骤：

4、1)在h型电解槽中间放置质子交换膜，质子交换膜将h型电解槽分为阳极室和阴极室，在阳极室中插入负载有ni(oh)2的泡沫镍电极作为阳极电极，在阴极室中插入ni-mo泡沫合金(商用)作为阴极电极。在阳极室中加入碱金属氢氧化物水溶液和水杨醇，使碱金属氢氧化物的终浓度为2-3m，水杨醇的终浓度为20-50mm，作为阳极电解液；在阴极室中加入与阳极电解液等体积的终浓度为2-3m的碱金属氢氧化物水溶液作为阴极电解液；

5、2)使用直流电源进行恒电流电解反应或恒电压电解反应，反应时间为3-4h；

6、3)对阳极室内的液体调节ph＝2-3，萃取并对萃取相减压蒸馏得到水杨醛。

7、优选地，质子交换膜为nafion 115质子膜或nafion 117质子膜。

8、优选地，碱金属氢氧化物的终浓度为2.5m。

9、优选地，碱金属氢氧化物为koh或naoh。

10、优选地，水杨醇的终浓度为30mm。

11、优选地，步骤2)反应时间为3h。

12、优选地，恒电流电解的电流密度为6-9ma/cm2。

13、优选地，恒电压电解的电压为1.35-1.45v。

14、优选地，萃取所用的萃取剂为乙酸乙酯、三氯甲烷或甲苯。

15、本发明的优点：

16、本发明的方法简单、条件温和、绿色环保、选择性高。

技术特征：

1.一种电化学合成水杨醛的方法，其特征是包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征是步骤1)所述质子交换膜为nafion 115质子膜或nafion 117质子膜。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征是步骤1)所述碱金属氢氧化物的终浓度为2.5m。

4.根据权利要求1或3所述的方法，其特征是步骤1)所述碱金属氢氧化物为koh或naoh。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征是步骤1)所述水杨醇的终浓度为30mm。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征是所述步骤2)反应时间为3h。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征是所述步骤2)恒电流电解的电流密度为6-9ma/cm2。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征是所述步骤2)恒电压电解的电压为1.35-1.45v。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征是所述步骤3)萃取所用的萃取剂为乙酸乙酯、三氯甲烷或甲苯。

技术总结本发明公开了一种电化学合成水杨醛的方法，其特征是包括如下步骤：在H型电解槽中间放置质子交换膜，将H型电解槽分为阳极室和阴极室，在阳极室中插入负载有Ni(OH)<subgt;2</subgt;的泡沫镍电极作为阳极电极，在阴极室中插入Ni‑Mo泡沫合金作为阴极电极；在阳极室中加入碱金属氢氧化物水溶液和水杨醇，使碱金属氢氧化物的终浓度为2‑3M，使水杨醇的终浓度为20‑50mM作为阳极电解液；在阴极室中加入与阳极电解液等体积的终浓度2‑3M的碱金属氢氧化物水溶液作为阴极电解液，利用直流电源进行电解实验。本发明的方法简单、条件温和、绿色环保、选择性高。技术研发人员：付雁,杨威威,张金利,李韡,吕叶受保护的技术使用者：天津大学技术研发日：技术公布日：2024/5/29