一种苯酚连续电合成对苯醌的方法

本发明属于有机化合物制备领域，具体涉及一种苯酚在含隔膜流动电解池中直接电氧化合成对苯醌的方法。

背景技术：

1、对苯醌是一种重要的醌类化合物，在石油化工行业应用广泛，并可用作染料、医药、农药中间体以及生产对苯二酚的中间体。传统合成对苯醌的方法有苯胺法、苯酚法、二异丙基苯法、对苯二酚法等。苯胺法是在酸性条件下，以二氧化锰作为氧化剂，经过一系列后处理得到产物，其中锰金属回收使用率较低，也有使用次氯酸做氧化剂，但由于种种缺点，该法已逐渐被淘汰。苯酚氧化法最早以氧气为氧化剂，但使用压力较高，现今已被过氧化氢所取代，但双氧水的稳定性较差，不易长时间贮存，而且使用危险性较高。二异丙基苯法是以苯为原料，先制得对二异丙基苯，然后再氧化得到对苯二酚，最后再制得对苯醌，该法反应工艺较长。对苯二酚法制备对苯醌的产率较高，但是由于对苯二酚自身价格较高，不适合工业上的生产。

2、采用电化学合成的方法制备对苯醌具有符合可持续发展的优势。电化学合成反应中，稳定的电极材料是实现反应的关键因素，因为它直接影响反应的效率和产品的纯度。随着电极材料的发展，自支撑电极因催化材料直接长在基底上，使其导电性以及稳定性都表现较好。同时大多数的自支撑电极具有三维多孔网状结构的特点，在表面生长的材料电化学活性位点都能尽可能的暴露，这种结构有利于底物分子在电极表面的传输，极大地提升了反应效率，尤其在一些精细化工品的合成中非常适用。但目前尚未见到有关三维自支撑电极材料应用于苯酚连续电合成对苯醌的报道。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提供了一种苯酚连续电合成对苯醌的方法，该方法具有绿色高效、工艺简单、制备成本低等优势。

2、为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、一种苯酚连续电合成对苯醌的方法，其是在含有隔膜的流动电解池中，以含苯酚的硫酸溶液为电解液，通过阳极氧化使苯酚直接生成对苯醌。

4、进一步地，所述硫酸溶液的浓度为0.1~1 mol/l，优选0.1~0.5 mol/l，更优选0.1mol/l；其中苯酚含量为20 mmol/l。

5、进一步地，阳极采用碳毡基二氧化铅、石墨片基二氧化铅中的任意一种作为电极，优选碳毡基二氧化铅电极。

6、更进一步地，阳极电极的制备方法是在含0.2 m pb(no3)2的0.1 m hno3溶液中，以一张三维多孔碳毡或片状石墨为阳极，两张不锈钢网作为对电极，将两张不锈钢网分别置于三维多孔碳毡或片状石墨的两侧并间距1.5 cm，之后在电流密度为60 ma·cm−2的条件下电沉积60~120 min后，将三维多孔碳毡或片状石墨用去离子水冲洗数次并干燥制得。。

7、进一步地，阴极采用石墨、碳布中的任意一种作为电极，优选碳布电极。

8、进一步地，施加电压为1.7~2.1 v vs. ag/agcl，优选1.9 v vs. ag/agcl。

9、进一步地，通电量为240~360 c，优选300 c。

10、本发明的优点在于：

11、本发明以苯酚为原料，拥有较大比表面积和优良稳定性的二氧化铅为阳极，在含隔膜的流动电解槽中以恒电压的电解模式制备对苯醌，该方法具有绿色高效、工艺简单、制备成本低等优势，并可持续有效的进行反应。

技术特征：

1.一种苯酚连续电合成对苯醌的方法，其特征在于，在含有隔膜的流动电解池中，以含苯酚的硫酸溶液为电解液，通过阳极氧化使苯酚直接生成对苯醌。

2. 根据权利要求1所述的苯酚连续电合成对苯醌的方法，其特征在于，所述硫酸溶液的浓度为0.1~1 mol/l；其中苯酚含量为20 mmol/l。

3.根据权利要求1所述的苯酚连续电合成对苯醌的方法，其特征在于，阳极采用碳毡基二氧化铅、石墨片基二氧化铅中的任意一种作为电极。

4. 根据权利要求3所述的苯酚连续电合成对苯醌的方法，其特征在于，阳极电极的制备方法是在含0.2 m pb(no3)2的0.1 m hno3溶液中，以一张三维多孔碳毡或片状石墨为阳极，两张不锈钢网作为对电极，将两张不锈钢网分别置于三维多孔碳毡或片状石墨的两侧并间距1.5 cm，之后在电流密度为60 ma·cm−2的条件下电沉积60~120 min后，将三维多孔碳毡或片状石墨用去离子水冲洗数次并干燥制得。

5.根据权利要求1所述的苯酚连续电合成对苯醌的方法，其特征在于，阴极采用石墨、碳布中的任意一种作为电极。

6. 根据权利要求1所述的苯酚连续电合成对苯醌的方法，其特征在于，施加电压为1.7~2.1 v vs. ag/agcl。

7. 根据权利要求1所述的苯酚连续电合成对苯醌的方法，其特征在于，通电量为240~360 c。

技术总结本发明公开了一种苯酚连续电合成对苯醌的方法，属有机化合物制备领域，其是在含有隔膜的流动电解池中，以含苯酚的硫酸溶液为电解液，通过阳极氧化使苯酚直接生成对苯醌。本发明提供的方法具有工艺简单、可连续制备的特点，阳极使用的电极廉价易制备，降低了反应成本。技术研发人员：郑辉东,张维玲,王莹淑受保护的技术使用者：福州大学技术研发日：技术公布日：2024/6/18