專利名稱：一種光催化合成3,4-二甲基-3,4-己二醇的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于一種合成3，4_二甲基-3，4-己二醇的方法，具體地說涉及一種光催化 合成3，4-二甲基-3，4-己二醇的方法。
背景技術(shù)：
半導(dǎo)體光催化通常應(yīng)用于降解氣相和液相中的有機(jī)、無機(jī)污染物，其優(yōu)點(diǎn)是反應(yīng) 條件溫和、無毒、無污染。大量科學(xué)研究報(bào)到了半導(dǎo)體光催化反應(yīng)在有機(jī)合成中的應(yīng)用，但 是反應(yīng)選擇性低，在水溶液體系中光催化反應(yīng)選擇性進(jìn)一步降低，因此光催化在光催化有 機(jī)合成中沒有得到廣泛的應(yīng)用。C-C偶聯(lián)是有機(jī)合成的核心，通過半導(dǎo)體光催化C-C偶聯(lián)制 備高價(jià)值化合物，是二十一世紀(jì)大有希望的有機(jī)合成途徑。3，4- 二甲基-3,4-己二醇(3,4-Dimethyl-3,4-hexanediol3,4-Hexanediol, 3，4-dimethy 1 -)，是一種重要的高碳鏈脂肪族鄰位二醇，分子式CH3CH2 (CH3) C (OH) (OH) CC(CH3)CH2CH3。主要用于頻哪醇重排反應(yīng)、醫(yī)藥領(lǐng)域、化工領(lǐng)域等，用途廣泛。目前國內(nèi)外 3，4- 二甲基-3，4-己二醇制備采用的方法主要有1) 2- 丁酮與鎂等金屬加熱回流，然后加 水水解，蒸餾得到合成3，4-二甲基-3，4-己二醇(參考文獻(xiàn)一些脂肪烴的制備和性質(zhì)； L. Schmerling, B. S. Friedman, V. N. Ipatieff，J. Am. Chem. Soc. 1940,62 :2446-2449) 該合 成方法，所需步驟多、能耗高、有副產(chǎn)物、產(chǎn)物分離難、產(chǎn)率低；反應(yīng)中需要加入大量的金屬， 成本高，同時(shí)造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。2、將3，4-二甲基-3-己烯進(jìn)行環(huán)氧化反應(yīng)，然后水解 合成3，4-二甲基-3，4-己二醇，此方法需要經(jīng)過三個(gè)過程環(huán)氧化反應(yīng)、水解反應(yīng)、產(chǎn)物提 純。環(huán)氧化過程中需要大量的環(huán)氧化試劑，設(shè)備要求高、成本高，存在環(huán)境污染問題，有副反 應(yīng)，產(chǎn)率低；由于有大量副產(chǎn)物的存在，水解過程和產(chǎn)物提純過程復(fù)雜，成本上升。由于以上 兩種方法都存在產(chǎn)率低、成本高和環(huán)境污染問題，所以3，4_ 二甲基-3，4-己二醇在全球市 場上沒有工業(yè)化生產(chǎn)廠家和銷售公司，有很大的市場價(jià)值。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種產(chǎn)率高、成本低和無環(huán)境污染的光催化合成3，4- 二甲 基-3，4-己二醇的方法。本發(fā)明主要是利用光催化方法，紫外光或可見光照射無水仲丁醇體系或仲丁 醇-水體系，將仲丁醇高選擇性一步光催化氧化合成3，4- 二甲基-3，4-己二醇，成功的將 光催化C-C偶聯(lián)應(yīng)用于3，4- 二甲基-3，4-己二醇的合成中。合成路線如下
權(quán)利要求
1.一種光催化合成3，4-二甲基-3，4-己二醇的方法，其特征在于包括如下步驟按100-500mL反應(yīng)液Ig催化劑，將納米半導(dǎo)體加入仲丁醇-水反應(yīng)液中，其中仲丁 醇-水反應(yīng)液為仲丁醇體積含量在10-40%或60-100%，同時(shí)按負(fù)載量為0. l-5wt%加入 貴金屬源溶液，磁力攪拌下抽真空或通入氮?dú)?，除去體系中的氧氣后，停止抽真空或通入氮 氣，開起功率在10-2000W紫外燈或可見光源，通過原位光催化將貴金屬源還原成貴金屬顆 粒負(fù)載到半導(dǎo)體表面，進(jìn)行光催化仲丁醇氧化合成3，4-二甲基-3，4-己二醇的反應(yīng)，反應(yīng) 溫度在1-90°C之間，反應(yīng)時(shí)間在10-360h之間，反應(yīng)結(jié)束后，通過離心沉淀、真空抽濾或靜 止沉淀的方法分離出催化劑，再進(jìn)行蒸餾或減壓蒸餾分離出仲丁醇和水，得到產(chǎn)物3，4_ 二 甲基-3，4-己二醇。
2.如權(quán)利要求1所述的一種光催化合成3，4-二甲基-3，4-己二醇的方法，其特征在于 所述的納米半導(dǎo)體為含氧類納米半導(dǎo)體、含硫類納米半導(dǎo)體或含氮類納米半導(dǎo)體。
3.如權(quán)利要求2所述的一種光催化合成3，4-二甲基-3，4-己二醇的方法，其特征在 于所述的含氧類納米半導(dǎo)體是Ti、Zr、Fe、Zn、Sr、La、W、V、Cu、Ce、In、Ta或Nb的含氧化合 物。
4.如權(quán)利要求2所述的一種光催化合成3，4-二甲基-3，4-己二醇的方法，其特征在于 所述的含硫類納米半導(dǎo)體是Cd、Zn、W或Bi的含硫化合物。
5.如權(quán)利要求2所述的一種光催化合成3，4-二甲基-3，4-己二醇的方法，其特征在于 所述的含氮類納米半導(dǎo)體是Ti、Ga、Ge或Ta的含氮化合物。
6.如權(quán)利要求1所述的一種光催化合成3，4-二甲基-3，4-己二醇的方法，其特征在于 所述的納米半導(dǎo)體為納米顆粒、納米管或納米棒。
7.如權(quán)利要求1所述的一種光催化合成3，4-二甲基-3，4-己二醇的方法，其特征在于 所述的貴金屬源為氯鉬酸、氯金酸、氯化鈀、氯化釕、氯化銠或硝酸銀。
全文摘要
一種光催化合成3，4-二甲基-3，4-己二醇的方法是將納米半導(dǎo)體加入仲丁醇-水反應(yīng)液中，仲丁醇-水反應(yīng)液為仲丁醇體積含量在10-40％或60-100％，同時(shí)加入貴金屬源溶液，磁力攪拌下抽真空或通入氮?dú)?，除去體系中的氧氣后，停止抽真空或通入氮?dú)?，開起紫外燈或可見光源，進(jìn)行光催化仲丁醇氧化合成3，4-二甲基-3，4-己二醇的反應(yīng)，反應(yīng)溫度在1-90℃之間，反應(yīng)時(shí)間在10-360h之間，反應(yīng)結(jié)束后，通過離心沉淀、真空抽濾或靜止沉淀的方法分離出催化劑，再進(jìn)行蒸餾或減壓蒸餾分離出仲丁醇和水，得到產(chǎn)物3，4-二甲基-3，4-己二醇。本發(fā)明具有產(chǎn)率高、成本低和無環(huán)境污染的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)B01J23/44GK102070406SQ201110032969
公開日2011年5月25日 申請(qǐng)日期2011年1月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月25日
發(fā)明者盧海強(qiáng), 張健, 朱珍平, 趙江紅 申請(qǐng)人:中國科學(xué)院山西煤炭化學(xué)研究所