專利名稱：一種以納米氧化銅為催化劑制備克酮酸的方法
一種以納米氧化銅為催化劑制備克酮酸的方法技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明具體涉及一種以納米氧化銅為催化劑制備克酮酸的方法，屬于有機化學(xué)合成領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
克酮酸是一種重要的化學(xué)中間體，用途十分廣泛，可用于制備紅外熒光材料、數(shù)字成像以及影像材料。特別是在生命科學(xué)領(lǐng)域，用克酮酸來制備的紅外熒光染料，吸收波長在800 nm左右，與二極管激光器的輸出范圍極為相符，在近紅外熒光標(biāo)識技術(shù)應(yīng)用中有著重要的地位。此外，由于克酮酸染料具有良好的光熱穩(wěn)定性和熒光性能，因此在光學(xué)記錄與光存儲等領(lǐng)域存在著顯著的應(yīng)用價值。由于合成這類近紅外染料所需的中間體克酮酸的合成難度大，不易大量制備，因而限制了克酮酸染料的工業(yè)化應(yīng)用。
克酮酸是在1825年由德國海德爾堡大學(xué)的格梅林教授發(fā)現(xiàn)的，到目前為止，國外已經(jīng)研究開發(fā)了對克酮酸的工業(yè)化生產(chǎn)技術(shù)，而國內(nèi)，還主要是以乙二醛為原料生產(chǎn)克酮酸。這種生產(chǎn)工藝反應(yīng)條件要求比較高，后處理麻煩，產(chǎn)品收率比較，遠遠不能滿足市場的需求，因此開發(fā)克酮酸的合成工藝具有廣闊的發(fā)展前景和巨大的市場潛力。車慶林等人(化學(xué)世界，1999，3:139)中報道了使用四氯苯醌為原料，經(jīng)過甲氧基化、水解、氧化脫羧的新路線合成了克酮酸，其中在氧化脫羧反應(yīng)中使用的催化劑是二氧化錳。
本發(fā)明以納米氧化銅為催化劑，用四羥基苯醌作為原料合成克酮酸，反應(yīng)過程比較簡單，后處理容易，有利 于工業(yè)化生產(chǎn)。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種以納米氧化銅作為催化劑制得克酮酸的方法，該方法催化劑價格便宜且易得，整個制備方法簡單，后處理容易。
為實現(xiàn)發(fā)明的目的，技術(shù)方案如下:一種以氧化銅作為催化劑制備克酮酸的方法，產(chǎn)物克酮酸的化學(xué)結(jié)構(gòu)式如式I所示:
權(quán)利要求
1.一種以納米氧化銅為催化劑制備克酮酸的方法，其特征在于按照如下步驟進行: (O納米氧化銅催化劑的制備: 稱取乙酸銅于馬弗爐內(nèi)，逐漸加熱升溫至300°C下煅燒12 18 h后，取出冷卻至室溫，用足量的濃硝酸酸化分解殘余的乙酸銅；將酸化得到的懸浮液過濾，用去離子水洗滌過濾得到的黑色濾餅，然后將其放入烘干箱內(nèi)，在120 160 °C下干燥得到黑褐色粉末，即為納米氧化銅催化劑，密封后放于干燥器中備用； (2)克酮酸制備: 將上步得到的氧化銅催化劑與四羥基苯醌、無水碳酸鉀按照比例混合加入三口燒瓶中，并加入去離子水，在磁力攪拌條件下加熱回流40 60 min，然后冷卻至室溫，得到黃色液體；將上述液體進行過濾，再用熱水洗滌濾餅，并將濾液與洗液合并，加入足量濃鹽酸酸化；配制氯化鋇飽和溶液，移取氯化鋇飽和溶液于上述溶液中，然后持續(xù)續(xù)攪拌加熱至900C ;冷卻液體至室溫，過濾得到黃色鋇鹽沉淀，放入烘箱內(nèi)在100 °C條件下干燥30 40min ;將干燥產(chǎn)品轉(zhuǎn)入三口燒瓶中，加入無水甲醇，攪拌條件下加入濃硫酸，加熱回流20 30 min，反應(yīng)結(jié)束，冷卻、靜置，濾去白色硫酸鋇沉淀；將得到的沉淀物用乙酸乙酯洗滌，將洗液和之前濾液合并，在旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀中旋蒸去除溶劑，得到黃色晶體，用丙酮洗滌后進行干燥得到克酮酸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種以納米氧化銅為催化劑制備克酮酸的方法，其特征在于其中步驟(2)中氧化銅催化劑:四羥基苯醌:無水碳酸鉀的質(zhì)量比為3:1:4。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種以納米氧化銅為催化劑制備克酮酸的方法，其特征在于其中步驟(2)中四羥基苯醌與去離子水的質(zhì)量比為1:70。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種以納米氧化銅為催化劑制備克酮酸的方法，其特征在于其中步驟(2)中四羥基苯醌與熱水的質(zhì)量比為1:30。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種以納米氧化銅為催化劑制備克酮酸的方法，其特征在于其中步驟(2)中熱水與氯化鋇飽和溶液的體積比為6:1。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種以納米氧化銅為催化劑制備克酮酸的方法，其特征在于其中步驟(2)中熱水與無水甲醇的體積比為6:1。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種以納米氧化銅為催化劑制備克酮酸的方法，其特征在于其中步驟(2)中熱水與濃硫酸體積比為100:1。
全文摘要
本發(fā)明一種以納米氧化銅為催化劑制備克酮酸的方法，屬于有機化學(xué)合成領(lǐng)域。本發(fā)明以納米氧化銅為催化劑，用四羥基苯醌作為原料合成克酮酸。本發(fā)明制備催化劑納米氧化銅的原料價格便宜，制備方法容易。克酮酸酸合成路線簡單，后處理容易，有利于工業(yè)化生產(chǎn)。
文檔編號C07C49/707GK103172506SQ201310091768
公開日2013年6月26日 申請日期2013年3月21日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月21日
發(fā)明者李忠玉, 王蘇, 徐松 申請人:常州大學(xué)