2,3,5-三甲基氢醌的合成技术综述
摘要: 2,3,5-三甲基氢醌是合成维生素E的重要中间体，文章对2,3,5-三甲基氢醌的合成方法进行了综述，主要介绍了偏三甲苯法、2,3,6-三甲基苯酚法、异佛尔酮法、均三甲酚法、苯酚法、二乙基酮法，并对各方法的优缺点进行了对比分析。
关键词: 2,3,5-三甲基氢醌，维生素E，合成
1前言
2,3,5-三甲基氢醌（TMHQ）是合成维生素E的重要中间体[1]，维生素E又称生育酚，是最主要的抗氧化剂之一，主要用作医药、饲料、食品和化妆品的添加剂，市场需求量大[2,3]。
目前，TMHQ国内供应不足，主要来源于国外进口，因而合成2,3,5-三甲基氢醌（TMHQ）具有较好的应用价值和较高的经济效益。
TMHQ来源一是人工合成，二是在石油化工产品中提取。
工业上提取TMHQ的方法因其工艺复杂，产率不高，产物不纯等问题受到很大限制；由于人工合成方法原料易得，工艺简单，产率和纯度较高，因而被广泛应用。
本文对TMHQ的主要合成方法进行综述，主要介绍了偏三甲苯法、2,3,6-三甲基苯酚法、异佛尔酮氧化法、均三甲酚法、苯酚法、二乙基酮法，并对其各自的优缺点以及现状进行简要分析。
1.1 物理性质
TMHQ为白色或类白色晶体，受热升华、受潮易变黑，微溶于水，易溶于乙酯、甲醇、不溶于石油醚。
是工业合成维生素E的重要中间体，可与异植物醇缩合生产维生素E（图1）。
VE
图1 VE合成路线图
物理性质：密度为1.12 g/cm3，熔点为169℃-174℃，沸点为298.3℃（760mmHg），闪点为146.3℃，蒸汽压为0.000723mmHg（25℃）。
1.2 市场情况
国外生产TMHQ的公司有德国以巴斯夫公司、瑞士罗氏公司、法国罗纳普朗克公司、日本Chuo Kaseihin公司等，总生产能力约为1.8万吨/年。
国内一些研究院相继成功开发出合成TMHQ的生产技术，并且已实现工业化生产，推动了我国TMHQ生产市场发展。
国内生产厂家有能特科技股份公司、上海宏达化工有限公司、上海南泽化工、南通柏盛化工有限公司等。
图2 生产工艺流程图
目前2,3,5-三甲基氢醌国内市场价格大约在80000元/吨。
国内生产厂家能特科技股份公司，年产5000吨2,3,5-三甲基氢醌项目，采用2,3,6-三甲基苯酚直接氧化法，产率可达到97.6 %。
生产工艺流程图如图2。
2合成方法
对于TMHQ的合成方法主要介绍了偏三甲苯法、2,3,6-三甲基苯酚法、异佛尔酮氧化法、
均三甲酚法、苯酚法、二乙基酮法。
2.1偏三甲苯法
以偏三甲苯为原料制备2,3,5-三甲基苯醌（TMBQ），因其原料偏三甲苯价廉易得，且综合经济效益好而被广泛使用。
根据合成2,3,5-三甲基氢醌（TMHQ）的技术路线又可以分为以下四种。
2.1.1偏三甲苯-异丙基法[4]
偏三甲苯-异丙基法是通过原料偏三甲苯与丙烯发生烷基化反应制得5-异丙基偏三甲苯，再通过磺化、碱熔、去烷基化步骤得到TMHQ，收率为63 % ~ 68 % （图3）。
该方法反应条件温和，在常压下进行，但是选择性差，杂质6-异丙基偏三甲苯不易分离，现已淘汰使用。
CH3
CH
CH 33
CH3
CH3
CH3
7
CH3
CH
CH3
C3H7
3
S
SO3H OH
HO
3
3
碱熔
图3 偏三甲苯-异丙基法制备TMHQ路线图
2.1.2偏三甲苯磺化、水解法
偏三甲苯经硫酸磺化、硝酸硝化，加氢还原得到2,4,5-三甲基-3,6-二氨基苯磺酸，再经水解、氧化，最后加氢还原得到产品TMHQ（图4）[5,6]。
该方法优点是原料价廉易得，生产成本低。
但是该工艺对设备要求高，工艺流程长导致产率较低，且过程中产生大量含酚废水，污染环境，此方法基本淘汰使用。
CH3
CH3 CH3
CH3
CH3
CH3
HO3S
CH3
3
CH3
HO3S
CH3
CH3
CH3
HO3S
O2N
NO2
H2N
NH2
CH3
CH3
CH3
H2N
NH
2
O
O
CH3
CH3
H3C
CH3
CH3
H3C
OH
OH
水解
氧化
加氢还原
图4 偏三甲苯磺化、水解法制备TMHQ路线图
2.1.3偏三甲苯电解法
偏三甲苯电解法是偏三甲苯经过电解、加氢还原后得到TMHQ（图5）。
该方法简单易行，具有一定的应用前景，但是收率还有待提高。
CH3
CH3 CH3
CH3
O
3
H3C
O
CH3
CH3
OH
H3C
OH
电解
图 5 偏三甲苯电解法制备TMHQ路线图
余晨秀等[7]采用循环伏安和电解合成法研究了偏三甲苯(TMB)在Ti/nanoTiO2-Pt 电极上的电化学行为以及直接电解合成三甲基苯醌(TMBQ)的条件。
结果表明，TMB在Ti/nanoTiO2-Pt电极上具有电催化氧化活性，氧化峰电位Ep约为1.7V，反应为不可逆过程；在离子隔膜电解槽中，电解合成TMBQ的电流效率为47 %，TMB的总转化率为58.8 %。
2.1.4偏三甲苯直接氧化法
偏三甲苯在过氧乙酸、高氯酸、磷酸、多相催化剂/过氧酸、酸性催化剂/H2O2等存在下能够被氧化直接生成2,3,5-三甲基苯醌（TMBQ）[8]，再经加氢还原得到TMHQ。
该生产工艺简单，设备投资少，该方法关键在于催化剂和氧化剂的选择，目前研究重点在于开发出新型的高效绿色催化剂，从而提高产率。
张天永[9]等采用水热合成法合成了铜酞菁与γ-Al2O3复合的催化剂Y ，以冰醋酸为溶剂，H2O2为氧化剂，用催化剂Y将偏三甲。