温和条件下醇的选择性氧化

论文摘要

醇氧化制备羰基化合物是有机化学中重要的反应之一,氧化得到的羰基化合物是合成其它重要有机化合物的中间体。本论文研究了三个温和、高效、不使用重金属催化剂的醇氧化新体系。它们是:担载邻碘苯甲酸催化下Oxone?对醇的氧化;光照和溴化物催化条件下Oxone?对醇的氧化及两相体系中无机复合钾盐对醇的氧化。在优化的反应条件下,苯甲醇及其衍生物,二苯甲醇及其衍生物和环醇都可以高选择性的转化为相应的羰基化合物。本论文由以下四章组成:第一章:综述最近几年,绿色化学有了很大发展,但是开发环境友好反应体系对大多数化学工作者来说仍旧是一个不小的挑战。本文分别从含碘化合物催化氧化醇类化合物,溴化物催化氧化醇类化合物,TEMPO催化氧化醇类化合物及其它各类非金属催化剂催化氧化醇类化合物等方面介绍了选择性催化氧化醇的最新研究进展,同时介绍了一些重要反应的反应历程和具体应用。第二章担载邻碘苯甲酸催化下Oxone?对醇氧化性能研究Oxone?（2KHSO5·KHSO4·K2SO4）是工业化生产的氧化剂,已经被用来氧化多种有机化合物。树脂担载的邻碘苯甲酸催化剂可以通过简单的方法大量合成,合成过程没有用到昂贵的化学药品,也没有涉及复杂的化学工艺。结果发现,苯甲醇及其衍生物、二苯甲醇及其衍生物、环醇都可以被高效、选择性的氧化为相应的羰基化合物。长链醇的活性随分子链的增长逐渐降低。反应结束后担载催化剂可以直接过滤,洗涤,烘干以备下次使用,重复使用4次后仍具有很好的催化活性。该氧化体系有效的减少了有机碘化物的用量,减少了有机碘的流失和对环境的污染。第三章光照和溴化物催化下Oxone?对醇氧化性能研究Oxone?是一种稳定的氧化剂,Oxone?和溴化物都是可以直接购买的。水是广泛存在的廉价、无毒、不燃烧和环境友好的溶剂。从绿色化学的角度出发,我们提出了一个简单、选择性好、没有涉及重金属的催化氧化醇得到羰基化合物的体系。该氧化体系选择光照和溴化物为催化剂,Oxone?为氧化剂,水为溶剂。通过对比实验我们发现光照和溴阴离子是反应体系不可或缺的条件。溴阴离子在光照和HSO5-的共同作用下产生溴自由基,自由基引发一系列反应,最终把醇类化合物转变羰基化合物。实验结果发现,在最佳条件下,伯醇和仲醇都可以转化为相应的羰基化合物。但是,长链醇在该体系下表现了较低的活性。利用太阳光线在自然状态下照射,不用特殊的实验装置。该氧化体系符合绿色化学的要求,有望得到化学工作者的重视。第四章两相体系中无机复合钾盐对醇氧化性能研究最近几年,很多氧化醇的体系被各类杂志报道,但很多体系有自己的缺点。因此探索新的、廉价的、环境友好的和没有复杂催化剂的醇氧化反应体系仍然是很有意义的工作。从上海嘉源实业有限公司购买的无机复合钾盐,活性组分KHSO5,占组分的25.16%,在乙腈和水两相体系中对苯甲醇及其取代产物和二苯甲醇及其取代产物显示了很好的活性。该反应体系属于无催化氧化反应,反应体系简单,利于产物的提纯。该反应体系在两相体系中进行,在一定程度上减少了有机溶剂的使用。氧化苯甲醇及其取代产物一般得到相应的醛和酸的混合物,氧化二苯甲醇及其取代产物得到相应的酮,反应的选择性很高。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述：醇的催化氧化研究进展
• 1.1 引言
• 1.2 含碘化合物对醇的催化氧化反应
• 1.3 溴化物对醇的催化氧化
• 1.4 TEMPO 对醇的催化氧化
• 1.5 其它非金属催化氧化醇的体系
• 参考文献
• ?对醇氧化性能研究'>第二章 担载邻碘苯甲酸催化下 Oxone^?对醇氧化性能研究
• 2.1 引言
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 试剂和仪器
• 2.2.1.1 试剂
• 2.2.1.2 仪器
• 2.2.2 催化剂1 的合成
• 2.2.3 催化剂2，3 的合成
• 2.2.4 氨甲基树脂担载邻碘苯甲酸的表征
• 2.3 结果与讨论
• ?对醇氧化性能研究'>2.3.1 担载邻碘苯甲酸催化下Oxone^?对醇氧化性能研究
• 2.3.1.1 最佳反应条件的选择
• 2.3.1.1.1 温度对氧化反应的影响
• 2.3.1.1.2 溶剂对氧化反应的影响
• 2.3.1.1.3 氧化剂用量对氧化反应的影响
• 2.3.1.1.4 催化剂用量对氧化反应的影响
• 2.3.1.1.5 反应时间对氧化反应的影响
• ?对各种醇的氧化'>2.3.1.2 担载邻碘苯甲酸催化剂1 催化下Oxone^?对各种醇的氧化
• ?对各种醇的氧化'>2.3.1.3 担载邻碘苯甲酸催化剂2 催化下Oxone^?对各种醇的氧化
• ?对各种醇的氧化'>2.3.1.4 担载邻碘苯甲酸催化剂3 催化下Oxone^?对各种醇的氧化
• 2.3.1.5 可能的催化氧化机理
• 2.3.1.6 催化剂的回收与利用
• 2.4 结论
• 参考文献
• ?对醇氧化性能研究'>第三章 光照和溴化物催化下 Oxone^?对醇氧化性能研究
• ?对醇氧化性能研究'>第一节 光照和溴化钾催化下 Oxone^?对醇氧化性能研究
• 3.1.1 引言
• 3.1.2 实验部分
• 3.1.2.1 试剂和仪器
• 3.1.2.1.1 试剂
• 3.1.2.1.2 仪器
• 3.1.3 结果与讨论
• ?对醇氧化性能研究'>3.1.3.1 光照和溴化钾催化下Oxone^?对醇氧化性能研究
• 3.1.3.1.1 最佳反应条件的选择
• 3.1.3.1.1.1 催化剂用量对氧化反应的影响
• 3.1.3.1.1.2 氧化剂用量对氧化反应的影响
• 3.1.3.1.1.3 反应时间对氧化反应的影响
• ?对醇氧化性能研究'>3.1.3.1.2 光照和溴化钾催化下Oxone^?对醇氧化性能研究
• 3.1.3.1.3 空白对照实验
• 3.1.3.1.4 可能的催化氧化机理
• 3.1.4 结论
• ?对醇氧化性能研究'>第二节 光照和氢溴酸催化下 Oxone^?对醇氧化性能研究
• 3.2.1 引言
• 3.2.2 实验部分
• 3.2.2.1 试剂和仪器
• 3.2.3 结果与讨论
• ?对醇氧化性能研究'>3.2.3.1 光照和HBr 催化下Oxone^?对醇氧化性能研究
• 3.2.3.1.1 各种卤化物对反应体系的影响
• 3.2.3.1.2 最佳反应条件的选择
• 3.2.3.1.2.1 催化剂用量对氧化反应的影响
• 3.2.3.1.2.2 氧化剂用量对氧化反应的影响
• 3.2.3.1.2.3 反应时间对氧化反应的影响
• ?对醇氧化性能研究'>3.2.3.1.3 光照下和溴化钾催化下Oxone^?对醇氧化性能研究
• 3.2.4 结论
• 参考文献
• 第四章 两相体系中无机复合钾盐对醇氧化性能研究
• 4.1 引言
• 4.2 实验部分
• 4.2.1 试剂与仪器
• 4.2.1.1 试剂
• 4.2.1.2 仪器及测试方法
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 无机复合钾盐两相中对醇氧化性能研究
• 4.3.1.1 最佳反应条件的选择
• 4.3.1.1.1 温度对氧化反应的影响
• 4.3.1.1.2 氧化剂用量对氧化反应的影响
• 4.3.1.1.3 时间对氧化反应的影响
• 4.3.1.1.4 溶剂对氧化反应的影响
• 4.3.1.2 无机复合钾盐在两相中对各种醇的氧化
• 4.3.1.3 氧化产物提纯
• 4.4 结论
• 参考文献
• 硕士期间发表论文及参加科研情况
• 致谢