芳烃侧链及煤相关模型化合物的绿色氧化

发布时间：2017-08-16 13:08

  本文关键词：芳烃侧链及煤相关模型化合物的绿色氧化

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【摘要】：芳烃侧链氧化反应是有机合成中重要的反应类型,其产物在各个分支都有广泛应用。早期芳烃侧链的氧化是使用高锰酸钾等强氧化剂,这些氧化剂氧化能力虽强,但后处理比较繁琐,而且对环境造成一定污染,近些年,由于绿色氧化技术的发展,使用绿色方法高效地氧化芳烃侧链已经成为研究的热点。本论文主要包括以下几个方面:以TBHP作氧化剂,G_1作催化剂,催化氧化对甲基苯磺酰胺生成对羧基苯磺酰胺,讨论TBHP和G_1用量、Na OH浓度、时间和温度对反应的影响,在优化后的反应条件下,对甲基苯磺酰胺的转化率高达93.02%,对羧基苯磺酰胺的产率达92.88%,同时探索了其反应机理;以O_2作氧化剂,使用自由基催化剂G_2催化氧化对甲基苯磺酰胺生成对羧基苯磺酰胺,研究表明,氧气压1.0 atm,反应温度100 oC下反应10 h,G_1和Co(OAc)_2催化氧化对甲基苯磺酰胺的转化率高达99.56%,产物对羧基苯磺酰胺的产率为94.95%,同时探索了其反应机理,该方法实现了常压中温条件下贫电子芳烃化合物对甲基苯磺酰胺的绿色氧化。选用模型化合物二苯乙烷作为反应底物,探讨助催化剂种类和添加量、反应溶剂、催化剂G_2用量、时间及温度对二苯乙烷氧化反应的影响,在优化后的反应条件下,二苯乙烷的转化率高达99.98%,主产物苯甲酸的含量高达83.44%,同时探讨二苯乙烷在G_2/Co(OAc)_2/O_2催化氧化下的反应机理。在此条件下,利用G_2/Co(OAc)_2/O_2催化氧化了其他模型化合物二苯甲烷、三苯甲烷、1-萘酚、2-甲基萘、蒽、芴等,其中二苯甲烷的转化率为95.72%,生成8种产物,主产物是苯甲酸、二苯甲酮和二苯甲醇,其含量分别是38.55%、28.95%、20.17%;三苯甲烷转化率为72.51%,生成4种物质,主产物是二苯甲酮(31.53%)和三苯甲醇(37.50%);1-萘酚的转化率为63.27%,氧化产物5种,主要生成1,4-萘醌(50.02%);2-甲基萘的转化率高达94.05%,氧化产物8种,主产物是2-萘醛(20.29%)、萘-2-基甲酚(28.44%)、2-萘酸(31.42%);蒽只生成了蒽醌,其含量为46.43%;芴的转化率达100%,其中氧化产物6种,主产物是9H-芴-9-酮(68.47%)、9H-芴-9-醇(17.62%)。最后将G_2/Co(OAc)_2/O_2用于大分子胜利褐煤的氧化当中,胜利褐煤在G_2/Co(OAc)_2/O_2的催化氧化下,有123种化合物产生,其中羧酸化合物的含量最高。实验还发现该催化氧化体系不仅对芳烃侧链具有良好的氧化效果,对于烷烃也有一定的氧化效果,此方法实现了中温常压下G_2/Co(OAc)_2/O_2体系对大分子的氧化,避免了高温高压设备的使用。
【关键词】：绿色氧化 催化氧化 自由基氧化 芳烃侧链 模型化合物
【学位授予单位】：中国矿业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：O621.254
【目录】：

• 致谢4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-18
• 1 绪论18-26
• 1.1 绿色氧化反应研究18-20
• 1.2 芳烃侧链的绿色氧化反应研究20-23
• 1.3 模型化合物及其煤的氧化反应研究23-24
• 1.4 本论文研究的目的和内容24-26
• 2 实验部分26-31
• 2.1 仪器和试剂26-27
• 2.2 样品的分析与表征27-28
• 2.3 实验步骤28-31
• 3 对甲基苯磺酰胺的氧化31-50
• 3.1 引言31-33
• 3.2 TBHP氧化对甲基苯磺酰胺33-40
• 3.3 O_2氧化对甲基苯磺酰胺40-50
• 4 煤相关模型化合物及其胜利褐煤的氧化50-86
• 4.1 引言50
• 4.2 实验设想及步骤50-51
• 4.3 G_2/Co(OAc)_2/O_2下二苯乙烷氧化的条件优化51-66
• 4.4 二苯乙烷氧化反应机理66-67
• 4.5 其他模型化合物的氧化67-79
• 4.6 G_2/Co(OAc)_2/O_2下胜利褐煤的氧化79-84
• 4.7 本章总结84-86
• 5 结论与创新点86-88
• 5.1 结论86-87
• 5.2 创新点87-88
• 参考文献88-96
• 附录96-97
• 作者简介97-99
• 学位论文数据集99

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 龙丽萍;赵建国;杨利娴;付名利;吴军良;黄碧纯;叶代启;;常温下MnO_2/Al_2O_3催化剂催化臭氧氧化甲苯反应[J];催化学报;2011年06期

2 郎贤军;路瑞玲;李臻;夏春谷;;多金属氧酸盐催化的液相氧化反应[J];化学进展;2008年04期

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本文编号：683440