NHPI催化下分子氧对仲醇及芳烃苄位氧化研究

发布时间：2017-10-26 06:12

  本文关键词：NHPI催化下分子氧对仲醇及芳烃苄位氧化研究

  更多相关文章： N-羟基邻苯二甲酰亚胺 仲醇 苄基型化合物 分子氧氧化

【摘要】：氧化反应是重要的基本反应之一。通过醇或烃类化合物的氧化可以制备醛、酮、羧酸等多种化合物。传统的氧化方法往往使用金属氧化剂,不仅用量大而且会生成有毒的副产物,对环境造成危害。因此,开发对环境友好的氧化剂是十分必要的。分子氧是一种清洁的氧化剂,副产物通常为水,不会影响环境。分子氧性质比较稳定,需要催化剂将其活化之后才能参与反应。近些年,NHPI(N-羟基邻苯二甲酰亚胺)被广泛应用于催化醇和烃类的分子氧氧化,但该类反应通常需要使用钴、锰等金属盐作为助催化剂,并且需要相对较高的温度及氧气压力。因此,开发低毒、高效的助催化剂及探寻温和的反应条件成为目前研究的热点问题。本论文研究了一种新的催化剂组合NHPI/Fe(NO3)3·9H2O用于仲醇和苄基型化合物的催化氧化,并从溶剂、催化剂种类、催化剂用量等方面进行了探索和优化。结果表明：以乙腈为溶剂,氧气压力为1 atm,温度为25℃条件下,当NHPI与Fe(NO3)3·9H2O用量分别为10 mo1%和5 mo1%时,反应48h之后,仲醇类模型底物α-苯乙醇转化为苯乙酮的产率达92%。在上述条件下,16个仲醇类底物中有13个均能够以中等偏上的收率生成相应的酮(57-92%)。对于芳烃模型底物,当NHPI与Fe(NO3)3·9H2O用量分别为10 mo1%和8 mo1%,二苯甲烷反应40h之后,二苯甲酮的产率可达84%,在所拓展的15个芳烃类底物中,有11个均能够以中等较高的收率生成相应的酮(50-97%)。最后,本文还对该催化剂组合催化氧化仲醇及芳烃的机理进行了探讨。
【关键词】：N-羟基邻苯二甲酰亚胺 仲醇 苄基型化合物 分子氧氧化
【学位授予单位】：兰州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：R914
【目录】：

• 中文摘要3-4
• Abstract4-7
• 第一章 文献综述7-25
• 1.1 绿色化学及绿色氧化概述7-9
• 1.1.1 绿色化学7-8
• 1.1.2 绿色氧化8-9
• 1.2 醇催化氧化研究进展9-13
• 1.2.1 醇在金属催化剂作用下的催化氧化9-13
• 1.2.2 醇在非金属催化剂作用下的催化氧化13
• 1.3 芳烃苄位氧化研究进展13-15
• 1.3.1 金属催化体系13-15
• 1.3.2 无金属催化体系15
• 1.4 NHPI催化有机物氧化研究进展15-23
• 1.4.1 NHPI/金属盐催化体系16-18
• 1.4.2 NHPI/非金属催化体系18-23
• 1.5 NHPI催化有机物氧化机理23-25
• 第二章 NHPI催化仲醇氧化25-36
• 2.1 引言25
• 2.2 实验部分25-26
• 2.2.1 仪器25-26
• 2.2.2 试剂26
• 2.2.3 实验操作26
• 2.3 结果与讨论26-32
• 2.3.1 金属盐对反应的影响26-27
• 2.3.2 溶剂对反应的影响27-28
• 2.3.3 硝酸铁和NHPI用量对反应的影响28-29
• 2.3.4 底物拓展29-31
• 2.3.5 机理探究31-32
• 2.4 小结32
• 2.5 产物部分表征数据32-36
• 第三章 NHPI催化芳烃苄位氧化36-46
• 3.1 引言36
• 3.2 实验部分36-37
• 3.2.1 仪器36
• 3.2.2 试剂36-37
• 3.2.3 实验操作37
• 3.3 结果与讨论37-43
• 3.3.1 金属盐及溶剂对反应的影响37-38
• 3.3.2 硝酸铁和NHPI用量对反应的影响38-39
• 3.3.3 底物拓展39-40
• 3.3.4 机理探究40-43
• 3.4 小结43
• 3.5 产物部分表征数据43-46
• 总结与展望46-47
• 参考文献47-56
• 硕士期间论文发表情况56-57
• 致谢57-58
• 部分附图58-73

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