乙苯催化氧化合成苯乙酮

1、乙苯催化氧化合成苯乙酮屆別2010屆系別化學(xué)系專業(yè)應(yīng)用化學(xué)姓名韓喬指導(dǎo)教師劉耀華二○一二年六月一二年六月酮選擇性為67.8%。1.2雜多化合物——雙氧水氧化體系雜多化合物可作為兼具酸性、氧化還原性等多功能催化劑，可在分子水平上對(duì)其酸性及氧化性進(jìn)行調(diào)變，能在溫和條件下選擇氧化許多有機(jī)物，具有廣闊應(yīng)用前景［2］。釩是價(jià)態(tài)易變的過(guò)渡元素，釩的引入改善了雜多化合物的氧化還原活性［3］。李貴賢［4］等合成了一系列的具有Keggin結(jié)構(gòu)的P－Mo－

2、V雜多化合物(Cpyr)3xPMo12xVxO40nH2O(其中Cpyr=(C16H32C5H4N)x=0、1、2、3)Dawson型磷鉬釩鈷雜多酸鹽ConH9－2nP2Mo15V3O62(n=1－4)，并以乙苯催化氧化制備苯乙酮做了較多的研究。研究發(fā)現(xiàn)，雜多化合物對(duì)乙苯催化氧化制備苯乙酮都有較高的活性，如乙苯25mmol，Co4HP2Mo15V3O62催化劑0.05mmol，n(乙苯)n(過(guò)氧化氫)=0.125，n(Br－)n(Co2

3、)=25，冰乙酸用量20mL，反應(yīng)溫度80℃，反應(yīng)時(shí)間1h。在此條件下，乙苯的轉(zhuǎn)化率可達(dá)81.1%，苯乙酮收率可達(dá)到53.4%。李小晶等合成稀土元素鈰鉬釩磷四元雜多配合物(NH4)15［Ce(PMo9V2O39)］5H2O。研究了其對(duì)乙苯選擇性氧化合成苯乙酮的催化活性，得到結(jié)論:磷鉬系列雜多化合物對(duì)乙苯選擇性氧化合成苯乙酮具有較好的催化活性，催化活性的強(qiáng)弱順序?yàn)?Ce(PMo9V2O39)2＞H5PMo10V2O40＞H3PMo12O4

4、0。1.3分子篩——雙氧水氧化體系介孔分子篩具有規(guī)則的孔道結(jié)構(gòu)和較大的比表面積，其催化劑最重要的應(yīng)用是酸催化，如果在分子骨架上引入具有氧化還原能力的金屬雜原子，可以制備出新型的氧化還原反應(yīng)催化劑，該催化劑還具有獨(dú)特的擇形催化功能。白向向等［10］合成了W－SBA－15介孔分子篩以質(zhì)量分?jǐn)?shù)30%的H2O2為氧化劑，丙酮為溶劑，研究了介孔分子篩W－SBA－15對(duì)乙苯氧化合成苯乙酮的催化作用。結(jié)果表明，優(yōu)化的反應(yīng)條件為:溫度120℃，時(shí)間8h

5、，催化劑用量10.0%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))，n(乙苯)∶n(H2O2)∶n(丙酮)=1∶2∶6。在優(yōu)化反應(yīng)條件下，乙苯轉(zhuǎn)化率可達(dá)13.0%，苯乙酮的選擇性為88.3%。而喬慶東等［11］超微粒介孔分子篩Ti－MCM－41乙苯轉(zhuǎn)化率為3.36%，苯乙酮選擇性為78.0%。K.M.Parida等合成了錳含量從2%到10%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))的Mn–MCM－41介孔分子篩。在優(yōu)化反應(yīng)條件下，以錳含量6%的Mn–MCM－41介孔分子篩為催化劑，叔丁基過(guò)氧化氫(

6、TBHP)作為氧化劑，溫度80℃，時(shí)間6h，乙苯轉(zhuǎn)化率57.7%，苯乙酮選擇性82%。1.4金屬簇化合物——雙氧水氧化體系金屬簇催化劑是金屬催化劑形態(tài)之一。近幾年來(lái)，過(guò)渡金屬氧簇合物引起了人們極大興趣，簇合物具有分立的籠狀結(jié)構(gòu)單元，其籠中既包含水分子，也可包含某些陰離子，如SO42等。因而具有某些特殊的催化活性。于劍鋒等合成了釩砷氧簇合物，即[N(CH3)4]4[As8V14O42(8H2O)]及其相近的同多及雜多釩氧簇，并用于乙苯的雙

7、氧水選擇氧化。結(jié)果在優(yōu)化條件（乙苯2.5mmol，乙酸10mL，雙氧水2.5mmol，溫度70℃，時(shí)間4h）下，乙苯的轉(zhuǎn)化率為34.7%，苯乙酮的選擇率為87.6%。1.5過(guò)渡金屬化合物——雙氧水氧化體系世界知識(shí)產(chǎn)權(quán)組織有專利報(bào)道，鈷鹽溴醋酸雙氧水氧化系統(tǒng)能將多種烷基芳香烴氧化成為相應(yīng)的醇、醛、酮或羧酸，其中乙苯在優(yōu)化條件（乙苯0.027mol，醋酸鈷四水合物0.003mol，溴化物0.005mol，雙氧水的摩爾分?jǐn)?shù)35%，醋酸溶劑55