含肟羥基的NHPI催化劑的合成及催化性能研究.pdf

1、碳?xì)浠衔锏倪x擇性催化氧化反應(yīng)是一類重要的官能團(tuán)轉(zhuǎn)換反應(yīng)，是生成醇，醛，酮，羧酸等有機(jī)合成中間體的核心技術(shù)。催化氧化反應(yīng)最具挑戰(zhàn)性的難題之一是提高底物的轉(zhuǎn)化率和產(chǎn)物的選擇性。因此，催化劑的發(fā)展在很大程度上決定了氧化反應(yīng)能否順利進(jìn)行。傳統(tǒng)的方法是使用高錳酸鉀，重鉻酸鉀等化學(xué)計(jì)量的氧化劑，但能產(chǎn)生大量的無機(jī)鹽。分子氧是一種綠色的氧化劑，不僅能極大地解決環(huán)境污染嚴(yán)重等問題，而且價(jià)格便宜，容易獲得。因此用分子氧作為氧化劑的應(yīng)用前景非常廣闊。近年

2、來，一種新型的有機(jī)催化劑N-羥基鄰苯二甲酰亞胺(NHPI)，經(jīng)常使用在各種自由基需氧氧化反應(yīng)中，因此備受關(guān)注。但這種方法一般需要在過渡金屬或其他有機(jī)化合物的參與下進(jìn)行，不僅浪費(fèi)而且容易造成過渡金屬污染。酮肟化合物的反應(yīng)活性較高，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，合成容易，成本低，并且不包含金屬離子，與NHPI結(jié)合在烴類的催化氧化方面具有良好的催化活性，被認(rèn)為是一種理想的催化劑。將肟類化合物與NHPI結(jié)合在一個(gè)分子中，克服了主催化劑和助催化劑聯(lián)合使用存在的缺點(diǎn)，

3、具有極大的創(chuàng)新性和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。
　　在本文中，合成了三種新型的同時(shí)具有肟羥基和NHPI結(jié)構(gòu)的催化劑，利用元素分析，核磁共振，紅外光譜進(jìn)行表征，確認(rèn)其結(jié)構(gòu)，純度在96％以上。將合成的兩類催化劑用于催化氧化乙苯，取得了滿意的效果。另外，本論文設(shè)計(jì)合成了兩種含肟羥基的季銨鹽，并協(xié)同NHPI用于乙苯的催化氧化，也取得了較優(yōu)的結(jié)果。
　　實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn):(1)在適宜條件下，將新合成的含肟羥基的NHPI催化劑用于催化乙苯的需氧氧化反應(yīng)中，展

4、示出了良好的催化性能;(2)通過各個(gè)因素對(duì)乙苯催化氧化反應(yīng)影響的研究，發(fā)現(xiàn)在10mL乙腈溶劑，反應(yīng)溫度為80℃，氧氣壓力為0.3MPa，含肟羥基的NHPI衍生物用量為10mol％的條件下反應(yīng)10h，乙苯的催化氧化效果最優(yōu)，乙苯的轉(zhuǎn)化率以及產(chǎn)物苯乙酮的選擇性能夠分別達(dá)到80.5％，92.3％;另外通過研究發(fā)現(xiàn)該類新型催化劑有很好的底物普適性;(3)合成了四種季銨鹽，并考察了各種因素對(duì)這四種季銨鹽結(jié)合NHPI組成的催化體系的影響，當(dāng)選用乙腈