基于新型釩、銅催化劑的異丁香酚綠色催化氧化的研究.pdf

1、香草醛(vanillin)具有濃郁的奶油香味，自Tiemann等人于1874年確定其結(jié)構(gòu)以來，已發(fā)展成為目前世界上最大的合成香料品種之一，年需求量高達(dá)15000噸。隨著石化資源的日益匱乏，由可再生資源異丁香酚經(jīng)綠色催化氧化制取香氣純真的香草醛具有越來越重要的意義。由于異丁香酚分子內(nèi)含有活性雙鍵及酚羥基，易發(fā)生環(huán)氧化、重排、水合及深度氧化等副反應(yīng)，通常產(chǎn)率較低。釩和銅是常見氧化催化劑的重要組分，也是釩鹵代過氧化物酶或兒茶酚氧化酶的中心元素

2、，可以利用過氧化氫實(shí)現(xiàn)溫和條件下的選擇氧化。本論文研究了新型高效的催化劑如有機(jī)羧酸氧釩配合物、離子液體介入的氯化銅、CuMOFs催化綠色氧源H2O2氧化異丁香酚，取得了良好的研究效果。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴合成了系列均苯三甲酸(BTC)氧釩配合物，對(duì)其結(jié)構(gòu)、性質(zhì)進(jìn)行了FT-IR、DR UV-Vis及TG表征;考察了反應(yīng)條件對(duì)異丁香酚催化氧化的影響。結(jié)果表明，以VO(BTC)-1為催化劑，離子液體([C12mim]Cl)為助劑

3、，異丁香酚∶50％ H2O2∶[C12mim]Cl=1∶2∶0.01（摩爾比），丙酮為溶劑，20℃時(shí)反應(yīng)24 h，香草醛收率可達(dá)87.2％。離子液體介入的催化劑光譜特征及反應(yīng)結(jié)果表明[C12mim]Cl/VO(BTC)-1與H2O2形成了高效氧化反應(yīng)體系從而實(shí)現(xiàn)了異丁香酚溫和條件下的有效轉(zhuǎn)化。⑵以銅基離子液體及離子液體調(diào)控下的CuCl2為催化劑，考察了反應(yīng)條件對(duì)異丁香酚氧化的影響，并用紫外-可見光譜表征了[Hmim]HSO4-CuCl2

4、這種活性物種的原位生成。結(jié)果表明:(1)以銅基離子液體為催化劑，乙腈-水為溶劑，30％ H2O2水溶液為氧源，25℃時(shí)反應(yīng)3h，香草醛的選擇性及產(chǎn)率分別可達(dá)79.3％，49.6％。(2)以([Hmim]HSO4酸性離子液體調(diào)控下的CuCl2(n([Hmim]HSO4)/n(CuCl2)=1∶1)為催化劑，乙腈為溶劑，30％ H2O2水溶液為氧源，30℃時(shí)反應(yīng)7h，香草醛的選擇性及產(chǎn)率分別可達(dá)84.1％，61.9％。⑶以均苯三甲酸等為有機(jī)