一種複合催化酮類化合物製備內酯的方法
2023-12-05 18:10:21
一種複合催化酮類化合物製備內酯的方法
【專利摘要】本發明公開了一種複合催化酮類化合物製備內酯的方法，該方法是以酮類為原料，氧氣為氧化劑，以金屬卟啉化合物、碳材料為複合催化劑，在反應溫度為25-70℃、常壓條件下進行催化反應可高選擇性地獲得內酯。本發明具有工藝簡單、產率高、催化劑用量小、條件溫和、安全等優點。
【專利說明】一種複合催化酮類化合物製備內酯的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種內酯的製備方法，具體地說，是涉及一種複合催化酮類氧氣氧化製備內酯的方法。
【背景技術】
[0002]內酯是一類重要有機合成中間體，目前工業生產內酯的方法主要通過Baeyer-Vi I Iiger氧化反應來實現,採用的氧化劑通常都是有機過酸如過氧乙酸，使用過程中存在安全性差、能耗大等問題，使得該工藝的應用受到限制。因此，使用清潔的氧氣/空氣作為氧化劑替代傳統的計量氧化劑，選擇合適的催化劑和有效的反應路徑，採用對環境危害少或無毒的溶劑，是實現安全、環境友好地製備內酯的關鍵技術之一。
[0003]近年來碳材料作為液相氧化反應的催化劑，應用於高附加值化工中間體的製備、精細化學品的合成、有機合成、酸鹼催化等。彭峰等成功採用碳納米管催化氧化環己烷、乙苯和苯甲醇，提出了反應的催化活性取決於碳管的電子轉移特性。Kang等報導了碳管可以催化苯、甲苯、氯苯和硝基苯的羥基化反應，Fortuny等發現活性炭可以作為含酚廢水的催化劑，實現了在溫和條件下能夠催化氧化水中的苯酚。
[0004]因此，開發一 種以酮類為原料，氧氣為氧化劑，清潔節能、工藝簡單、經濟成本低、條件溫和、選擇性高的內酯製備工藝將具有十分重要的應用前景。
【發明內容】
[0005]本發明目的在於提供一種清潔節能、條件溫和、工藝簡單的催化酮類氧化製備內酯的方法。
[0006]為實現本發明的目的，所採用的技術方案是:以酮類為原料，以氧氣為氧化劑，在裝有攪拌器、溫度控制器及冷凝器的反應器中，加入助劑苯甲醛，溶於有機溶劑中，並加入金屬卟啉化合物、碳材料複合催化劑，控制在常壓、20~70°C的條件下進行催化反應得到內酯，其中:金屬卟啉為具有通式(I)結構的化合物、碳材料為活性炭、石墨、氧化石墨、石墨烯、氧化石墨烯、多壁碳納米管、羧基化多壁碳納米管或羥基化多壁碳納米管中的一種，金屬卟啉化合物的用量為Ι-lOOppm，碳材料與原料酮類質量比為1/10000~1/1000，助劑苯甲醛與原料酮類的摩爾比為0.5~2.5:1，
[0007]
【權利要求】
1.一種複合催化酮類化合物製備內酯的方法，其特徵在於以酮類為原料，以氧氣為氧化劑，在裝有攪拌器、溫度控制器及冷凝器的反應器中，加入助劑苯甲醛，溶於有機溶劑中，並加入由金屬卟啉化合物、碳材料組成的複合催化劑，控制在常壓、20~70°C的條件下進行催化反應得到內酯，其中:金屬卟啉化合物為具有通式(I)結構的化合物，碳材料為活性炭、石墨、氧化石墨、石墨烯、氧化石墨烯、多壁碳納米管、羧基化多壁碳納米管或羥基化多壁碳納米管中的一種，金屬卟啉化合物的用量為Ι-lOOppm，碳材料與原料酮類質量比為1/10000~1/1000，助劑苯甲醛與原料酮類的摩爾比為0.5~2.5:1,
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於所述金屬卟啉化合物的金屬原子為Fe、Co、Cu或Sn, X為氟，Rp R2、R3、R4和R5均為滷素或硝基或羥基，X1為氟或氯。
3.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於碳材料為活性炭、石墨、氧化石墨、多壁碳納米管、羧基化多壁碳納米管或羥基化多壁碳納米管。
4.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於金屬卟啉化合物的用量為l-50ppm。
5.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於碳材料與原料酮類質量比為1/8000~1/2000。
6.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於助劑苯甲醛與原料酮類的摩爾比為0.6~1:1。
7.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於反應溫度為30-50°C。
8.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於所述的有機溶劑為乙酸乙酯、1，2-二氯乙烷、I, 4- 二氧六環、乙腈中的至少一種。
【文檔編號】B01J31/22GK103724314SQ201310693309
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2013年12月16日 優先權日:2013年12月16日
【發明者】紀紅兵, 周賢太, 陳韶雲 申請人:中山大學