催化氧化環酮合成內酯化合物的方法
2023-12-05 18:07:56 2
催化氧化環酮合成內酯化合物的方法
【專利摘要】本發明公開了一種催化氧化環酮合成內酯化合物的方法。以過渡金屬氧化物為催化劑，以過氧化氫溶液為氧化試劑，乙腈為溶劑，催化氧化環酮合成內酯化合物，其中，過渡金屬氧化物選自TiO2、Fe2O3、Co3O4、ZrO2和WO3中的任一種。本發明採用過渡金屬氧化物為催化劑，提高了環酮的轉化率和反應的原子利用率；使用的過渡金屬氧化物催化劑可重複使用；無廢酸處理和無強酸腐蝕性，節能減排，安全性高；應用過氧化氫溶液為氧化試劑，提高了工業製備反應的清潔性及安全性，降低了環境汙染。
【專利說明】催化氧化環酮合成內酯化合物的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種內酯化合物的合成方法，特別是一種催化氧化環酮合成內酯化合物的方法，屬於有機化學合成領域。
【背景技術】
[0002]Baeyer-Villiger氧化反應是將環酮或鏈狀酮氧化成內酯或酯的反應。使用過氧化氫溶液為氧化劑是一種理想的選擇。但是過氧化氫溶液氧化能力較弱，其自身很難將酮類化合物直接氧化，需要特殊的催化劑先與過氧化氫作用，以增加其親核性能，從而更有利於其對底物中的酮羰基發生親核加成而生成相應的酯類化合物；或者設法活化底物中的酮羰基，以此增加羰基碳上的正電性。從而達到催化Baeyer-Villiger氧化反應的目的。使用較多的催化劑有有機酸或無機酸催化劑，雖然他們具有較好的催化效果，但是此類催化劑不能重複使用，分離困難且後處理需要大量鹼中和酸催化劑從而降低了此類催化劑的研究價值。
[0003]CNlOl 186601A公開了一種用鹼性金屬氧化物MgO催化氧化環戊酮、環己酮或金剛烷酮合成相應內酯化合物的方法，但是環戊內酯和環己內酯的收率較低而且催化機理尚不明確。CN102452893A公開了一種負載鋅的β -分子篩催化劑催化氧化環戊酮和環己酮的方法，此方法在氧化環己酮時，氧化產物以己二酸為主。由於過渡金屬氧化物在Baeyer-Villiger氧化反應中研究較少,特別是不同過渡金屬氧化物在以雙氧水為氧化劑的Baeyer-Villiger氧化反應中的催化活性未見報導，過渡金屬氧化物在以雙氧水為氧化劑的Baeyer-Villiger氧化反應中的催化機理更未見提出。
【發明內容】
[0004]本發明的目的是提供一種催化氧化環酮合成內酯化合物的方法。
[0005]實現本發明目的的技術解決方案是:一種催化氧化環酮合成內酯化合物的方法，以過渡金屬氧化物為催化劑，以過氧化氫溶液為氧化試劑，乙腈為溶劑，催化氧化環酮合成內酯化合物，其中，過渡金屬氧化物選自Ti02、Fe203、Co304、Zr02和WO3中的任一種。
[0006]所述的過渡金屬氧化物的質量為環酮質量的5%~20%。
[0007]所述的過氧化氫與環酮的摩爾比為2.5:1。
[0008]所述的環酮為2-庚基環戊酮、2-甲基環己酮和金剛烷酮中任意一種。
[0009]所述的過氧化氫溶液濃度為30%~50wt%。
[0010]所述的反應溫度為25~75°C。
[0011]所述的反應時間為12~24h。
[0012]本發明中所述的過渡金屬氧化物催化活性不同，主要是因為它們在催化以雙氧水為氧化劑的Baeyer-Villiger氧化反應時催化機理不同:
[0013](I)TiO2, Fe2O3, Co3O4, ZrO2催化以雙氧水為氧化劑的Baeyer-Villiger氧化反應的催化機理是:[0014]H2O2 (aq) +MxOy — H2O2-MxOy
[0015]H2O2-MxOy — l/202+H20+Mx0y
[0016](2) WO3催化以雙氧水為氧化劑的Baeyer-Villiger氧化反應的催化機理是:
[0017]
【權利要求】
1.一種催化氧化環酮合成內酯化合物的方法，其特徵在於，以過渡金屬氧化物為催化劑，以過氧化氫溶液為氧化試劑，乙腈為溶劑，催化氧化環酮合成內酯化合物，其中，過渡金屬氧化物選自Ti02、Fe203、Co3O4, ZrO2和TO3中的任一種。
2.根據權利要求1所述的催化氧化環酮合成內酯化合物的方法，其特徵在於，所述的過渡金屬氧化物的質量為環酮質量的5%~20%。
3.根據權利要求1所述的催 化氧化環酮合成內酯化合物的方法，其特徵在於，所述的過氧化氫與環酮的摩爾比為2.5:1。
4.根據權利要求1所述的催化氧化環酮合成內酯化合物的方法，其特徵在於，所述的環酮為2-庚基環戊酮、2-甲基環己酮和金剛烷酮中任意一種。
5.根據權利要求1所述的催化氧化環酮合成內酯化合物的方法，其特徵在於，所述的過氧化氫溶液濃度為30%~50Wt%。
6.根據權利要求1所述的催化氧化環酮合成內酯化合物的方法，其特徵在於，反應溫度為25~75°C。
7.根據權利要求1所述的催化氧化環酮合成內酯化合物的方法，其特徵在於，反應時間為12~24h。
【文檔編號】B01J23/745GK103951642SQ201410166923
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2014年4月23日 優先權日:2014年4月23日
【發明者】彭新華, 馬慶國, 邢婉貞 申請人:南京理工大學