无机复合钾盐对醇氧化性能研究

论文摘要

醇氧化制备相应羰基化合物已经和仍然是最重要的有机转化方法之一。传统上醇的氧化多以化学计量的高价过渡金属盐或其氧化物为氧化剂,这种氧化剂通常会产生大量含金属有害副产物。本论文研究了一种醇的新型氧化方法,反应条件温和,底物转化率高;氧化反应可以在水中进行;氧化剂为无机复合钾盐,稳定安全,价廉易得,环境友好;氧化剂副产物为环境无害易溶于水的硫酸盐。本论文由以下四章组成:第一章:综述本章从四个方面对过硫酸氢钾制剂（Oxone（?））氧化试剂研究进展做了综述:（1）引言;（2）Oxone（?）在有机合成中的应用;（3）Oxone（?）在工业中的应用;（4）结束语。对Oxone（?）在有机合成中的应用,主要从对烯烃的环氧化、对醇类的氧化、氧化硫化物、氧化含氮含磷化合物、卤化烯烃和酮、碘化烯烃和芳环化合物、硫氰化芳环化合物和氧化肟等方面深入回顾了Oxone（?）氧化剂在有机合成中的应用,简单介绍了几种重要反应类型及其反应机理。第二章:四丁基复合硫酸钾盐对醇氧化性能研究合成了四丁基复合硫酸钾盐,研究了其对苯甲醇的氧化性能,并分别对各个氧化过程进行了优化,提出了反应进行的最佳条件。然后在所得的最佳条件下研究了其对14种醇的氧化性能。氧化结果表明,在四丁基复合硫酸钾盐氧化下,一系列醇可以实现高选择高产率的氧化。总体来看,该氧化剂在对苯甲醇衍生物进行氧化时,苯环上空间位阻小的吸电子基团有利于氧化反应的进行。而对于长链醇的氧化,随着醇分子链的增长,四丁基复合硫酸钾盐对其氧化活性逐渐降低。在适当反应条件下,四丁基复合硫酸钾盐氧化剂可以在水相使用。第三章:相转移催化剂作用下无机复合钾盐对醇氧化性能研究本章分为两小节:第一节是化学剂量相转移催化剂作用下无机复合钾盐对醇氧化性能研究。首先以四丁基硫酸氢铵（n-Bu4NHSO4）作为催化剂,无机复合钾盐为氧化剂,研究了其对苯甲醇氧化性能,并分别对各个氧化过程进行了优化,提出了反应进行的最佳条件。然后在所得的最佳条件下研究了其对苯甲醇等12种醇的氧化性能。实验结果表明,在四丁基硫酸氢铵（n-Bu4NHSO4）的催化下,一系列醇可以实现高产率的氧化,产物醛的选择性接近100%。而对于直链醇的氧化,随着醇分子链的增长,其氧化活性逐渐降低。随后,在相同的条件下,比较了5种相转移催化剂的反应性能。第二节是催化剂量相转移催化剂作用下无机复合钾盐对醇氧化性能研究首先,在有机相中,以四丙基硫酸氢铵（n-Pr4NHSO4）作为催化剂,无机复合钾盐为氧化剂,研究了其对苯甲醇氧化时的催化性能,并对各个催化氧化过程进行了优化,提出了反应进行的最佳条件。然后在所得的最佳条件下研究了其对苯甲醇等10种醇的催化氧化性能。实验结果表明,在四丙基硫酸氢铵（n-Pr4NHSO4）的催化下,一系列醇可以实现氧化。苯甲醇、苯甲醇衍生物、二苯甲醇等可以实现高转化率的氧化,一级醇氧化产物为醛和羧酸的混合物,二级醇氧化产物为酮。在水相中,使用催化剂量的相转移催化剂,苯甲醇、苯甲醇衍生物、二苯甲醇等也可以实现高转化率的氧化,一级醇氧化产物为醛和羧酸的混合物,二级醇氧化产物为酮。对于长链脂肪族醇的氧化,在有机相中发现该催化氧化体系有氧化活性,而在水相中失去了催化氧化活性。第四章:无机复合钾盐水相中对醇氧化性能研究以无机复合钾盐为氧化剂,在水相中研究了其对醇的氧化性能,并分别对各个氧化过程进行了优化,提出了反应进行的最佳条件。然后在所得的最佳条件下研究了其对苯甲醇等11种醇的氧化性能。实验结果表明,在无机复合钾盐氧化下,一系列醇可以实现氧化。无机复合钾盐氧化体系适合苯甲醇及其衍生物、二苯甲醇及其衍生物及环醇的氧化,氧化一级醇得到醛和酸混合产物,氧化二级醇得到酮。而对于长链醇的氧化,无机复合钾盐对其没有氧化活性。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 第一章 文献综述
• 引言
• 1. Oxone在有机合成中的应用
• 1.1 Oxone在烯烃环氧化中的应用
• 1.2 Oxone对醇的氧化
• 1.3 Oxone氧化硫化物
• 1.4 Oxone氧化某些含氮、含磷化合物
• 1.5 Oxone卤化烯烃和酮
• 1.6 Oxone碘化烯烃和芳环化合物
• 1.7 Oxone硫氰化芳环化合物和芳杂环化合物
• 1.8 Oxone氧化肟
• 1.9 Oxone在其他方面的应用
• 2. Oxone在工业中的应用
• 3. 结束语
• 4. 本论文的研究目的、意义及主要工作
• 参考文献
• 第二章 四丁基复合硫酸钾盐对醇类氧化性能研究
• 1. 引言
• 2. 实验部分
• 2.1 试剂与仪器
• 2.2 氧化剂四丁基复合硫酸盐的合成与表征
• 2.3 四丁基复合硫酸钾盐氧化剂对醇类氧化性能研究
• 2.3.1 实验结果与讨论
• 2.3.1.1 最佳反应条件
• 2.3.1.2 各类醇氧化的氧化性能
• 2.3.1.3 不同条件下氧化剂对其它醇的氧化
• 2.3.1.4 四丁基复合硫酸钾盐水相中的对醇的氧化
• 3. 结论
• 第三章 相转移催化剂作用下无机复合钾盐对醇氧化性能研究
• 第一节 化学剂量相转移催化剂作用下无机复合钾盐对醇氧化性能研究
• 1. 引言
• 2. 实验部分
• 2.1 试剂与仪器
• 2.2 相转移催化剂的优点
• 2.3 相转移催化反应（PTC反应）的机理
• 2.4 实验结果与讨论
• 2.4.1 氧化性能研究
• 2.4.2 最佳反应条件
• 2.4.3 对各种醇氧化性能研究
• 2.4.4 相转移催化剂对醇氧化的影响
• 2.4.5 水相中各种醇的氧化
• 3. 结论
• 第二节 催化剂量相转移催化剂作用下无机复合钾盐对醇氧化性能研究
• 1. 引言
• 2. 实验部分
• 2.1 试剂与仪器
• 2.2 实验结果与讨论
• 2.2.1 最佳反应条件
• 2.2.2 无机复合钾盐对各种醇的氧化
• 3. 水相中相转移催化剂性能研究
• 3.1 实验结果与讨论
• 3.1.1 最佳反应条件的获得
• 4NHSO₄对其它醇的催化氧化'>3.1.2 n-Pr₄NHSO₄对其它醇的催化氧化
• 3.2 催化剂的影响
• 4. 结论
• 第四章 无机复合钾盐水相中对醇氧化性能研究
• 1. 引言
• 2. 实验部分
• 2.1 试剂与仪器
• 2.2 氧化性能研究
• 2.3 实验结果与讨论
• 2.3.1 最佳反应条件
• 2.3.2 无机复合钾盐在水相中对各种醇的氧化
• 3. 结论
• 发表论文目录
• 一、硕士期间发表论文情况
• 二、参加科研项目情况
• 致谢