探索哌啶类氮氧自由基功能型离子液体催化醇氧化反应研究

《探索哌啶类氮氧自由基功能型离子液体催化醇氧化反应研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、Y1531153⑧天津大学{目mn#所★学硕士学位论文■■■一⋯⋯～■_一-________一学科专业：化学I艺作者姓名：盛文博指导教师：韩金玉教授天津大学研究生院2008年6月哌啶类氮氧自由基功能型离子液体催化醇氧化反应研究StudyonCatalyticOxidationofAlcoholsbyPiperidine—l—oxylTask-specialIonicLiquids国家自然科学基金(20776109)学科专业：化学工艺研究生：盛文博指导教师：韩金玉教授天津大学化工学院二零零八年六月摘要离子液体是由阴阳离子组成的室温成液态的盐，采用哌啶类氮氧自由基与离子液体相结合催

2、化醇的氧化反应，不仅可以使催化剂能够重复使用，而且对于开发绿色化工过程具有重要意义和应用价值。本文用4-羟基一2，2，6，6．四甲基哌啶氮氧自由基(TMUPO)替代昂贵的2，2，6，6．四甲基哌啶氮氧自由基(TEMPO)，与CuCI组成催化体系，催化芳香族伯醇的氧化反应，并确定出适宜反应条件：2mmol苯甲醇，5m01％TMHPO，3m01％CuCI，IMPa02，lmL[bmim]PF6，60℃反应24h。在此条件下，苯甲醇转化率为71％，苯甲醛选择性为97％，但催化体系无法重复使用。以此条件催化一系列脂肪醇和芳香醇的氧化反应，实验表明，体系对芳香醇的催化性能总体优于脂肪醇，

3、伯醇优于仲醇。以TMHPO为原型，合成了四种带咪唑支链的哌啶类氮氧自由基功能型离子液体，其中两种为首次设计并合成(TSIL．I和TSIL．II)。通过红外、氢核磁、元素分析等手段，确定了TSIL．I和TSIL．II的分子结构。通过对反应影响因素的考察，得到以02为氧化剂的条件下，TSIL．I催化苯甲醇氧化反应的适宜条件：2mmo

4、苯甲醇，5mo!％TSIL．I，3m01％CuCl，3MPa02，lmlH20，室温反应24h。在此条件下，苯甲醇转化率为91％，苯甲醛选择性为98％，但体系重复使用性不好。随后以此条件考察了a．苯乙醇的氧化反应，得出该催化体系适合催化伯醇的结论。通过

5、考察反应影响因素，确定出TSIL．II催化苯甲醇＼NaCIO的适宜反应条件：2mmol苯甲醇，5m01％TSIL．II，6mmoINaCIO，室温反应60min。该条件下，苯甲醇几乎完全转化为苯甲醛，且催化体系重复使用5次后，其催化活性没有明显降低。关键词：离子液体，醇的氧化，催化反应，哌啶类氮氧自由基，功能型离子液体ABSTRACTIonicliquidsareliquidsaltsatroomtemperaturewhicharecomposedofanionsandcations．Oxidationsofalcoholsarecatalyzedbythemethodbas

6、edonpiperidine一-1一oxylandionicliquids，whichnotonlymakecatalystsreusably,butalsohaveimportantmeaningandapplicationforthegreenchemicalengineering．Inthispaper'theautherdisclosedacatalyticsystem，4-hydroxy-·2，2，6，6-tetramethyipiperidine—l-oxyi(TMHPO)+CuCI，whichwasusedtosubstitutetheexistentone，ex

7、pensive2，2，6，6-tetramethylpiperidine—l-oxyl(TEMPO)+CuCI，fortheoxidationofbenzylicalcohols．Foroptimizingthereactioncondition，theinfluenceofseveralfactorsonreactionwasstudied，andthenasatisfiedreactionconditionwasobtainedin24hoursat60"12with2mmolbenzylicalcohols，1MPa02，5m01％TMHPO，3m01％CuC!andlm

8、L[bmim]PF6．Inthiscondition，theconversionofbenzylicalcoholwas71％，theselectivityofbenzaldehydewere97％，butthecatalyticsystemcouldn’tberecycled．Thentheoxidationofseriesofaliphaticandaromaticalcoholswereinvestedinthesamecondition，andtheyillustratedthatt