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《甲苯氧化制苯甲酸的新催化体系_卓广澜》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、2004年第24卷有机化学Vol.24,2004第8期,962~965ChineseJournalofOrganicChemistryNo.8,962~965研究简报甲苯氧化制苯甲酸的新催化体系卓广澜赵卫娟姜玄珍(浙江大学化学系杭州310027)摘要以分子氧为氧化剂,探索了甲苯氧化制苯甲酸的新催化体系,第一次把N羟基邻苯二甲酰亚胺(NHPI)与钴盐组成的催化剂用于甲苯氧化反应.实验揭示:以NHPI/Co(acac)2(乙酰丙酮酸钴)和NHPI/Co(OAc)2(醋酸钴)为催化剂时,苯甲酸的
2、收率可分别为55.5%与41.2%,文中还对氧气压力、反应温度与时间等对反应的影响进行了讨论,同时提出了可能的反应机理.关键词N羟基邻苯二甲酰亚胺,分子氧,甲苯,苯甲酸,醋酸钴ANovelCatalystSystemfortheOxidationofToluenetoBenzoicAcidZHUO,GuangLanZHAO,WeiJuanJIANG,XuanZhen(ChemistryDepartment,ZhejiangUniversity,Hangzhou310027)Abstract
3、AnovelcatalytstsystemconsistingofNhydroxyphthalimide(NHPI)andcobaltsaltsfortheoxidationoftoluenetobenzoicacidusingmolecularoxygenastheoxidantwasfirstlyexploited.TheexperimentalresultsrevealedthattheyieldsofbenzoicacidcatalyzedbyNHPICo(acac)2andNHPICo(OAc)
4、2canreach55.5%and41.2%,respectively.Theinfluencesofoxygenpressure,reactiontemperatureandtimeontheyieldsofbenzoicacidwerediscussed.Apossiblereactionmechanismwasproposed.KeywordsNhydroxyphthalimide,molecularoxygen,toluene,benzoicacid,Co(OAc)2芳烃的直接官能化反应提供了一
5、条从廉价原料合成高附加值产品的简捷路线,其中芳烃的氧化反应是近年来研究[1,2]较多的反应之一.已报道的常见氧化反应的催化体系[3~6]有:含钒的杂多酸为催化剂;以强酸(AlCl3,HF及魔酸[7]SbF5HF等)为介质,使CH键活化;以及各种过渡金属[8,9](如Pd,Cu等)作为催化剂.以上的氧化体系要求用过硫1实验2-酸盐(S2O8)为氧化剂,或者要以超强酸为介质,限制了在工业生产中的应用.因此,以分子氧为氧化剂,在温和条件下1.1试剂与仪器[10~13]进行的氧化反应成了近年来的研究热点.Yas
6、utaka等甲苯(AR)、二氯甲烷(AR).100mL高压釜;日本岛津研究了NHPI/Co(acac)n(n=2,3)为催化剂的环己烷氧化反GC1002气相色谱仪;GCMS(HP6890/5973).应,且已实现工业化生产.这一催化体系的特点是:以分子氧1.2试验方法为氧化剂,NHPI/Co(acac)n(n=2,3)为催化剂,在均相体系在100mL高压釜中加入反应底物甲苯5mL(0.0478及温和的反应条件下进行反应.本文受此催化体系的启示,mol),20mL二氯甲烷,再加入一定量的N羟基邻苯二酰亚来
7、变革传统的由甲苯气相氧化制苯甲酸的工艺路线,试图探胺(NHPI)(按文献[14]制备,产率85%)和乙酰丙酮酸钴索出在均相体系中、温和条件下,分子氧氧化甲苯制苯甲酸[15][Co(acac)2制备方法见参考文献].搅拌溶解后,密闭高压的新合成路线.反应式如Eq.1所示.釜,用O2置换三次后,加压至一定压力,升温反应一定时间.Email:chejiang@zju.edu.cnReceivedSeptember15,2003;revisedFebruary5,2004;acceptedMarch1,2004.国
8、家自然科学基金(No.20273059)资助项目.No.8卓广澜等:甲苯氧化制苯甲酸的新催化体系963反应结束后,冷至室温,过滤回收催化剂.反应液经GC定量2/1时,苯甲酸的得率最低;当NHPI与Co(OAc)2的质量比分析,并经GCMS定性鉴定.增大时,产物苯甲酸的得率显著提高,当NHPI/Co(OAc)2质量比为4/1时,苯甲酸得到较高产率(41.2%);当Co(OAc)22
