纳米尺度氧化石墨烯层作为高效碳催化剂用于苄醇与芳香醛的绿色氧化

合成了纳米尺度氧化石墨烯(NGO)层,用作碳催化剂高效催化苄醇与芳香醛的氧化反应.对于醇氧化反应,当80℃时H2O2存在下,NGOs(20 wt％)可高效催化醇选择性生成醛,其反应速率和产率取决于醇上取代基的性质.对于4-硝基苄醇,反应24 h后,只有10％可转换为相应羧酸.相反,4-甲氧基苄醇和二苯基甲醇分别反应仅9和3h则可完全转化为对应的羧酸和酮.NGO碳催化剂上芳香醛氧化速率高于醇氧化速率.对于所有的醛,采用7 wt％ NGO作催化剂,在70℃反应2-3 h后,就可完全转化为相应羧酸.我们讨论了NGO催化剂结构对苄醇和芳香醛氧化反应影响的可能机理.     

纳米尺度氧化石墨烯层作为高效碳催化剂用于苄醇与芳香醛的绿色氧化（英文）

合成了纳米尺度氧化石墨烯(NGO)层,用作碳催化剂高效催化苄醇与芳香醛的氧化反应.对于醇氧化反应,当80℃时H_2O_2存在下,NGOs(20 wt%)可高效催化醇选择性生成醛,其反应速率和产率取决于醇上取代基的性质.对于4-硝基苄醇,反应24 h后,只有10%可转换为相应羧酸.相反,4-甲氧基苄醇和二苯基甲醇分别反应仅9和3h则可完全转化为对应的羧酸和酮.NGO碳催化剂上芳香醛氧化速率高于醇氧化速率.对于所有的醛,采用7 wt%NGO作催化剂,在70℃反应2-3h后,就可完全转化为相应羧酸.我们讨论了NGO催化剂结构对苄醇和芳香醛氧化反应影响的可能机理.     

铜-银双金属纳米颗粒催化的醛-端炔加成反应研究

采用铜-银双金属纳米颗粒作为催化剂,在2,2'-联吡啶作为配体的修饰作用下,发展了一个高效的、双金属催化的醛-端炔加成生成炔丙醇化合物的反应体系.在该催化体系中,铜-银双金属纳米颗粒催化剂表现出独特的双金属协同效应,银纳米颗粒作为助催化剂有效提高了铜催化剂的催化效能.与文献相比,该反应条件温和、底物适应性优良,且无需溶剂.该反应中,催化剂可以实现有效循环利用,并可有效放大到克级规模反应.     

无碱条件下铜催化的苄醇在水中的氧化反应（英文）

提出了一种由苄醇氧化为芳醛的方法,该方法反应条件温和、绿色环保,而且转换率高.该反应以双(8-羟基喹啉)铜(II)为催化剂,四甲基哌啶氮氧化物(TEMPO)为助催化剂,室温条件下直接在空气反应.这以方法提供了一种实用的合成芳醛的途径,具有环境友好、操作简单、收率高的优势.     

固体聚合物电解质在肉桂醇电化学氧化中的应用(I)

研究使用白金-SPE 复合电极, 以二价锰离子为催化剂进行肉桂醇的电化学氧化实验. 电解结果的分析表明, 在电化学氧化中肉桂醇中的双键不被破坏. 该反应为后续化学反应(即EC 反应), 对电解生成物的选择性较高, 肉桂醛生成的电流效率高于80%, 肉桂酸生成的电流效率仪在5%左右.     

乙酸中碘催化氧化苄醇为相应醛或酮(英文)

本文报道了用I2/NaNO2/4-OH-TEMPO为催化剂,空气为氧化剂,在冰乙酸中催化氧化苄醇的方法.文中考察了催化剂各组分和温度对催化氧化反应的影响,在催化过程中碘替代过渡金属作为4-OH-TEMPO的共催化剂,在选择条件下苄醇氧反应的产物产率达到90%,在反应过程中生成醛或酮.     

醇-胺直接脱氢及氧化脱氢偶联酰胺化反应

醇-胺(氨)直接脱氢及氧化脱氢偶联生成酰胺具有原子经济性高和对环境友好等优点,因而受到广泛关注。研究发现,一些过渡金属钌及铑配合物、负载金及银纳米粒子、氧化锰分子筛(OMS-2)以及基于铜、铁化合物的催化体系在醇-胺(氨)直接脱氢或氧化脱氢偶联生成酰胺反应中显示出优良的催化性能。本文首先介绍了PNN-钌、NHC-钌配合物、铑配合物以及负载银原子簇催化的醇-胺(氨)直接脱氢偶联生成酰胺反应的研究进展,然后对负载纳米金粒子、氧化锰分子筛(OMS-2)以及基于铜、铁化合物的催化体系催化的不同氧化剂,包括分子氧、叔丁基过氧化氢以及分子碘氧化的氧化酰胺化反应进行了总结。对各催化剂或催化体系的适用范围和优缺点进行了分析,阐述了主要催化剂或催化体系的催化机理。此外,还对无过渡金属参与的醇-胺氧化酰胺化反应体系进行概述。最后,在总结现有成果的基础上指出了该领域的发展方向。     

温和条件下Fe（NO3）3／4-OH-TEMPO催化需氧氧化醇制备羰基化合物

以Fe(NO3)3·9H2O为助剂与廉价的有机小分子催化剂 4-羟基-2,2,6,6-四甲基哌啶-N-氧自由基(4-OH-TEMPO)组成催化体系.考察了该催化剂体系上分子氧驱动的氧化含有C=C, N, O和S杂原子的较宽底物范围的伯醇和仲醇氧化生成相应的醛或酮. 结果表明,该反应可在室温条件下在空气中进行,对目的产物的选择性高. 探讨了Fe(NO3)3/4-OH-TEMPO催化氧化醇的反应机理.     

N-溴代丁二酰亚胺水相氧化醇类化合物反应研究

以水为反应介质、NBS为氧化剂,在水相无催化剂条件下实现了醇的氧化.芳香醇、脂肪醇都可以达到95%以上的醛(或酮)产率,但该体系对一些含供电子取代基的醇的反应活性不高,选用salen-Co(Ⅲ)配合物作为催化剂,可拓宽反应的底物适用范围.     

CuBr/1,8-二氮杂双环[5.4.0]十一碳-7-烯催化苄醇的选择性空气氧化反应（英文）

发展了一种新型、实用性的以溴化亚铜为催化剂,以1,8-二氮杂双环[5.4.0]十一碳-7-烯(DBU)为添加剂,在空气条件下进行氧气氧化苄醇的催化体系.各种一级或二级苄醇及烯丙醇可以以高的产率及选择性转换为相应的醛和酮.该过程为无溶剂反应,同时不需要使用四甲基哌啶氧化物(TEMPO)类助氧化剂.     

功能离子液体催化分子氧氧化醇为醛酮

2,2,6,6-四甲基-N-氧自由基哌啶醇(2,2,6,6-tetramethyl-piperidin-4-ol-N-oxyl,TEMPO)与氯乙酰氯反应生成2-氯乙酸-2,2,6,6-四甲基-1-氧-4-哌啶醇酯,该酯与N-甲基咪唑发生季铵化反应后再与六氟磷酸钾进行离子交换制得2,2,6,6-四甲基-N-氧自由基哌啶醇负载离子液体TEMPO-IL。温和条件下以离子液体1-甲基-3-丁基咪唑六氟磷酸盐(1-butyl-3-methylimidazolium hexafluorophosphate,[bmim]PF6)为溶剂,TEMPO-IL和CuCl为催化剂,分子氧氧化各种醇为相应的醛或酮。研究发现,该氧化体系对苄醇和烯丙醇有较好的氧化效果,65℃下反应10h左右,转化率可达99%,收率可达80%~90%。氧化体系对醛酮有高度的选择性,在实验所采用的条件范围内未检测到有羧酸生成。溶剂和催化剂可循环使用,在苯甲醇的氧化中,溶剂和催化剂循环使用6次,反应转化率和苯甲醛的收率保持不变。     

羊毛-Pd(0)催化剂的制备、表征及其在水相中对醇的催化氧化反应

以天然生物高分子羊毛为载体,成功制备了负载型Pd(0)催化剂.采用电场发射扫描电镜和光电子能谱等方法对催化剂进行了表征.结果表明,Pd(0)颗粒均匀地分散在羊毛表面.将羊毛-Pd(0)催化剂用于醇氧化反应,考察了催化剂用量、碱类型和用量、反应温度及时间等因素对反应性能的影响.实验发现,在水相中,35mg羊毛-Pd(0)催化剂在0.2mmol的K2CO3存在下,可以高选择性地将0.2mmol的醇转化为相应的醛或酮,且该催化剂具有很好的重复使用性能.     

金属卟啉催化剂应用于均相氧化反应的研究进展

详细介绍了金属卟啉作为催化剂应用于各种均相氧化反应, 包括烷烃、烯烃、醇、醛、酚、硫化物、氮化物等化合物的氧化反应研究进展, 认为金属卟啉模拟酶催化剂在均相氧化反应中将有更大的应用前景.     

载体对聚硅氨烷—金属络合物催化正丙醇氧化性能的影响

1.前言 由醇类氧化脱氢,生成相应的醛和酮的反应,在工业上已有非常成熟的工艺。这一类反应的催化剂有铜,银等。但是,由于需要很高的反应温度,故这类反应常伴有CO_2、CO、H_2、羧酸、烯烃、烷烃等副产物。 我们曾发现,以SiO_2为载体的聚硅氨烷-铂络合物对甲醇、乙醇等的氧化具有较高的催化活性和选择性,在较低反应温度下,可完全生成相应的醛。但这种催化剂对正丙醇氧化的催化活性却不是很高,于100℃,5MPa下反应8h,丙醛的收率仅约为60％。 最近我们发现,负载络合物的载体对催化剂的活性有很大的影响。     

将醇控制氧化成醛或酮的催化体系

介绍一种有效催化醇氧化成醛或酮反应的新型催化剂(TEMPO/CuCl),涉及醇的氧化、配位、电负性等高中化学知识,供一线教师用于新课标高中“有机化学基础”模块课程教学。     

含硝基咔唑类有机电催化剂的合成及其对醇的电催化氧化

有机小分子的电催化氧化是催化领域的一个重要研究内容.通过醇的选择性氧化合成相应醛或酮类化合物在精细化学品和有机化学中间体的合成领域均具有十分重要的意义.有机电催化合成用电子代替强氧化还原剂,可以使反应在比较温和的条件下进行.但在直接电氧化合成反应中,电极表面容易生成有机聚合物膜,使电极钝化,电流效率急剧下降.而在电子转移媒质作用下的有机电催化反应不仅可以避免电极表面钝化,还可以控制目标产物的过度氧化.三芳胺类化合物是一类新型的电氧化还原媒质,由于其具有较宽的电化学氧化还原电位已引起研究者的广泛关注.咔唑类化合物相比于三芳胺类具有更好的平面性,使得取代基效应更为显著.咔唑类化合物被广泛作为荧光材料,但用于电化学方面的研究很少.本文通过在咔唑类化合物中引入具有强吸电子性的硝基以提高该类化合物的氧化电位,并将其作为有机电催化媒质,采用间接电化学氧化的方式,在室温下研究醇的电化学催化氧化反应,合成相应醛类化合物.
　　我们合成了三种含硝基咔唑类有机电催化剂,通过1H NMR对其结构进行了鉴定.采用循环伏安法测试了该类有机电催化剂的电化学氧化还原性能.发现取代基的电子效应对有机电催化剂的氧化还原电位及电化学氧化还原可逆性有很大的影响,供电子基(–OCH3)的引入使氧化电位负移(0.717 V),吸电子基(–Br)的引入使氧化电位明显正移(1.282 V).同时,取代基的引入有效改善了有机电催化剂的电化学可逆性,从而可以作为有效的电氧化还原媒质应用于电化学氧化反应中.而当把化合物中的NO2还原为NH2后,咔唑类化合物的电化学氧化还原可逆性完全消失,表明硝基的引入对咔唑类有机电催化剂的电化学性能有很大的影响.
　　循环伏安结果发现,在咔唑类硝基化合物的作用下,对甲氧基苯甲醇(p-MBzOH)的电化学氧化峰电位从1.350 V降至1.286 V,表明可以在较低电位下进行电解,有效降低了电氧化反应的能耗,同时氧化峰电流明显增加,说明该类有机电催化剂对p-MBzOH具有良好的电催化性能.随着p-MBzOH浓度的增加,氧化峰电流也明显增大,说明在咔唑类有机电催化剂的作用下, p-MBzOH可以在比较高的浓度下进行电化学氧化电解.通过对不同对位取代基的苯甲醇类化合物进行循环伏安研究,发现含硝基咔唑类化合物对具有较高氧化电位的反应底物均表现出良好的电催化氧化性能.
　　在含硝基咔唑类有机电催化剂的氧化电位(1.28 V)和室温下,对不同浓度的p-MBzOH进行恒电位电解6 h,发现当催化剂的用量为底物的2.5 mol%时, p-MBzOH可以完全转化为相应的醛类目标产物.而且恒电位电解后分离回收的含硝基咔唑类有机电催化剂仍具有良好的电化学氧化还原可逆性.     

含硝基咔唑类有机电催化剂的合成及其对醇的电催化氧化（英文）

有机小分子的电催化氧化是催化领域的一个重要研究内容.通过醇的选择性氧化合成相应醛或酮类化合物在精细化学品和有机化学中间体的合成领域均具有十分重要的意义.有机电催化合成用电子代替强氧化还原剂,可以使反应在比较温和的条件下进行.但在直接电氧化合成反应中,电极表面容易生成有机聚合物膜,使电极钝化,电流效率急剧下降.而在电子转移媒质作用下的有机电催化反应不仅可以避免电极表面钝化,还可以控制目标产物的过度氧化.三芳胺类化合物是一类新型的电氧化还原媒质,由于其具有较宽的电化学氧化还原电位已引起研究者的广泛关注.咔唑类化合物相比于三芳胺类具有更好的平面性,使得取代基效应更为显著.咔唑类化合物被广泛作为荧光材料,但用于电化学方面的研究很少.本文通过在咔唑类化合物中引入具有强吸电子性的硝基以提高该类化合物的氧化电位,并将其作为有机电催化媒质,采用间接电化学氧化的方式,在室温下研究醇的电化学催化氧化反应,合成相应醛类化合物.我们合成了三种含硝基咔唑类有机电催化剂,通过~1H NMR对其结构进行了鉴定.采用循环伏安法测试了该类有机电催化剂的电化学氧化还原性能.发现取代基的电子效应对有机电催化剂的氧化还原电位及电化学氧化还原可逆性有很大的影响,供电子基(–OCH~3)的引入使氧化电位负移(0.717 V),吸电子基(–Br)的引入使氧化电位明显正移(1.282 V).同时,取代基的引入有效改善了有机电催化剂的电化学可逆性,从而可以作为有效的电氧化还原媒质应用于电化学氧化反应中.而当把化合物中的NO~2还原为NH~2后,咔唑类化合物的电化学氧化还原可逆性完全消失,表明硝基的引入对咔唑类有机电催化剂的电化学性能有很大的影响.循环伏安结果发现,在咔唑类硝基化合物的作用下,对甲氧基苯甲醇(p-MBzOH)的电化学氧化峰电位从1.350 V降至1.286 V,表明可以在较低电位下进行电解,有效降低了电氧化反应的能耗,同时氧化峰电流明显增加,说明该类有机电催化剂对p-MBzOH具有良好的电催化性能.随着p-MBzOH浓度的增加,氧化峰电流也明显增大,说明在咔唑类有机电催化剂的作用下,p-MBzOH可以在比较高的浓度下进行电化学氧化电解.通过对不同对位取代基的苯甲醇类化合物进行循环伏安研究,发现含硝基咔唑类化合物对具有较高氧化电位的反应底物均表现出良好的电催化氧化性能.在含硝基咔唑类有机电催化剂的氧化电位(1.28 V)和室温下,对不同浓度的p-MBzOH进行恒电位电解6 h,发现当催化剂的用量为底物的2.5 mol%时,p-MBzOH可以完全转化为相应的醛类目标产物.而且恒电位电解后分离回收的含硝基咔唑类有机电催化剂仍具有良好的电化学氧化还原可逆性.     

氮氧自由基TEMPO：选择氧化醇的高效有机小分子催化剂*

醇被氧化为相应的醛或酮是有机合成中重要的官能团转换反应之一。自从Anelli法（TEMPO/NaBr/NaOCl）发现以来,由于所具有的醇被氧化为相应的醛或酮是有机合成中重要的官能团转换反应之一。自从Anelli法（TEMPO/NaBr/NaOCl）发现以来,由于所具有的高活性和高选择性, 有机小分子催化剂2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧自由基(TEMPO)催化醇的氧化反应成为温和条件下醇选择氧化的一个重要方法,并在实验室和工业生产中广泛应用。最近有关TEMPO催化醇氧化反应的研究,主要集中在开发用于分子氧对醇绿色氧化的催化体系和目的在于实现催化剂回收再用的TEMPO固载化研究两个领域上。本文以此为重点,综述了TEMPO催化醇氧化反应的发展和最近研究进展。     

ZrO2催化无溶剂条件下醇的液相氧化反应

采用一种环境友好的方法,以分子氧为氧化剂,以ZrO2为催化剂,在无溶剂的条件下实现了醇的选择性氧化.苯甲醛、环己酮和辛醛等是相应醇的主要氧化产物.考察了不同反应条件(搅拌速度、反应时间和温度)、催化剂制备参数(焙烧温度和负载量)及氧分压等的影响.结果发现,对于醇氧化生成相应羰基化合物,1 223 K焙烧的ZrO2比723 K焙烧的ZrO2显示出更高的催化活性.催化剂在反应混合物中不溶解,可以通过简单的过滤使其分离并重复使用.当搅拌速度大于900 r/min时,对醇的转化速率无明显的影响.     

芳腈化合物的成对电化学合成

采用循环伏安法(CV)和恒电流电解法(CCE)研究了对甲氧基苯甲醇(p-MeOC_6H_4CH_2OH)电化学氧化氰化合成相应芳腈化合物.考察了水的体积分数、硫酸浓度、电解温度、电极材料、电流密度和溶剂等因素对该电化学氧化氰化行为的影响.结果显示,以四丁基高氯酸铵(Bu_4NClO_4)为电解质,羟胺(HAM)为氮源,在含0.15mol·L~(-1)H_2SO_4及30%水的DMSO体系中,电流密度为10 mA/cm~2条件下恒温60℃电解8 h,对甲氧基苯腈(p-MeOBN)的收率为90%.通过对反应底物普适性研究,发现含不同对位和邻位取代基的芳香伯醇均可通过电氧化氰化反应有效转化为相应的腈(61%～92%),并提出了该电氧化氰化反应的可能机理.本工作提出了一种在一室型无隔膜电解槽中,以原位生成醛的方式,无需加入额外的催化剂,通过阴阳两极协同反应的成对电化学合成腈类化合物的方法.