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。     

离子液体负载的TEMPO/离子液体聚合物/碳黑三元复合材料在醇的电化学氧化中的应用

以4-羟基-2,2,6,6-四甲基哌啶氧基自由基（4-OH-TEMPO）为原料合成了负载有TEMPO结构单元的咪唑四氟硼酸盐离子液体 (TEMPO-IL-BF₄),以双三氟甲磺酰亚胺锂 (LiTFSI) 和聚二烯丙基二甲基氯化铵 (PDDA) 为原料合成了聚合物离子液体 PDDA(Tf₂N),将上述两种物质和碳黑（CB）按照一定比例制备得到一种三元复合材料. 以此三元复合材料为支持电解质和电催化剂,研究了其在乙腈溶液中电化学氧化对甲氧基苯甲醇等各类醇的能力及其循环使用效果. 结果表明：在电化学条件下,此三元复合材料不仅可以有效地氧化对甲氧基苯甲醇等各类醇,生成的醛的产率都在80%以上,并且经过4次循环使用,该三元复合材料的回收率均在95%以上.     

离子负载的双(三氟乙酰氧基)碘苯对乙酰苯胺类化合物的乙酰氧基化反应

制备了1种新的含有酰胺键的离子负载的双(三氟乙酰氧基)碘苯固体试剂--1-甲基-3-[4鄄(双三氟乙酰氧基碘)苯甲酰胺基乙基]咪唑四氟硼酸盐. 该试剂无吸湿性, 在空气中长期放置不变质. 研究了1种离子负载的二(乙酰氧基)碘苯试剂和3种离子负载的双(三氟乙酰氧基)碘苯试剂对乙酰苯胺的对位乙酰氧基化反应. 结果表明, 离子负载的二(乙酰氧基)碘苯试剂氧化能力较弱, 乙酰氧基化产物产率较低; 含有酰胺键的2种离子负载的双(三氟乙酰氧基)碘苯试剂不发生乙酰氧基化反应; 而1-甲基-3-[4-双(三氟乙酰氧基)碘苯甲基]咪唑四氟硼酸盐是理想的氧化剂. 以1-甲基-3-[4-双(三氟乙酰氧基)碘苯甲基]咪唑四氟硼酸盐为氧化剂, 室温下乙酰苯胺及其衍生物与乙酸可区域选择性地发生乙酰氧基化反应, 产率较高. 回收后的离子负载的碘苯容易再生成试剂, 而再生试剂的乙酰氧基化反应活性几乎保持不变.     

具有酰胺键的离子负载双(三氟乙酰氧基)碘苯对乙酰苯胺类化合物的乙酰氧基化反应

以氯乙酰氯、N-乙基对碘苯胺为原料,经酰化反应合成了N-乙基-N-(4-碘苯基)氯乙酰胺,接着与1-甲基咪唑反应,随后在水溶液中和四氟硼酸钠发生阴离子交换,合成了四氟硼酸1-甲基-3-(N-乙基-4-碘苯氨基甲酰甲基)咪唑鎓盐,该四氟硼酸盐在过氧化氢/三氟乙酸酐体系中氧化得到一种新的离子负载的双(三氟乙酰氧基)碘苯试剂四氟硼酸(1-甲基-3-{N-乙基-4-[双(三氟乙酰氧基)碘]苯氨基甲酰甲基}咪唑鎓盐)。所合成的碘苯试剂没有吸湿性,在空气中长期放置不变质。以这种新试剂为氧化剂,室温下乙酰苯胺及其衍生物与乙酸区域选择性地发生乙酰氧基化反应,产率较高。该离子负载型碘苯试剂可回收后再生,而再生试剂用于乙酰氧基化反应时活性几乎保持不变。     

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.     

咪唑离子液体作为流动相添加剂的整体柱离子对色谱快速分析哌啶阳离子

以咪唑离子液体作为流动相添加剂,建立了哌啶离子液体阳离子的整体柱离子对色谱-间接紫外检测分析方法。系统研究了流动相、流速等因素对哌啶阳离子分离测定的影响情况。流动相中的咪唑离子液体不仅起到了背景紫外吸收剂的作用,还改善了阳离子的分离效果。用0.5mmol/L 1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐-0.1mmol/L庚烷磺酸盐水溶液(pH=4.5)/甲醇(90/10,V/V)作为流动相,流速3.0mL/min,检测波长210nm,N-甲基-N-乙基、N-甲基-N-丙基和N-甲基-N-丁基哌啶阳离子在3.0min之内实现基线分离。3种哌啶阳离子的检出限分别为0.13、0.34和0.42mg/L。该方法测定实验室合成的哌啶离子液体样品的加标回收率范围为94%~98%。     

离子液体催化邻二甲苯氯甲基化反应

制备了8种不同链长的溴化烷基咪唑盐和4种丁基类甲基咪唑六氟磷酸盐、四氟硼酸盐、全氟丁基磺酸盐及氯化盐离子液体,研究了咪唑盐类离子液体催化邻二甲苯、氯化氢、多聚甲醛为起始原料的氯甲基化反应. 考察了离子液体类型、催化剂用量、反应温度及反应时间对反应的影响. 反应产物采用气相色谱法进行定量分析;采用GC-MS测试技术进行了定性分析. 结果表明,[C12mim]Br(溴化1-十二烷基-3-甲基咪唑盐)是最适合的催化剂. 其最佳反应条件是:离子液体摩尔分数为4%(与邻二甲苯的摩尔比),温度70 ℃,反应时间10 h,产物收率可达89.8%,TON数达到22.4.     

泡沫铜无溶剂催化氧化苄醇的应用研究

本文报道了在模拟的鼓泡床反应器中,以1-甲基咪唑(NMI)和2,2,6,6-四甲基-1-哌啶基氧基(TEMPO)作为助催化剂,空气泵鼓入空气作为氧源,泡沫铜作为催化剂,室温、无溶剂条件下催化氧化苄醇的应用研究。具体优化条件为:以50 mmol苯甲醇为反应底物,2.5 mmol泡沫铜,0.625 mmol NMI,2.5 mmol TEMPO,空气流速300mL·min-1,室温无溶剂条件下反应6小时,苯甲醛产率达99%以上,并且催化剂在经过6次循环使用后产率仍然达82%。     

树枝状聚酰胺胺负载TEMPO的合成及其催化分子氧氧化醇的性能

以乙二胺和丙烯酸甲酯为原料,经过重复Michael和酯氨解反应,制备出二代(2.0 G)树枝状聚酰胺胺(PAMAM).PAMAM与2,2,6,6-四甲基哌啶酮氮氧自由基经缩合、还原将PAMAM与2,2,6,6-四甲基哌啶氮氧自由基(TEMPO)键连,得到PAMAM负载的TEMPO(PAMAM-TEMPO).采用1H NMR、13C NMR以及FT-IR等手段对中间体及最终产物进行了表征.将PAMAM-TEMPO与CuBr2以及2,2-联吡啶结合构成催化体系,用于分子氧为氧化剂的醇的选择性氧化反应,结果表明该体系对苄基以及烯丙基伯醇的氧化显示出良好的催化活性和选择性.结果还证明,TEMPO的负载使氧化产物醛很容易与催化体系分离,而且催化剂可以循环使用.     

4-(甲基丙烯酸)2,2,6,6-四甲基哌啶醇酯的合成

合成4-(甲基丙烯酸)2,2,6,6-四甲基哌啶醇酯的方法,在文献上报导甚少,T.Kurosaki 用甲基丙烯酰氯和2,2,6,6-四甲基哌啶醇在苯溶液里,在三乙胺存在下进行反应制得,产率只有27%。     

β-环糊精负载四甲基哌啶氮氧化物的合成及其在分子氧氧化醇反应中的催化性能

以乙烯基二胺为连接臂将四甲基哌啶氮氧化物(TEMPO)负载于β-环糊精(β-CD)上,得到负载型催化剂β-CD-TEMPO.采用~1H NMR、~(13)C NMR以及FT-IR等手段对β-CD-TEMPO进行了表征.将β-CD-TEMPO、CuBr_2以及K_2CO_3结合构成催化体系,用于分子氧为氧化剂的醇的选择性氧化反应,结果表明该体系对苄基以及烯丙基伯醇的氧化显示出良好的催化活性和选择性.在负载催化剂中,乙烯基二胺既作为连接臂又作为配体与铜离子配位,使氧化反应顺利进行.负载型催化剂β-CD-TEMPO与产物容易分离,能够循环使用.     

Solvent-free oxidation of alcohols by hydrogen peroxide over chromium Schiff base complexes immobilized on MCM-41

A series of chromium(III) Schiff base complexes immobilized on MCM-41 were prepared and characterized by various physicochemical and spectroscopic methods. The complexes were used for the selective oxidation of alcohols by 30% hydrogen peroxide without any organic solvent, phase transfer catalyst or additive. The immobilized complexes proved to be effective catalysts and generally exhibited much higher catalytic performance than their corresponding homogeneous analogs. The catalytic performance of the immobilized complexes was also found to be closely related to the Schiff base ligands used. Under the optimal reaction conditions, secondary alcohols, cyclic alcohols and benzyl alcohol were prevailingly oxidized to their corresponding ketones or aldehydes.     

Mild and selective oxidation of alcohols to aldehydes and ketones using NaIO4/TEMPO/NaBr system under acidic conditions

A TEMPO-catalyzed selective oxidation of alcohols to the corresponding aldehydes and ketones using NaIO₄ as the terminal oxidant is reported. The NaIO₄/TEMPO/NaBr system provides a mild and efficient method for the oxidation of alcohols that are sensitive to basic conditions. Furthermore, the recoverable ionic liquid immobilized TEMPO-catalyzed oxidation of benzyl alcohol in ionic liquid-H₂O medium is also developed.     

Selective aerobic oxidation of alcohols catalyzed by iron chloride hexahydrate/TEMPO in the presence of silica gel

An environmentally friendly and efficient process whereby FeCl₃?6H₂O/2,2,6,6‐tetramethylpiperidine N‐oxyl (TEMPO)‐catalyzed oxidation of alcohols to the corresponding aldehydes and ketones is accomplished in the presence of silica gel using molecular oxygen or air as the terminal oxidant. The electron‐deficient benzyl alcohol was smoothly oxidized to the corresponding aldehydes with up to 99% isolated yield. It was found that silica gel not only could enhance the catalytic reaction rate but also increase the selectivity for the product. The high performance of FeCl₃?6H₂O/TEMPO catalyst system in the presence of silica gel might be attributed to the surface silanol groups. UV–visible spectra analysis showed that the Fe (III)–TEMPO complex could serve as the active intermediate species in the present catalytic system. A plausible mechanism of the catalytic system is proposed. Copyright © 2012 John Wiley & Sons, Ltd.     

非过渡金属催化体系NHPI/DDQ/NaNO2催化分子氧选择氧化醇

考察了N-羟基邻苯二甲酰亚胺(NHPI),2,3-二氯-5,6-二氰基-1,4-苯醌(DDQ)与NaNO2组成的非金属催化体系,催化分子氧选择氧化醇的反应性能.结果表明,该体系可有效地催化芳香醇等生成相应的醛(酮).在80℃反应6h,苯甲醇转化率达到65%,苯甲醛选择性为99%.此外,该催化体系也能有效地催化其它醇的选...     

吸附NOx的功能化硅胶用于催化温和条件下醇的选择性氧化

利用接枝方式将2,2,6,6-四甲基哌啶(TEMPO)固载到SPE柱填料硅胶上制备了功能化硅胶,其吸附NO_x应用于催化醇的选择性氧化反应中. 并利用元素分析、红外光谱、N₂吸附-脱附和NO_x程序升温脱附对催化剂进行了考察. 结果表明,所制备催化剂中TEMPO固载量为0.292 mmol/g,NO_x吸附量为0.749 mmol/g; 常温常压下1 mmol芳香醇在0.5g该催化剂作用下进行选择性氧化反应2h,原料转化率和产物选择性均高达99%. 该催化剂提高了醇分子在孔道内部与TEMPO和NO_x接触几率,促进了反应进行,根据反应现象,对该体系催化机理进行了推测.     

离子液体-水介质中离子液体负载TEMPO催化选择氧化合成脂肪醇羟基芳香醛和酮

由于脂肪醇羟基和苄醇羟基具有相同的氧化反应活性,所以当分子内同时含有脂肪醇羟基和苄醇羟基时,很难选择氧化苄醇羟基合成含脂肪醇羟基的芳香醛或酮。本文报道了在离子液体-水介质中,NCS/NaBr/IL-TEMPO（离子液体负载TEMPO）催化氧化合成含有脂肪醇羟基的芳香醛、酮的方法,反应条件温和,选择性好,收率高,且离子液体和催化剂可以循环使用。     

Aerobic selective oxidation of alcohols to aldehydes or ketones catalyzed by ionic liquid immobilized TEMPO under solvent-free conditions

A selective ionic-liquid immobilized TEMPO/CuCl catalyzed oxidation procedure of alcohols to the corresponding aldehydes and ketones with molecular oxygen under solvent-free conditions was developed. The catalyst was easily recovered and reused in the reaction. Correspondence: Yun-Yang Wei, School of Chemical Engineering, Nanjing University of Science and Technology, 210094 Nanjing, P.R. China.     

Interaction of 2,2,6,6-tetramethylpiperidine-1-oxyl chloritewith alcohols

The kinetics of the oxidation of a series of alcohols (viz., ethanol, propan-2-ol, butan-1-ol, butan-2-ol, heptan-4-ol, decan-2-ol, propan-1,3-diol, butan-2,3-diol, cyclohexanol, benzyl alcohol, and borneol) with the oxoammonium salt 2,2,6,6-tetramethylpiperidine-1-oxyl chlorite in acetonitrile was studied by spectrophotometry. The products of oxidation of primary alcohols are the corresponding aldehydes and carboxylic acids, and the products of oxidation of secondary alcohols are ketones. The reaction rate is described by the second order equation. The rate constants and activation parameters were determined. The rate constant as a function of the alcohol nature is described by the one-parameter Taft equation.