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.     

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.     

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。     

用于催化氧气氧化苄醇到醛的新型且简单的催化体系（溴化铜/TEMPO/哌啶）

构建了一个可用于催化氧气氧化苄醇类醇到醛的新型催化体系(溴化铜/四甲基哌啶氧化物/哌啶).该体系以乙腈为溶剂,可以在50℃下高活性和选择性地催化氧气将含不同取代基的苄醇氧化为相应的醛.然而,该体系对于仲醇、脂肪族伯醇以及烯丙醇类型醇的氧化没有催化活性.     

硅胶固载聚4-乙烯吡啶-Cu(Ⅱ)配合物催化分子氧氧化乙苯的性能研究

以固载于微米级硅胶表面的聚4-乙烯吡啶-铜(Ⅱ)配合物(P4VP-Cu(Ⅱ)/SiO2)为催化剂,以分子氧为氧化剂,在常压下实施了将乙苯氧化为苯乙酮的催化氧化反应;用红外光谱、紫外光谱及液相色谱对产物的化学结构进行了表征;重点研究了催化剂的催化性能,以及各种条件(温度、催化剂性质、催化剂用量等)对催化氧化反应的影响;并分析了催化氧化反应的机理.研究结果表明,固载于硅胶表面的聚4-乙烯吡啶-Cu(Ⅱ)配合物能有效地活化分子氧,显著地催化氧化乙苯为苯乙酮的反应过程;该催化剂具有优良的催化活性与选择性,于130℃常压下通氧气反应10h,可使约60%的乙苯转化为苯乙酮,另一氧化产物α-甲基苄醇的含量则极少.另外,该催化剂具有较好的重复使用稳定性.     

铜催化2-苄基苯并咪唑衍生物氧气氧化反应的研究

以2-苄基苯并咪唑衍生物为反应原料,详细探讨了在空气存在条件下铜催化苄位亚甲基氧化成相应酮的合成方法.研究结果表明,以醋酸铜为催化剂,N,N-二甲基甲酰胺为溶剂、氢氧化钠为碱,于120℃下反应24 h可获得较高收率的碳-氢氧化产物.通过上述方法合成得到了系列2-芳酰基苯并咪唑衍生物,其结构经1H NMR和13C NMR表征.     

酰胺型非卟啉类N4配体的合成及其促进溴化铜催化的苄醇氧化性能研究

本文报道两种未见文献报道的酰胺型非卟啉N4配体N,N’-双(3-甲基-2-氨基-苯甲酰基)乙二胺、N,N’-双(3-甲基-2-氨基-苯甲酰基)1,3-丙二胺的合成。并将这两种配体应用于CuBr_2-TEMPO体系催化氧化苄醇生成相应的醛的反应中,发现它们都能有效促进CuBr_2-TEMPO催化苯甲醇氧化成苯甲醛。并在反应最佳条件下,考察了N,N’-(3-甲基-2-氨基-苯甲酰基)乙二胺促进CuBr_2-TEMPO催化一系列苄醇氧化成相应的醛的反应,并得到了中等到好的收率。     

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.     

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。     

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.     

高效钴氧化物催化羧酸可控加氢制醇（英文）

羧酸选择加氢是合成醇的重要方法,廉价高效的催化体系仍然在探索中.我们利用地球上储量丰富的钴氧化物作为催化剂,通过控制催化反应过程,进而实现高选择性地催化羧酸加氢制备醇.一系列含有不同官能团的羧酸可以被选择加氢至相应的醇类化合物,反应选择性可以满足工业生产要求.通过一系列的谱学表征以及理论计算,我们证实了钴氧化物在羧酸选择加氢反应中的优选活性位点位为氧化亚钴,从而建立了催化剂与反应活性之间的构效关系,为催化剂的理性设计提供指导.首先,我们选取硬脂酸加氢反应作为模型反应,通过对地球上储量丰富的氧化镍、四氧化三铁和四氧化三钴的催化活性对比发现,四氧化三钴催化剂活性最高,在473 K,2 MPa氢气条件下,反应速率可以达到1.2 mmol/(h·g).对四氧化三钴催化剂进行不同温度的预还原处理,我们发现催化剂的活性得到显著提高,其中573 K还原的样品活性最高,反应速率可以达到7.3 mmol/(h·g),要远远高于贵金属催化剂Pd/C(0.6 mmol/(h·g))和Pt/C(1.8 mmol/(h·g)).XRD结果表明,随着还原处理温度的不断升高,催化剂由四氧化三钴变为氧化亚钴,最终变为金属态的钴.当还原温度为573 K时,催化剂的组成为单一相氧化亚钴.XPS测试结果表明,当还原温度为573 K时,样品中只含有Co~(2+)的信号峰,并且Co/O的比例为1/1,进一步证明样品是纯态的氧化亚钴.从TEM照片中可以发现,在原始的四氧化三钴样品中观察到晶面间距为0.467和0.244 nm,分别对应四氧化三钴的(111)和(311)晶面.而对于573 K还原的样品只观察到一种晶面间距(0.246 nm),对应氧化亚钴的(111)晶面.结合表征手段和硬脂酸催化加氢活性结果,我们得出氧化亚钴是573 K还原样品催化羧酸加氢反应的活性位点.理论计算结果进一步证实了这个实验结论.理论计算结果表明,在氧化亚钴(111)晶面,硬脂酸加氢转换为十八醇是非常快速和高效的,然而,对于氢解C-C键和C-O键,需要耗费更高的能量,能垒约为1.2 e V.因为硬脂酸的吸附远远强于十八醇的吸附,硬脂酸的存在会抑制十八醇氢解形成烯烃的反应,只有当硬脂酸酸完全转化为十八醇,才会发生随后的氢解反应.通过控制催化反应过程,可以实现在氧化亚钴(111)晶面高选择性催化酸加氢至醇,也就是反应控制催化过程.基于氧化亚钴在硬脂酸加氢制备十八醇上的优异催化性能,我们进一步研究了一系列含有不同官能团的羧酸化合物的催化加氢,发现氧化亚钴表现出良好的官能团容忍度,可以实现高效、广谱的酸选择加氢至醇反应.     

RuCl3·3H2O/DCHA体系在空气中对苄醇的选择性氧化

对RuCl3·3H2O/DCHA体系催化空气氧化苄醇的反应进行了详细研究,结果表明在RuCl3·3H2O/DCHA的催化下,苄醇被有效地氧化成相应的醛.重要的是该催化体系具有较好的化学选择性,对苯甲醇和1-苯基乙醇的混合物,能高选择性地氧化苯甲醇,而后者基本不被氧化;对含伯羟基和仲羟基的3-(1'-羟乙基)苯甲醇和4-(1'-羟乙基)苯甲醇,能高选择性地氧化伯羟基,而仲羟基大部分不被氧化.该反应具有反应条件温和、操作简单、化学选择性好等特点.     

溴化锌-卤化正四丁基铵高效催化合成苯乙烯环状碳酸酯

溴化锌-卤化正四丁基铵二元催化剂高效催化合成苯乙烯环状碳酸酯, 当n-Bu4NI/ZnBr2摩尔比为2时, 在短时间内(30 min)可将苯乙烯环氧化物几乎完全转化为环状碳酸酯, 无其它副产物的生成. 在ZnBr2/n-Bu4NX的催化体系中加入Au/SiO2 氧化催化剂时, 能将苯乙烯直接氧化, 然后碳酰化实现“一锅法”制备环状碳酸酯. 在此合成路线中担载的纳米金催化第一步苯乙烯环氧化反应; ZnBr2/n-Bu4NBr催化第二步CO2环加成反应. 在温和的反应条件下(80 ℃, 1 MPa, 4 h)将环状碳酸酯的产率提高到42%.     

钨酸钠与酸性离子液体催化醇的环境友好氧化反应

钨酸钠与酸性离子液体组成的催化体系可以催化双氧水进行醇的清洁氧化,反应在有机底物/水两相中进行.本体系在催化氧化仲醇为相应的酮时具有很好的活性;催化伯醇氧化时可以得到相应的醛、羧酸或两者的混合物.整个催化体系具有很好的重复利用性.     

分级结构碳纳米笼高效催化苄胺氧化偶联制N-苄烯丁胺

苄胺氧化偶联制N-苄烯丁胺通常需使用贵金属催化剂,开发廉价催化剂具有重要研究价值.本工作以具有大比表面积和丰富表面缺陷的分级结构碳纳米笼(hCNCs)作为无金属催化剂,在无溶剂、100℃和常压O2条件下即可实现苄胺到N-苄烯丁胺的高效转化,反应8h的苄胺转化率和N-苄烯丁胺选择性均可达98％,远优于碳纳米管、还原氧化石...     

负载型纳米金催化葡萄糖氧化研究进展

正近年来,负载型金催化剂已广泛应用于催化各类氧化反应,如CO氧化[1-2]、水煤气转换反应[3-4]、醇醛的选择性氧化[5-7]、过氧化氢合成[8]、挥发性有机物催化燃烧等[9].同时,负载型金属催化剂(Pt、Pd)已应用于催化葡萄糖氧化制备葡萄糖酸盐,但在催化反应过程中易发生催化剂钝     

Co-N/m-C高效催化空气下醇直接氧化成酯（英文）

酯类在有机合成中作为基础材料广泛地应用于精细化学品,农用化学品,药物等的生产中.传统生产酯的方法需要用到羧酸,酸酐,酰卤或酮类,并经过多步反应完成.往往会造成原材料的浪费,并伴随副产物的产生.因此用醇代替酸或其衍生物与另一种醇反应直接氧化酯化合成相应的酯具有很大的经济意义.目前已有基于贵金属(如钌,钯和金)的将醇类直接氧化为酯类的催化剂的研究,但是贵金属的价格及其有限的资源限制了其在实际生产中的应用.从经济发展和环境保护的角度出发,开发基于非贵金属的用于醇氧化酯化的催化剂有重要意义.近年来,碳材料由于成本低、稳定性高、电化学性能优异的特点而广泛应用于材料、化学催化和电化学催化等领域.此外,杂原子和金属的引入可以在一定程度上调节材料的组成,电子结构和表面物理化学性质而进一步构建新的活性位点,增强碳材料的催化性能.另外,由于多孔碳材料具有较大的比表面积和多样的孔结构,作为催化剂载体比普通碳材料更优越,使得底物更容易接触活性部位,同时提高氧的传输能力.然而,活性钴物种因在热解过程中容易发生团聚而使原子催化效率降低.因此设计和制备高分散且高效的催化剂对于实现醇氧化为酯有重要意义.钴基氮掺杂碳材料是一种有潜力的能将醇直接氧化到酯的经济,高效,环保的催化剂.本文提出了一种方便,快捷,高效的醇直接氧化成酯的方法,即利用直接热解大分子前驱体制备钴改性N掺杂介孔碳材料(Co-N/m-C),用于醇直接氧化成酯反应中,其中以900 ℃下焙烧所制的催化剂活性最高.该催化剂对于苯甲醇直接有氧氧化成苯甲酸甲酯反应的TOF值高达107.6 h~(-1),远高于目前所报道的过渡金属基纳米催化剂的,这得益于超分散钴物种与材料中吡啶氮之间的强配位作用及大的介孔比表面积.对于不同结构的醇,包括苄基醇,烯丙基醇和杂环醇,也能高收率地得到相应酯,说明该催化剂具有普适性.另外,Co-N/m-C-900催化剂经循环使用六次后没有显著的活性损失,表明了该催化剂具有一定的稳定性.     

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。     

氧化铜修饰羟基磷灰石负载金对醇类需氧氧化的双金属协同催化（英文）

采用均匀沉积-沉淀法制备了氧化铜修饰羟基磷灰石负载金催化剂(Au/CuO-HAP),并用原子吸收光谱、N2吸附脱附、X射线粉末衍射、透射电镜和X射线光电子能谱等方法对催化剂结构和形貌进行了表征.考察了催化剂对醇类液相需氧氧化的催化性能.与单金属Au/HAP或CuO-HAP相比较,双金属Au/CuO-HAP对苯甲醇氧化的催化活性和苯甲醛的选择性有显著提高,120℃反应1.5h,苯甲醇的转化率和苯甲醛的选择性分别达到99.7%和98.4%.在Au/CuO-HAP的催化下,其它类型的芳香醇均可高选择性转化为相应的醛或酮.Au/CuO-HAP催化剂有很好的稳定性和可回收性,4次回收后,其催化活性没有明显变化.     

Co-N/m-C高效催化空气下醇直接氧化成酯

酯类在有机合成中作为基础材料广泛地应用于精细化学品, 农用化学品, 药物等的生产中. 传统生产酯的方法需要用到羧酸, 酸酐, 酰卤或酮类, 并经过多步反应完成. 往往会造成原材料的浪费, 并伴随副产物的产生. 因此用醇代替酸或其衍生物与另一种醇反应直接氧化酯化合成相应的酯具有很大的经济意义. 目前已有基于贵金属(如钌, 钯和金)的将醇类直接氧化为酯类的催化剂的研究, 但是贵金属的价格及其有限的资源限制了其在实际生产中的应用. 从经济发展和环境保护的角度出发, 开发基于非贵金属的用于醇氧化酯化的催化剂有重要意义.近年来, 碳材料由于成本低? 稳定性高? 电化学性能优异的特点而广泛应用于材料? 化学催化和电化学催化等领域. 此外, 杂原子和金属的引入可以在一定程度上调节材料的组成, 电子结构和表面物理化学性质而进一步构建新的活性位点, 增强碳材料的催化性能. 另外, 由于多孔碳材料具有较大的比表面积和多样的孔结构, 作为催化剂载体比普通碳材料更优越, 使得底物更容易接触活性部位, 同时提高氧的传输能力. 然而, 活性钴物种因在热解过程中容易发生团聚而使原子催化效率降低. 因此设计和制备高分散且高效的催化剂对于实现醇氧化为酯有重要意义.钴基氮掺杂碳材料是一种有潜力的能将醇直接氧化到酯的经济, 高效, 环保的催化剂. 本文提出了一种方便, 快捷, 高效的醇直接氧化成酯的方法, 即利用直接热解大分子前驱体制备钴改性N掺杂介孔碳材料(Co-N/m-C), 用于醇直接氧化成酯反应中, 其中以900 oC下焙烧所制的催化剂活性最高. 该催化剂对于苯甲醇直接有氧氧化成苯甲酸甲酯反应的TOF值高达107.6 h?1, 远高于目前所报道的过渡金属基纳米催化剂的, 这得益于超分散钴物种与材料中吡啶氮之间的强配位作用及大的介孔比表面积. 对于不同结构的醇, 包括苄基醇, 烯丙基醇和杂环醇, 也能高收率地得到相应酯, 说明该催化剂具有普适性. 另外, Co-N/m-C-900催化剂经循环使用六次后没有显著的活性损失, 表明了该催化剂具有一定的稳定性.