氧气直接氧化苯制备苯酚

苯酚是重要的化工原料,其工业生产主要是通过异丙苯氧化法制备,该方法存在制备流程长、消耗丙烯多以及产生大量副产物等不足。苯直接氧化制备苯酚,特别是氧气直接氧化苯制备苯酚,因其步骤少、操作成本低、环境友好等特点已成为苯酚绿色制备的研究热点。本文较为系统地总结了氧气氧化苯液相法合成苯酚的研究工作,综述了该反应体系下的反应机理以及所使用的催化剂、还原剂等;归纳了反应温度、反应压力、还原剂用量及反应溶剂等反应条件对苯酚产率的影响;分析了目前氧气直接氧化苯液相法制苯酚研究中存在的问题,并总结了未来的研究方向。     

离子液体中芳烃侧链分子氧催化氧化反应研究

分别以离子液体[Hex-mim]BF4, [Bmim]BF4, [Bmim]PF6和[Omim]BF4为溶剂, Co(Ⅱ), Mn(Ⅱ)或Ni(Ⅱ)/NHPI(AIBN)为复合催化剂, 考察了不同离子液体-催化剂体系中常压分子氧氧化芳烃侧链烷基的反应. 在[Hex-mim]BF4中, Co(Ⅱ)或Mn(Ⅱ)/NHPI可有效地催化芳烃侧链烷基的分子氧氧化. 在优化条件下, 乙苯、正丙苯和正丁苯分别以高达90%, 94%和93%的收率得到相应的芳香酮; 甲苯和对位取代甲苯以32%~47%的收率被氧化为相应的芳香酸. 离子液体及金属催化剂体系在减压下除水后, 可循环使用.     

在溶胶-凝胶法制备的MoO3/SiO2催化丙烯的环氧化反应

 以sol－gel法制备了MoO3／SiO2催化剂，并用BET比表面积测定，XRD和FT－IR等手段对催化剂进行了表征；研究了以过氧化氢异丙苯为氧化剂的丙烯一步环氧化反应，考察了催化剂的制备条件和反应条件对丙烯环氧化反应的影响．结果表明，在制备过程中，酸性水解剂对MoO3／SiO2催化剂的分散度、比表面积和催化性能有较大的影响．用HCl溶液作为水解剂制备的催化剂，其性能明显优于用HNO3或HAc作水解剂制备的催化剂．在110℃和0．6MPa的条件下反应2h，过氧化氢异丙苯转化率为89％，环氧丙烷选择性为80％．     

铜锰双金属氧化物催化的液相甲苯氧化反应

 工业上甲苯氧化反应采用均相醋酸钴催化剂,以溴化物为促进剂在乙酸溶液中进行. 乙酸和溴化物的使用使催化剂的分离和回收非常困难,并非常容易腐蚀设备; 另外很容易形成大量有毒废液对环境造成污染. 本文以共沉淀法制备的铜锰氧化物为催化剂,在无溶剂的条件下进行了甲苯液相氧化反应,得到了较好的催化效果. 催化剂最佳Cu:Mn摩尔比为1:1, 此时催化剂的主要物相为Cu1.5Mn1.5O4.     

固相混合氧化物催化剂用于温和条件下醇液相氧化的研究

在氧化反应的研究过程中, 利用清洁的氧化剂, 借助于可循环使用的固相材料为催化剂, 使用对环境友好的溶剂体系, 是绿色氧化反应的一个研究方向. 本工作以混合氧化物Ru-Mn-Fe-Cu-O为催化剂, 分子氧为氧化剂, 甲苯为溶剂, 各类醇均可在温和的条件下迅速地转化成相应的羰基化合物. 发现在有表面活性剂存在情况下, 以水为溶剂该催化剂也可将各类醇实现有效氧化转化, 阳离子表面活性剂比其他类型表面活性剂更可促进催化剂-水-表面活性剂所组成的催化氧化性能.     

Mild Oxidation of Oxime Derivatives with KMnO4 in Ionic Liquid Media

In this research, potassium permanganate in the presence of a catalytic amount of [bmim]Br under solvent free conditions is used as an efficient and chemoselective method for oxidative cleavage of some oximes to corresponding carbonyl compounds. This experiment was carried out in mild conditions without any further oxidation of aldehydes to corresponding acids.     

CdS Nanoparticle Photocatalysis of the Chain Oxidation of Sulfite Ions by Molecular Oxygen

High photocatalytic activity was found for colloidal cadmium sulfide nanoparticles in the radical chain oxidation of sulfite ions by molecular oxygen in aqueous solution. The kinetics of this reaction was studied and a mechanism was proposed, which is in satisfactory accord with the experimental data.     

Kinetics of Heterogeneous Solvent‐free Liquid Phase Oxidation of Alcohol Using ZrO2 Catalyst with Molecular Oxygen

Clean liquid phase solvent‐free oxidation of alcohol to aldehyde/ketone using ZrO₂ catalyst with molecular oxygen has been studied. Monoclinic phase ZrO₂ has been synthesized and characterized by XRD, SEM, EDX and surface and pore size analyses. Oxidation of alcohol was carried out in a typical batch reactor at different speed of agitation (150–1200 r/min), temperature (373–413 K), catalyst loading (50–300 mg) and partial pressure of oxygen (12–101 kPa). These parameters influence alcohol conversion as well as selectivity. A handy touch of kinetics was given to the experimental data and apparent activation energy was calculated.     

常压下Pt-Bi双金属催化剂上甘油选择性氧化

制备了一系列活性碳(AC)负载的Pt-Bi双金属催化剂,考察了催化剂中Bi含量对其催化甘油选择性氧化反应性能的影响.结果表明,适量Bi的添加可以改善催化剂中Pt的氧化还原性能,从而有利于催化剂活性的提高和二羟基丙酮(DIHA)产物的生成.当Bi的含量为5%时,该催化剂的活性最高,甘油转化率和DIHA选择性分别达到91.5%和49.0%.表征结果显示,Pt-Bi颗粒的平均粒径为3.8nm,且高度分散在催化剂表面,这是该催化剂具有较高活性的主要原因.     

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。     

催化分子氧氧化合成3-甲基-4-硝基苯甲酸

催化分子氧氧化合成3-甲基-4-硝基苯甲酸;液相氧化;二甲基硝基苯;甲基硝基苯甲酸;合成     

纳米氧化铜用于温和条件下的异丙苯氧化研究

采用水热合成方法制备了具有片状结构的纳米CuO催化剂.该催化剂在温和的条件下对以分子氧为氧化剂的异丙苯氧化反应表现出高效的催化活性.在85℃、常压、催化剂用量为0.02g/mL异丙苯的条件下,反应9h,异丙苯的转化率、选择性和收率分别为55.1%、94.1%和51.8%.研究发现,该纳米CuO催化剂可以循环使用.同时对该纳米CuO催化剂催化其它含有α-H的芳烃化合物甲苯和乙苯的氧化反应进行了研究.实验结果表明,该催化剂的活性顺序为异丙苯>乙苯>>甲苯.     

Efficient Oxidation of Cyclohexane over Bulk Nickel Oxide under Mild Conditions

Nickel oxide powder was prepared by simple calcination of nickel nitrate hexahydrate at 500 °C for 5 h and used as a catalyst for the oxidation of cyclohexane to produce the cyclohexanone and cyclohexanol—KA oil. Molecular oxygen (O₂), hydrogen peroxide (H₂O₂), t-butyl hydrogen peroxide (TBHP) and meta-chloroperoxybenzoic acid (m-CPBA) were evaluated as oxidizing agents under different conditions. m-CPBA exhibited higher catalytic activity compared to other oxidants. Using 1.5 equivalent of m-CPBA as an oxygen donor agent for 24 h at 70 °C, in acetonitrile as a solvent, NiO powder showed exceptional catalytic activity for the oxidation of cyclohexane to produce KA oil. Compared to different catalytic systems reported in the literature, for the first time, about 85% of cyclohexane was converted to products, with 99% KA oil selectivity, including around 87% and 13% selectivity toward cyclohexanone and cyclohexanol, respectively. The reusability of NiO catalyst was also investigated. During four successive cycles, the conversion of cyclohexane and the selectivity toward cyclohexanone were decreased progressively to 63% and 60%, respectively, while the selectivity toward cyclohexanol was increased gradually to 40%.     

分子氧氧化醇的研究进展

鉴于分子氧具有经济、环保、易得的优势,本文从均相催化、多相催化以及新材料的角度阐述了近年来液态醇选择氧化到醛酮的进展。着重介绍了过渡金属作为活性组分构成的催化体系,较详细的对新催化材料的研究做了一下归类,并对其在醇的氧化反应中的应用做了介绍,认为传统催化领域的研究仍然具有魅力,同时新材料的开发与运用在未来的具有诱人的前景。     

分子氧催化氧化苯直接合成苯酚

苯酚是重要的有机合成中间体,当前主要通过异丙苯法合成苯酚的技术路线存在制备流程长、消耗丙烯、副产丙酮等不足。以分子氧为氧化剂由苯氧化直接合成苯酚则具有潜在重大的经济效益、社会效益和环境效益,已成为催化与有机合成等研究领域中极具挑战性的热点课题之一。本文较为系统地总结了分子氧氧化苯通过一步法合成苯酚的研究工作,着重综述了用于该反应的催化剂如Pd、Cu、V等金属或其化合物,也归纳了影响此反应的主要因素,并介绍相应的反应机理。最后,对分子氧催化氧化苯合成苯酚反应的研究提供了一些建议和展望。     

Oxidation of Styrene with Molecular Oxygen in Supercritical CO2

The oxidation of styrene with molecular oxygen catalyzed by PdCl2 CuCl2 has been investigated in supercritical CO2 with a batch reactor. The oxidative system of styrene contains four components at the beginning and seven components during the reaction. The critical temperature, critical pressure, and critical density at different conversions are determined by using a high-pressure view cell. The effect of phase behavior on the conversion and selectivity were studied. Experimental results showed that the critical parameters of the reaction mixture at fixed initial molar ratio changed with the conversion of reactant. The conversion of styrene reached maximum near the critical density of the reaction mixture. Product selectivity also varied with density of reaction mixture and could be tuned to some degree.     

用晶格氧为氧源的甲烷部分氧化制合成气

 采用热重分析技术在甲烷气氛下考察了储氧材料Fe2O3提供晶格氧的过程，用甲烷／氧切换反应和在线质谱检测方法研究了以Fe2O3晶格氧代替气相氧用于甲烷部分氧化制合成气的可能性．结果表明，Fe2O3在甲烷气氛下的还原过程包括Fe2O3→Fe3O4和Fe3O4→FeO→Fe，甲烷被氧化为CO2和H2O．在750℃下进行的CH4／O2切换反应结果表明，首先，约25％的CH4与Fe2O3中的晶格氧反应，生成CO2和H2O，然后，生成的CO2和H2O与剩余的约75％的CH4在Ni／Al2O3催化剂上进行蒸汽重整和C\r\nO2重整，从而按燃烧－重整机理实现甲烷部分氧化制合成气．选择合适的CH4／O2切换条件，可使甲烷高转化率、高选择性地生成合成气．     

Photothermal Oxidation of Cinnamyl Alcohol with Hydrogen Peroxide Catalyzed by Gold Nanoparticle/Antimony-Doped Tin Oxide Nanocrystals

Gold nanoparticles with different mean sizes were formed on antimony-doped tin oxide nanocrystals by the temperature-varied deposition-precipitation method (Au/ATO NCs). Au/ATO NCs possess strong absorption in the near-infrared region due to Drude excitation in addition to the localized surface plasmon resonance (LSPR) of AuNPs around 530 nm. Au/ATO NCs show thermally activated catalytic activity for the oxidation of cinnamyl alcohol to cinnamaldehyde by hydrogen peroxide. The catalytic activity increases with a decrease in the mean Au particle size (d_Au) at 5.3 nm≤d_Au≤8.2 nm. Light irradiation (λ_ex >660 nm, ∼0.5 sun) of Au/ATO NCs increases the rate of reaction by more than twice with ∼95 % selectivity. Kinetic analyses indicated that the striking enhancement of the reaction stems from the rise in the temperature near the catalyst surface of ∼30 K due to the photothermal effect of the ATO NCs.     

负载型二乙酰氧碘苯与功能离子液体协同氧化醇为醛酮

将聚苯乙烯树脂(PS)先碘化再乙酰基化,制得了负载型二乙酰氧碘苯(PS-DIB)作为氧化剂。2,2,6,6-四甲基-N-氧自由基哌啶醇(TeMPO)与1,4-二溴丁烷反应生成4-溴丁氧基-2,2,6,6-四甲基-哌啶-1-氧化物,再与N-甲基咪唑发生季铵化反应,生成的溴化季铵盐与四氟硼酸钠进行离子交换制得氟硼酸型2,2,6,6-四甲基-N-氧自由基哌啶负载离子液体(TeMPO-IL)。室温下,以离子液体1-甲基-3-丁基咪唑四氟硼酸盐([bmim]BF4)为溶剂,PS-DIB为氧化剂,TeMPO-IL为催化剂,选择性协同氧化各种醇为相应的醛或酮。在实验条件范围内未检测到羧酸副产物。氧化剂、催化剂和溶剂均可循环使用,在苯甲醇的氧化中,循环使用5次,反应的转化率和收率均保持基本不变。     

温和条件下甲醛在 Pt/TiO2 上催化氧化反应的原位漫反射红外光谱研究

 采用原位漫反射红外光谱研究了温和条件下 1%Pt/TiO2 催化剂上甲醛的吸附和氧化反应, 并对催化剂的失活进行了分析. 结果表明, Pt/TiO2 催化剂在室温条件下即可将甲醛氧化成 H2O 和 CO2, 100 oC 以下甲酸根的分解为决速步骤, 低温下催化剂失活是由于表面未能及时分解的甲酸根占据了催化剂的活性位, 升温至 100 oC 即可将甲酸根完全分解并恢复催化剂的活性.