一种利用纳米氧化铝催化烯烃环氧化合成环氧化合物的方法技术

本发明专利技术属于有机合成与催化领域，公开了一种利用纳米氧化铝催化烯烃环氧化合成环氧化合物的方法。该方法包括如下步骤：在反应器中加入溶剂、烯烃、纳米氧化铝和脂肪醛，得混合液，混合液中烯烃为原料，纳米氧化铝为催化剂，脂肪醛为还原剂，将反应容器抽真空后通入氧气，加热、搅拌反应，反应结束后得反应液，将反应液分离纯化，得到所述环氧化合物。本发明专利技术方法使用的催化剂廉价易得、反应条件温和、对底物适用性广，且操作安全简单，具有潜在的工业应用前景。

A method of epoxidation of olefins to epoxies using nano alumina as catalyst

【技术实现步骤摘要】
一种利用纳米氧化铝催化烯烃环氧化合成环氧化合物的方法
本专利技术属于有机合成与催化领域，具体涉及一种利用纳米氧化铝催化烯烃环氧化合成环氧化合物的方法。
技术介绍
烯烃的环氧化反应是一种非常重要的氧化反应，因为反应得到的环氧化合物在环氧树脂、涂料以及表面活性剂等化学品的生产中有着广泛的应用。另外，环氧化合物也是一类重要的有机合成中间体，如通过环氧化合物的亲核开环反应可以得到一系列功能分子，可进一步合成医药分子、农药和香料等化学品。因此，发展高效的催化剂，实现烯烃选择性环氧化反应具有非常重要的意义(Q.H.Xia,H.Q.Ge,C.P.Ye,Z.M.Liu,K.X.Su,Chem.Rev.2005,105,1603–1662；O.A.Wong,Y.Shi,Chem.Rev.2008,108,3958–3987；K.P.Bryliakov,Chem.Rev.2017,117,11406-11459；W.Yan,G.Zhang,H.Yan,Y.Liu,X.Chen,X.Feng,X.Jin,C.Yang,ACSSustainableChem.Eng.2018,6,4423-4452；Y.Zhu,Q.Wang,R.G.Cornwall,Y.Shi,Chem.Rev.2014,114,8199-8256)。目前报道用于烯烃的环氧化反应的氧化剂包括过氧酸(A.J.Jensen,K.Luthman,TetrahedronLett.1998,39,3213-3214)、亚碘酰苯(S.Mukerjee,A.Stassinopoulos,J.P.Caradonna,J.Am.Chem.Soc.1997,119,8097-8098；Y.Murakami,K.Konishi,J.Am.Chem.Soc.2007,129,14401-14407)、双氧水(B.S.Lane,K.Burgess,Chem.Rev.2003,103,2457-2473；O.Cussó,X.Ribas,J.Lloret-Fillol,M.Costas,Angew.Chem.Int.Ed.2015,54,2729–2733；Y.Nakagawa,K.Kamata,M.Kotani,K.Yamaguchi,N.Mizuno,Angew.Chem.Int.Ed.2005,44,5136–5141；N.Mizuno,S.Uchida,K.Kamata,R.Ishimoto,S.Nojima,K.Yonehara,Y.Sumida,Angew.Chem.Int.Ed.2010,49,9972–9976)、叔丁基过氧化氢(D.Banerjee,R.V.Jagadeesh,K.Junge,M.-M.Pohl,J.Radnik,A.Brückner,M.Beller,Angew.Chem.Int.Ed.2014,53,4359–4363；M.Shokouhimehr,Y.Piao,J.Kim,Y.Jang,T.Hyeon,Angew.Chem.Int.Ed.2007,46,7039–7043)和氧气(T.Mukaiyama,T.Yamada,Bull.Chem.Soc.Jpn.1995,68,13-35)。由于氧气廉价易得、容易处理和无毒的性质，以氧气为氧化剂越来越得到化学家和工业界人士的关注。过去几十年，很多过渡金属催化剂包括锰(L.Hadian-Dehkordi,H.Hosseini-Monfared,P.Aleshkevych,Inorg.Chim.Acta2017,462,142-151；S.Mohebbi,F.Nikpour,S.Raiati,J.Mol.Catal.A2006,256,265–268)、钴(N.V.Maksimchuk,M.S.Melgunov,Y.A.Chesalov,J.A.B.O.A.Kholdeeva,J.Catal.2007,246,241–248)、铜(Y.Qi,Y.Luan,J.Yu,X.Peng,G.Wang,Chem.Eur.J.2015,21,1589–1597；G.Yang,H.Du,J.Liu,Z.Zhou,X.Hu,Z.Zhang,GreenChem.,2017,19,675-681)、钯(X.He,L.Chen,X.Zhou,H.Ji,Catal.Commun.2016,83,78–81)、钌(P.Mekrattanachai,J.Liu,Z.Li,C.Cao,W.Song,Chem.Commun.2018,54,1433–1436)等等被报道用于烯烃的氧气环氧化反应。而为了便于催化剂与产物的分离以及催化剂的回收再利用，发展高效的非均相催化剂尤其重要。例如，Wang等人发现利用铜金属有机框架材料作为非均相催化剂，可以在温和条件下实现烯烃的环氧化反应，催化剂循环使用15次活性仍然保持(Y.Qi,Y.Luan,J.Yu,X.Peng,G.Wang,Chem.Eur.J.2015,21,1589–1597)。Hosseini-Monfared等人则报道了利用手性酒石酸稳定的磁性纳米四氧化三铁在室温条件下催化烯烃的不对称环氧化反应合成手性环氧化合物，催化剂回收使用5次活性保持不变(L.Hadian-Dehkordi,H.Hosseini-Monfared,GreenChem.2016,18,497–507)。Pereira等人利用纳米四氧化三铁负载的锰卟啉配合物催化烯烃的环氧化反应(L.D.Dias,R.M.B.Carrilho,C.A.Henriques,M.J.F.Calvete,A.M.Masdeu-Bultj,C.Claver,L.M.Rossi,M.M.Pereira,ChemCatChem2018,10,2792–2803)。虽然目前对烯烃环氧化反应催化剂的开发已取得很大进展，但是很多催化剂还存在催化活性低、价格昂贵、不容易合成、环境不友好等问题。因此，发展廉价易得、环境友好、可回收且高活性高选择性的催化剂体系仍然具有重要意义。
技术实现思路
为了克服现有技术存在的上述不足，本专利技术的目的是提供一种利用纳米氧化铝催化烯烃环氧化合成环氧化合物的方法。本专利技术提供了一种利用纳米氧化铝催化烯烃环氧化合成环氧化合物的方法。该方法是以烯烃为原料，在纳米氧化铝为催化剂，脂肪醛为还原剂，氧气为氧化剂的条件下一步发生环氧化反应得到所述环氧化合物。本专利技术的目的至少通过如下技术方案之一实现。本专利技术提供的方法，在反应器中加入溶剂、烯烃、纳米氧化铝和脂肪醛，得混合液，混合液中烯烃为原料，纳米氧化铝为催化剂，脂肪醛为还原剂，将反应容器抽真空后通入氧气，加热、搅拌反应，反应结束后得反应液，将反应液分离纯化，得到所述环氧化合物。本专利技术提供的一种利用纳米氧化铝催化烯烃环氧化合成环氧化合物的方法，其化学反应反应方程式为：式中，为1-苯基-1-环己烯、1-辛烯、正葵烯、四环十二碳烯、环十二烯、苯乙烯、顺-1-苯基丙烯、反-1-苯基丙烯、1-烯丙基-2-甲苯、4-苯基-1-丁烯、3-溴苯乙烯、3-氯苯乙烯、4-溴苯乙烯本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用纳米氧化铝催化烯烃环氧化合成环氧化合物的方法，其特征在于，化学反应反应方程式为/n

【技术特征摘要】
1.一种利用纳米氧化铝催化烯烃环氧化合成环氧化合物的方法，其特征在于，化学反应反应方程式为



式中，为1-苯基-1-环己烯、1-辛烯、正葵烯、四环十二碳烯、环十二烯、苯乙烯、顺-1-苯基丙烯、反-1-苯基丙烯、1-烯丙基-2-甲苯、4-苯基-1-丁烯、3-溴苯乙烯、3-氯苯乙烯、4-溴苯乙烯、4-氯苯乙烯、反-1,2-二苯乙烯、1-乙酰基-1-环己烯、反-4-苯基-3-丁烯-2-酮、苯乙酸烯丙酯、反-查耳酮、2-苯亚甲基环己酮、反-3-己烯酸乙酯、肉桂酸甲酯、肉桂酸肉桂酯、乙酸肉桂酯、丙酸肉桂酯、丁酸肉桂酯、异丁酸肉桂酯、1,4-环氧-1,4-二氢萘中的一种；
式中，为1-苯基-7-氧杂-双环[4.1.0]庚烷、1,2-环氧辛烷、1,2-环氧葵烷、2R,2aR,3S,6R,6aS,7S)-十氢-2:,7:3,6-二甲桥八氢萘,四环[2,3-b]环氧乙烯、1,3-氧杂双环[10.1.0]十三烷、苯基环氧乙烷、顺-2-甲基-3-苯基环氧乙烷、反-2-甲基-3-苯基环氧乙烷、2-甲基-1,2-环氧苯丙烷、1,2-环氧-4-苯基-丁烷、3-溴苯基环氧乙烷、3-氯苯基环氧乙烷、4-溴苯基环氧乙烷、4-氯苯基环氧乙烷、反-1,2-二苯基环氧乙烷、1-(7-氧杂双环[4.1.0]庚-1-基)乙酮、1-(3-苯基环氧乙烷基)-乙酮、苯乙酸(环氧乙烷基甲基)酯、(3-苯基环氧乙烷基)苯基甲酮、2-苯基-1-氧杂螺[2.5]辛烷-4-酮、2-(3-乙基环氧乙烷基)乙酸乙酯、2-苯基环氧乙烷-1-羧酸甲酯、乙酸(3-苯基环氧乙烷基甲基)酯、丙酸(3-苯基环氧乙烷基甲基)酯、丁酸(3-苯基环氧乙烷基甲基)酯、异丁酸(3-苯基环氧乙烷基甲基)酯、肉桂酸(3-苯基环氧乙烷基甲基)酯、1a,2,7,7a-四氢-2,7-环氧萘并[2,3-b]环氧乙烷中的一种。


2.根据权利要求1所述的利用纳米氧化铝催化烯烃环氧化合成环氧化合物的方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将有机溶剂、烯烃、纳米氧化铝和脂肪醛加入反应容器中，混合均匀，得到混合液，将反应容器抽真空后通入氧气，加热进行搅拌反应，冷却至室温得到反应液；
(2)将步骤(1)所述反应液分离纯化，得到所述环氧化合物。


3.根据权利要求2所述的利用纳米氧化铝催化烯烃环氧化合成环氧化合物的方法，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡建强，周璇，戚朝荣，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东;44