一种硫醚催化氧化制备砜的方法技术

本发明专利技术公开了一种硫醚催化氧化制备砜的方法。这种方法是将硫醚、H

【技术实现步骤摘要】
一种硫醚催化氧化制备砜的方法
本专利技术涉及化学合成工艺
，特别涉及一种硫醚催化氧化制备砜的方法。
技术介绍
硫醚的选择性催化氧化是有机合成中的关键的反应之一，无论在化学还是生物学角度都具有重要的意义。砜是具有广泛用途的有机合成前驱体，常用于精细化学品和生物活性物质的生产，包括制药(如奥美拉唑等)、农用化学品的中间体、手性配体等。砜的制备通常需要使用大量的强氧化剂。间氯苯甲酸、次氯酸钠、高氯酸钠和高锰酸钾等都被用于硫醚的氧化制备砜。然而，使用这些强氧化剂，存在活性低、选择性低、热稳定性差、反应时间长和实验过程复杂等缺点。H2O2经济环保且易得，被认为是一种原子效率高、对环境友好的理想氧化剂。因此，以H2O2为氧化剂来研究硫醚的选择性催化氧化受到广泛关注。然而，目前的研究仍存在需要使用溶剂、反应条件苛刻、反应时间较长和催化剂制备过程复杂等缺点。金属氧化物的形貌对其催化性能有重要影响。现有文献中报道了Nb2O5催化剂可用于硫醚的催化氧化反应中，然而Nb2O5的形貌对其在硫醚催化氧化反应中的影响是未知的。因此，目前有必要开发反应条件温和、绿色环保和成本低的方法来催化氧化硫醚制备砜。
技术实现思路
本专利技术旨在至少解决上述现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术的目的在于提供一种硫醚催化氧化制备砜的方法，该方法具有反应条件温和、绿色环保和成本低的特点。本专利技术人经过大量的试验研究，惊喜发现：通过采用层状Nb2O5为催化剂，可以实现硫醚的高效催化氧化制备砜。<br>为了实现上述目的，本专利技术所采取的技术方案是：本专利技术的第一方面提供了一种硫醚催化氧化制备砜的方法。一种硫醚催化氧化制备砜的方法，是将硫醚、H2O2和层状Nb2O5进行反应，得到砜。优选的，所述硫醚催化氧化制备砜的方法中，所述H2O2与硫醚的摩尔比为(2～2.8)：1。根据本专利技术的一些实施例，H2O2与硫醚的摩尔比可选自2:1、2.1:1、2.2:1、2.3:1、2.4:1、2.5:1或2.8:1。优选的，所述硫醚催化氧化制备砜的方法中，所述层状Nb2O5的质量为硫醚质量的0.1％～10％。根据本专利技术的一些实施例，层状Nb2O5的质量为硫醚质量的0.1％、0.5％、1％、2％、4％、6％、8％或10％。优选的，所述硫醚催化氧化制备砜的方法中，所述硫醚包括二乙基硫醚、二丙基硫醚、二丁基硫醚、甲基苯基硫醚、乙基苯基硫醚、二苯基硫醚、二苄基硫醚中的至少一种。根据本专利技术的一些实施例，硫醚选自二乙基硫醚、二丙基硫醚、二丁基硫醚、乙基苯基硫醚或二苯基硫醚。通过采用二乙基硫醚催化氧化，可以制得二乙基砜；通过采用二丙基硫醚催化氧化，可以制得二丙基砜；通过采用二丁基硫醚催化氧化，可以制得二丁基砜；通过采用乙基苯基硫醚催化氧化，可以制得乙基苯基砜；通过采用二苯基硫醚催化氧化，可以制得二苯基砜。优选的，所述硫醚催化氧化制备砜的方法中，所述H2O2是以H2O2水溶液形式参与反应。优选的，所述硫醚催化氧化制备砜的方法中，所述H2O2水溶液中H2O2的质量百分比为30％～70％。根据本专利技术的一些实施例，H2O2水溶液中H2O2的质量百分比为30％、40％、50％、60％或70％。优选的，所述硫醚催化氧化制备砜的方法包括如下步骤：将硫醚和层状Nb2O5混合，再加入H2O2水溶液，进行反应，得到砜。优选的，所述硫醚催化氧化制备砜的方法中，所述反应的温度为20℃～30℃，反应的时间为60分钟～150分钟；进一步优选的，反应的温度为20℃～30℃，反应的时间为80分钟～150分钟。根据本专利技术的一些实施例，硫醚催化氧化反应是在20℃下反应100分钟，或者在25℃下反应80分钟，或者在25℃下反应120分钟，或者在30℃下反应130分钟，或者在30℃下反应150分钟。本专利技术所述硫醚催化氧化制备砜的方法是在无有机溶剂的条件下进行，反应无需加入额外的反应溶剂。优选的，所述硫醚催化氧化制备砜的方法中，所述层状Nb2O5的制备方法包括如下步骤：将铌盐和模板剂进行水热反应，所得的固体产物进行焙烧，得到层状Nb2O5。优选的，所述层状Nb2O5的制备方法中，水热反应的条件如下：反应温度为170℃～190℃，反应时间为48小时～96小时；进一步优选的，水热反应的温度为175℃～185℃，水热反应的时间为68小时～76小时。根据本专利技术的一些实施例，水热反应是在180℃下反应72小时。优选的，所述层状Nb2O5的制备方法中，通过离心分离的方法得到水热反应的固体产物。优选的，所述层状Nb2O5的制备方法中，焙烧的条件如下：温度为300℃～500℃，时间为3小时～5小时；进一步优选的，焙烧的温度为350℃～450℃，时间为3.5小时～4.5小时。根据本专利技术的一些实施例，是在400℃下焙烧4小时。优选的，所述层状Nb2O5的制备方法中，铌盐为草酸铌。优选的，所述层状Nb2O5的制备方法中，模板剂为草酸铵。根据本专利技术的一些实施例，所述层状Nb2O5的制备方法中，水热反应具体是将草酸铌、草酸铵和水混合，进行水热反应。本专利技术的第二方面提供了上述硫醚催化氧化制备砜的方法制备得到的砜。本专利技术的有益效果是：本专利技术硫醚催化氧化制备砜的产物收率高，反应条件温和，反应过程绿色环保，无需额外加入反应溶剂，生产成本低，应用前景广阔。具体来说，与现有技术相比，本专利技术具有以下的优点：(1)本专利技术以层状Nb2O5为催化剂，实现了硫醚的高效催化氧化制备砜。相比于普通Nb2O5，层状Nb2O5暴露了更多的活性位，具有更强的酸性，因而具有更好的催化性能。(2)本专利技术硫醚催化氧化制备砜的反应以H2O2为氧化剂，H2O2加入量少，无需额外加入反应溶剂，产物收率高，反应条件温和，反应过程绿色环保，生产成本低。附图说明图1为层状Nb2O5的透射电镜图。具体实施方式以下通过具体的实施例对本专利技术的内容作进一步详细的说明。实施例中所用的原料、试剂或装置如无特殊说明，均可从常规商业途径得到，或者可以通过现有技术方法得到。除非特别说明，试验或测试方法均为本领域的常规方法。以下实施例中，层状Nb2O5的制备方法如下：向100mL水热反应釜中分别加入19.2g0.5mol/L草酸铌水溶液、0.71g草酸铵和50mL水，密封好。然后将反应釜置于烘箱中，在180℃下烘72h。冷却后，将釜内溶液离心，取固体。最后将固体放置于马弗炉中，在400℃下焙烧4h，得到层状Nb2O5。将制备得到的Nb2O5进行TEM表征，表征结果见图1的透射电镜图。从图1中可以看出，所制备的Nb2O5具有层状相貌。实施例1本例为二乙基硫醚的催化氧化反应制备二乙基砜，具体步骤如下：将一定量的二乙基硫醚加入到圆底烧瓶中，然后加入层状Nb2O5(添加量为二乙基硫醚质量的10％)，再加入50wt％H2O2水溶液(H2O2添加量为二乙本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种硫醚催化氧化制备砜的方法，其特征在于：将硫醚、H

【技术特征摘要】
1.一种硫醚催化氧化制备砜的方法，其特征在于：将硫醚、H2O2和层状Nb2O5进行反应，得到砜。


2.根据权利要求1所述的一种硫醚催化氧化制备砜的方法，其特征在于：所述H2O2与所述硫醚的摩尔比为(2～2.8)：1。


3.根据权利要求1所述的一种硫醚催化氧化制备砜的方法，其特征在于：所述层状Nb2O5的质量为硫醚质量的0.1％～10％。


4.根据权利要求1至3任一项所述的一种硫醚催化氧化制备砜的方法，其特征在于：所述硫醚包括二乙基硫醚、二丙基硫醚、二丁基硫醚、甲基苯基硫醚、乙基苯基硫醚、二苯基硫醚、二苄基硫醚中的至少一种。


5.根据权利要求1或2所述的一种硫醚催化氧化制备砜的方法，其特征在于：所述H2O2是以H2O2水溶液形式参与反应。

【专利技术属性】
技术研发人员：张俊杰，庞浩，麦裕良，文武，廖兵，
申请(专利权)人：广东省科学院化工研究所，
类型：发明
国别省市：广东;44