以高铁酸钾为氧化剂固体超强酸催化氧化有机物的方法技术

本发明专利技术涉及一种以高铁酸钾为氧化剂固体超强酸催化氧化有机物的方法。该方法包括下列步骤，将固体催化剂放入平底烧杯中，加入被氧化的有机物，然后加入溶剂，搅拌下加入高铁酸钾，控制反应温度２０～７０℃，反应时间２～１２ｈ，即得产物。本发明专利技术提出的一种以高铁酸钾为氧化剂，固体超强酸催化氧化有机物的方法，由于添加了固体超强酸，大大提高了高铁酸钾的氧化有机物的反应速度，缩短了反应时间。本方法不使用任何液体酸催化剂，同时具有操作简单、经济、绿色环保等特点，可以广泛应用于有机化学品合成领域。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种，具体地说是有机体体系中，在固体超强酸催化剂作用下，用高铁酸钾氧化有机物的新方法。
技术介绍
本专利技术涉及一种，具体地说是有机体体系中，在固体超强酸催化剂作用下，用高铁酸钾氧化有机物的新方法。铁的一般价态为n和III价，而高价铁基复合物的价态为IV-VI价。主要特点是极高的氧化性，是一种比薩n03、 02和Cl2的氧化能力还强的强氧化剂，可以氧化大部分有机物。简单的VI的铁基化合物，电子转移数高达3个，并且可调节其阳离子、结构、pH值，来调控氧化活性。Fe不同于Cr和Mn，是无毒无害的，因为其副产物铁锈不会对人和环境有任何不良影响。因此，高铁酸盐可做氧化剂、清洁剂、水处理剂、电池电极，显现出其独特的优势和潜力。1971年Adutte等首次开展了高铁酸钾用于有机物氧化合成的研究，直至目前关于高铁酸钾用于有机物氧化合成方法，主要包括碱性水溶液中合成和有机溶剂中合成两种。碱性水溶液作为溶剂迸行的氧化反应其不足之处在于，反应速度极快，选择性不易调控，不适于氧化对碱性敏感的化合物，特别是对难溶于水的有机物，氧化反应更加难以进行。以有机物作为溶剂时，由于高铁酸钾不溶于有机物，其活性得不到充分发挥，反应时间长、产率很低。1996年，Lkmd提出了一种在有机溶剂中，以蒙脱石为固体催化剂，高铁酸钾作氧化剂的氧化合成方法，首次在室温下实现了有机物的选择性氧化，虽然该方法可以提高氧化合成的最终产率，但该方法同时具有反应时间长，高铁酸钾和有机物溶剂用量高等缺点。2007年我们提出了一种提高高铁酸钾氧化活性的新方法(宋华等人，中国专利ZL200510053372.1)，该方法是通过向有机溶剂中加入少量的酸的水溶液，来提高高铁酸钾的氧化活性，进而达到了大大縮短反应时间的目的，但该方法的缺点是加入了液体酸。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种在不用加入任何液体酸催化剂的条件下，在有机相中，用高铁酸钾氧化有机物的新方法，该方法不使用任何液体酸催化剂，是一种绿色环保的氧化技术。本专利技术所采用的技术方案内容是包括下列步骤，将固体催化剂放入平底烧杯中，加入被氧化的有机物，然后加入溶剂，搅拌下加入高铁酸钾，控制反应温度20 70。C，反应时间2 12h，即得产物。上述的固体催化剂加入量与苯甲醇的质量体积比(g/ml)为l:1 5: 1，溶剂与苯甲醇的体积比为25: 1~150: 1，高铁酸钾与苯甲醇的质量体积比(g/ml)为2.5: 1~7.5: 1;固体催化剂加入量与苯甲醇的质量体积比(g/ml)为2. 5: 1，溶剂与苯甲醇的体积比为100:1，高铁酸钾与苯甲醇的质量体积比(g/ml)为4: 1;溶剂为环己烷；控制反应温度30~40°C ，反应时间2h。本专利技术的有益效果是本专利技术提出的一种以高铁酸钾为氧化剂，固体超强酸催化氧化有机物的方法，由于添加了固体超强酸，其巨大的比表面积为高铁酸钾氧化反应物提供了较大的接触面积，在搅拌下高铁酸钾能够与有机相中的反应物充分接触,克服了在纯有机相中反应时，高铁酸钾不溶于有机溶剂，反应速度很低的不足，提高了氧化反应的速度；在高铁酸钾氧化有机物时，加入酸性比浓H2S04更强，且对设备无腐蚀的固体超强酸，因在酸性氛围中高铁酸钾具有相当强的氧化活性，从而提高了氧化剂的氧化活性。本专利技术提出的一种以高铁酸钾为氧化剂，固体超强酸催化氧化有机物的方法，由于添加了固体超强酸，大大提高了高铁酸钾的氧化有机物的反应速度，縮短了反应时间。本方法不使用任何液体酸催化剂，同时具有操作简单、经济、绿色环保等特点，可以广泛应用于有机化学品合成领域。附图说明图1溶剂用量的对反应的影响变化曲线；图2温度的对反应的影响变化曲线；图3氧化剂用量的对反应的影响变化曲线；图4溶剂用量的对反应的影响变化曲线；图5反应时间的对反应的影响变化曲线。具体实施例方式下面结合实施例对本专利技术作进一步说明实施例l:在50mL容量瓶中加入固体催化剂S0/— / A1203-Zr020. 5g，苯甲醇0.2mL，高铁酸钾0.8g，反应温度30。C，反应时间2h，改变环己垸溶剂用量，考察溶剂用量的影响。过滤反应液，将滤液进行色谱分析，结果如表l和图l所示。<table>table see original document page 5</column></row><table>结论由表l数据可以看出，随着溶剂用量的增加苯甲醇转化率和苯甲醛产率先增加后减小，溶剂用量为20mL时，苯甲醇转化率和苯甲醛产率最高。实施例2:在50mL容量瓶中加入固体催化剂S042—/ A1203-Zr020.5g，苯甲醇0.2mL，溶剂环己烷20mL，高铁酸钾0.8g，反应时间2h，改变反应温度，考察温度的影响。过滤反应液，将滤液进行色谱分析，结果如表2和图2所示。<table>table see original document page 5</column></row><table>结论由表2数据可以看出，在给定的温度范围内，随着反应温度的增加苯甲醇转化率和苯甲醛产率变化不大，苯甲醛产率的变化规律是先增加后减小，温度为4(TC时，苯甲醛产率最高。实施例3 :在50mL容量瓶中加入固体催化剂S042— /A1203-Zr020 . 5g，苯甲醇0.2mL，溶剂环己垸20mL，反应温度40°C，反应时间2h，改变高铁酸钾用量，考察氧化剂用量的影响。过滤反应液，将滤液进行色谱分析，结果如表3和图3所示。表3<table>table see original document page 6</column></row><table>结论由表3数据可以看出，随着高铁酸钾用量的增加苯甲醇转化率先提高得较快，当高铁酸钾用量为0.7以后，随着高铁酸钾用量的增加苯甲醇转化率提高缓慢。随着高铁酸钾用量的增加苯甲醛产率先增加后减小，溶剂用量为0.8g时，苯甲醛产率最高。实施例4:在50mL容量瓶中加入苯甲醇0. 2mL，溶剂环己垸20mL，高铁酸钾0.8g，反应温度4(TC，反应时间2h，改变固体催化剂SO,/A1203-Zr02用量，考察催化剂用量的影响。过滤反应液，将滤液进行色谱分析，结果如表4和图4所示。表4<table>table see original document page 6</column></row><table>结论由表4数据可以看出，随着催化剂用量的增加苯甲醇转化率和苯甲醇选择性先提高得较快，当催化剂用量为0.5以后，随着催化剂用量的增加苯甲醇转化率和苯甲醛产率提高不明显。实施例5 :在50mL容量瓶中加入固体催化剂SO, /Al203_Zr020. 5g，苯甲醇0.2mL，溶剂环己垸20mL，高铁酸钾0. 8g，反应温度40°C，改变反应时间，考察催化剂用量的影响。过滤反应液，将滤液进行色谱分析，结果如表5和图5所示。表5反应时间 /h转化率 /%苯甲醛产率/o/o选择性/%245.845.799.8450.348.696.665本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种以高铁酸钾为氧化剂固体超强酸催化氧化有机物的方法，其特征在于：包括下列步骤，将固体催化剂放入平底烧杯中，加入被氧化的有机物，然后加入溶剂，搅拌下加入高铁酸钾，控制反应温度２０～７０℃，反应时间２～１２ｈ，即得产物。

【技术特征摘要】
1、一种以高铁酸钾为氧化剂固体超强酸催化氧化有机物的方法，其特征在于包括下列步骤，将固体催化剂放入平底烧杯中，加入被氧化的有机物，然后加入溶剂，搅拌下加入高铁酸钾，控制反应温度20～70℃，反应时间2～12h，即得产物。2、 根据权利要求1所述的以高铁酸钾为氧化剂固体超强酸催化氧化有机物的方法，其特征在于固体催化剂加入量与苯甲醇的质量体积比(g/ml)为1: 1~5: 1，溶剂与苯甲醇的体积比为25: 1-150:1，高铁酸钾与苯甲醇的质量体积比(g/ml)为2.5: 1 ...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋华，王宝辉，柳艳修，张娇静，李锋，汪怀远，
申请(专利权)人：大庆石油学院，
类型：发明
国别省市：23[中国|黑龙江]