一种催化合成甲叉丙二腈环氧化物的方法技术

一种催化合成甲叉丙二腈环氧化物的方法，以不同的取代甲叉丙二腈和双氧水为原料，在催化剂的作用下合成的甲叉丙二腈环氧化物，其中所述的催化剂为为碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钾或碳酸氢钾；其中所述的溶剂为丙酮，溶剂的用量为１ｍＬ／ｍｍｏｌ甲叉丙二腈；其中所述的反应条件为：在０－６０℃搅拌条件下，反应时间１－３小时，原料摩尔配比取代甲叉丙二腈∶３０％双氧水１∶１－３，催化剂用量为取代甲叉丙二腈摩尔数的１－２５％，其中所述的取代甲叉丙二腈原料为下式所示的化合物，其中式（Ｉ）中Ｒ＝４－ＮＯ２、Ｒ＝３－ＮＯ２、Ｒ＝２，４－Ｃｌ２、Ｒ＝４－Ｃｌ、Ｒ＝Ｈ、Ｒ＝ＣＨ３或者Ｒ＝ＯＣＨ３。本发明专利技术与文献中的制备方法相比，具有反应原料低毒，反应条件温和，反应时间短，催化剂便宜易得，分离提纯方便等优点，具有很高的应用价值。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及有机化工领域，特别涉及。
技术介绍
环氧化合物是一类用途极广的有机合成中间体，形成环氧化物的最重要的途径就 是烯烃的环氧化反应，环氧化反应无论是在有机合成中还是在化学工业中都占有重要的地 位，对环氧化反应的研究一直是有机化学的一个重要课题。 绿色化学的兴起使得以双氧水为氧源的环氧化反应引人注目，从而成为近年来一 个新的研究热点。双氧水特别是低浓度的双氧水是环保型的清洁氧化剂，在催化剂的激活 下可以实现烯烃的环氧化反应。双氧水作为环氧化试剂的突出好处是，价廉易得，活性氧含 量高，反应后的副产物仅仅是水，环保性好。我们利用廉价无毒的碳酸钠作碱、低浓度的双 氧水作氧源在常温下来实现甲叉丙二腈的环氧化反应。该方法是一种高效的、后处理方便、 环境友好的化学过程，在合成这一类化合物上具有重要的实际应用价值。用双氧水来制备 烯烃环氧化物的合成方法已经接近成熟，然而人们对甲叉丙二腈环氧化物的合成方法研究 不多。 甲叉丙二腈环氧化物是一类合成各种杂环化合物的中间体。对甲叉丙二 腈的环氧化反应的合成报道主要有如下几例。公开了苄叉丙二腈以次氯酸钠为氧化剂，乙腈为溶剂，以三氧化二铝为载 体的方法，后处理也比较麻烦。但是我们严格按照该反应条件重复了该实验，副产物很多。 报道了几例苄叉丙二腈环氧化物的合成方法，其反应条件为以双氧 水为氧化剂，有毒甲醇为溶剂，以磷酸钠/硝酸钠为催化剂，室温条件下反应了 24小时才得 到比较高的产率，该反应时间较长。报道了一些多取代苄叉丙二腈的合成方法，其反应条件为苄叉丙二腈在以次氯酸钠为氧化剂，通过加入硫酸调节ra值大小和控制次氯酸钠用量的方法可以得到苄叉丙二腈的环氧化物，其不足之处是，芳环上取代基时，所需的反应酸碱 性不同，需加入硫酸调节PH值，操作麻烦。报道芳香醛 和丙二腈在钛交换蒙脱土 /水滑石催化条件下，以双氧水为氧化剂合成了甲叉丙二腈环氧 化物，其不足之处是该催化剂制备很麻烦，且使用了过渡金属不环保。和以上这些文献中的 报道方法相比较，本专利技术专利反应条件较为温和，反应的酸碱度无须控制，所用的氧化剂环 保，所用的催化剂便宜易得、环保，对反应的底物无特殊要求，适用范围广。
技术实现思路
本专利技术为克服现有技术中操作复杂，催化剂复杂的不足提供一种简便、高效催化3合成不同取代甲叉丙二腈环氧化物的方法。 本专利技术的技术方案如下以不同取代的甲叉丙二腈和双氧水为原料，在催化剂的 作用下合成的甲叉丙二腈环氧化物。其中所述的取代甲叉丙二腈原料为下式(I) 、 (II) 、 (III) 、 (IV)所示的化合物，者尺= <formula>formula see original document page 4</formula 反应式1 NC反应式2H202, dioxsne CatH2O2, dioxsne Cat. 反应式3 其中所述催化剂为为碳酸盐，如碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钾或碳酸氢钾。 其中所述溶剂为丙酮，溶剂的用量为lmL/mmo1甲叉丙二腈。 其中所述双氧水是浓度为为30%双氧水。 所述反应条件为在0-6(TC搅拌条件下，反应时间1-3小时，原料摩尔配比为取代 甲叉丙二腈30%双氧水1 : l-3，催化剂用量为取代甲叉丙二腈摩尔数的1-25%。 本专利技术采用不同的取代甲叉丙二腈与双氧水反应成功制备不同的取代甲叉丙二 腈环氧化物，与文献中的制备方法相比，具有反应原料低毒，反应条件温和，反应时间短，催 化剂便宜易得，分离提纯方便等许多优点，具有很高的应用价值。优于文献中报道的合成方法，产物分离简单，以双氧水为氧化剂真正实现了合成路线的绿色化。具体实施方式 实施例1 将4-硝基苄叉丙二腈la(lmmol)溶解在ImL丙酮中，(TC条件下滴加113mg 30% 双氧水(lmmol)和lmL丙酮的混合溶液，反应时间为30分钟，4-硝基甲叉丙二腈la转化率 为0，4-硝基苄叉丙二腈环氧化物2a产率为0。 实施例2 将4-硝基苄叉丙二腈la(lmmol)溶解在lmL丙酮中，向其中加入10ii L浓度为1M 碳酸钠溶液(O.Olmmol)，(TC条件下滴加113mg 30%双氧水(lmmol)和lmL丙酮的混合溶 液，反应时间为30分钟，4-硝基苄叉丙二腈la转化率为100%，4-硝基苄叉丙二腈环氧化 物2a产率为83%。 实施例3 将3-硝基苄叉丙二腈lb(lmmo1)溶解在ImL丙酮中，向其中加入10 y L浓度为1M 碳酸钠溶液(O.Olmmol)，(TC条件下滴加113mg 30%双氧水(lmmol)和lmL丙酮的混合溶 液，反应时间为30分钟，3-硝基苄叉丙二腈lb转化率为100% ， 3-硝基苄叉丙二腈环氧化 物2b产率为85%。 实施例4 将2， 4- 二氯苄叉丙二腈lc (lmmol)溶解在lmL丙酮中，向其中加入10 y L浓度为 1M碳酸钠溶液(O.Olmmol)，(TC条件下滴加113mg 30%双氧水(lmmol)和lmL丙酮的混合 溶液，反应时间为30分钟，2， 4- 二氯苄叉丙二腈lc转化率为100% ， 2， 4- 二氯苄叉丙二腈 环氧化物2c，产率为82%。 实施例5将4-氯苄叉丙二腈ld(lmmol)溶解在lmL丙酮中，向其中加入lOy L浓度为1M碳 酸钠溶液(0. Olmmol) ，(TC条件下滴加113mg 30%双氧水(lmmol)和lmL丙酮的混合溶液， 反应时间为30分钟，4-氯苄叉丙二腈ld转化率为100% ， 4-氯苄叉丙二腈环氧化物2d，产 率为83%。 实施例6 将苄叉丙二腈le(lmmol)溶解在lmL丙酮中，向其中加入10y L浓度为1M碳酸钠 溶液(0. Olmmol)，(TC条件下滴加113mg 30%双氧水(lmmol)和lmL丙酮的混合溶液，反应 时间为30分钟，苄叉丙二腈le转化率为100%，苄叉丙二腈环氧化物2e，产率为86%。 实施例7 将4_甲基苄叉丙二腈lf (lmmol)溶解在lmL丙酮中，向其中加入10ii L浓度为1M 碳酸钠溶液(O.Olmmol)，(TC条件下滴加113mg 30%双氧水(lmmol)和lmL丙酮的混合溶 液，反应时间为30分钟，4-甲氧基苄叉丙二腈lf转化率为100%，4-甲基苄叉丙二腈环氧 化物2f，产率为83%。 实施例8 将4_甲氧基苄叉丙二腈lg(lmmol)溶解在lmL丙酮中，向其中加入10y L浓度为 1M碳酸钠溶液(O.Olmmol)，(TC条件下滴加113mg 30%双氧水(lmmol)和lmL丙酮的混合溶液，反应时间为30分钟，4-甲氧基苄叉丙二腈la转化率为100%，4-甲氧基苄叉丙二腈 环氧化物2g，产率为85%。 实施例9 将4-硝基苄叉丙二腈la(lmmol)溶解在lmL丙酮中，向其中加入10ii L浓度为1M 碳酸氢钠溶液(O.Olmmol)，(TC条件下滴加113mg 30%双氧水(lmmol)和lmL丙酮的混合 溶液，反应时间为30分钟，4-硝基苄叉丙二腈la转化率为100%，4-硝基苄叉丙二腈环氧 化物2a，产率为85%。 实施例10 将4-硝基苄叉丙二腈la(lmmo1)溶解在lmL丙酮中，向其中加入10 y 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种催化合成甲叉丙二腈环氧化物的方法，以不同的取代甲叉丙二腈和双氧水为原料，在催化剂的作用下合成的甲叉丙二腈环氧化物，其特征在于所述的双氧水是浓度为３０％双氧水，其中所述的催化剂为碳酸盐；其中所述的溶剂为丙酮，溶剂的用量为１ｍＬ／ｍｍｏｌ甲叉丙二腈；其中所述的反应条件为：在０－６０℃搅拌条件下，反应时间１－３小时，原料摩尔配比取代甲叉丙二腈∶３０％双氧水１∶１－３，催化剂用量为取代甲叉丙二腈摩尔数的１－２５％。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：缪春宝，杨海涛，
申请(专利权)人：江苏工业学院，
类型：发明
国别省市：32[中国|江苏]