[发明专利]在液态CO2和CO2膨胀溶剂中的臭氧分解反应

说明书

背景技术

传统的臭氧分解反应通过鼓泡使O₃通过一种包含基底的水相或有机液体相以被化学改性，例如包含碳-碳双键(即C＝C)的分子。然而，该惯用方法具有一些缺点。第一，由于O₃是高度可反应的，因而采用的反应温度一般是低于室温的(通常约0℃)，其中，O₃在该液相中的溶解度较低，尽管其通常大于双氧的溶解度。例如，在0℃和1.013bar压强下，O₃在水中的溶解度为0.105x10^-2g/mL。其次，O₃与许多常规有机溶剂起化学反应，这不仅减弱了O₃用于氧化该基底的有效性，而且导致不希望的来自溶剂氧化作用的产物(例如，废物)形成和溶剂使用量增加。第三，O₃在该液相中的溶解度不因压强而灵敏地可调，这通常限制了操纵反应速率和产品选择性的能力。

因而，获得一种采用增加O₃在溶剂中的溶解度而进行臭氧分解的方法和反应条件将是有益的。另外，获得一种在相对于O₃基本上为惰性的溶剂中而进行臭氧分解以限制不期望副产品的数和量的方法和反应条件也将是有益的。进一步的，在下述方法和反应条件下进行臭氧分解也将是有益的，其中，O₃在该液相中的溶解度是用压强可调的，以便提供操纵反应速率和产品选择性的能力。

发明内容

在一个具体实施方式中，本发明包括一种用于增加液体中臭氧浓度的方法。该方法包括：提供一种含有臭氧的气体；将该含有臭氧的气体引入到一种液体中，其中，该液体和臭氧组合物具有大约0.8到大约1.5倍臭氧临界温度的温度；等温增加该液体上方的含有臭氧的气体的压强到大约0.3到大约5倍臭氧临界压强以增加臭氧在该液体中的浓度。同样，温度可为大约1到大约1.2倍臭氧临界温度，其中该温度用开尔文表示。另外，压强可被增加到大约0.5到大约2倍臭氧临界压强，其中该压强用巴(bars)表示。在该液体中的臭氧浓度最少被增加大约5倍，即在半个数量级之上，或增加到约一个数量级以上。当然，温度与压强的范围是可以转换成其它单位表示的。

在一个具体实施方式中，该液体可包括液态二氧化碳、液态轻质烃(例如，C₄或更低)、甲醇、乙醇、醇类、己烷、液态SF₆、液态氙、水、碳氟化合物溶剂、高度氧化分子、高度氟化分子、CF₃CO₂H、离子液体、强液态酸、H₂SO₄、HSO₃F、HSO₃CF₃、有机酸、饱和烃或者其组合物的任意一种。同样，该液体可以是一种上述液体的二氧化碳膨胀液体。

在一个具体实施方式中，本发明可包括一种用于从气体中提取臭氧的方法。这种方法可包括：提供一种温度在大约0.8到大约1.5倍的臭氧临界温度的含有臭氧的气体；等温条件下增加该臭氧的压强到大约0.3倍至大约5倍臭氧临界压强；将该压缩的臭氧引入一种液体，其中，该液体和臭氧组合物具有在大约0.8到大约1.5倍臭氧临界温度的温度和大约0.3到大约5倍臭氧临界压强的压强。温度与压强可以是本文中描述的。同样，液体和二氧化碳膨胀液体可以是本文中描述的。

在一个具体实施方式中，本发明可包括一种在液体中的分子上进行臭氧分解的方法。这种方法可包括：提供一种含有液体和臭氧的组合物，其中，该液体和臭氧组合物具有在大约1到大约1.2倍臭氧临界温度的温度和大约0.5到大约2倍臭氧临界压强的压强，其中，该分子被溶解或分散在该液体中；使该分子和臭氧反应。该方法可进一步包括将该分子引入下列的一个：未引入臭氧的液体；未导入液体中的臭氧；或液体和臭氧的组合物。温度与压强可以是本文中描述的。同样，液体和二氧化碳膨胀液体可以是本文中描述的。

在一个具体实施方式中，臭氧分解可进一步包括：将臭氧引入该液体，其中该液体和臭氧组合物具有大约0.8到大约1.5倍臭氧临界温度的温度；等温增加该臭氧的压强到大约0.3到大约5倍臭氧临界压强以增加液体中的臭氧浓度。

在一个具体实施方式中，该经历臭氧分解的分子可以选自由以下物质组成的组：具有不饱和烃的分子、具有碳-碳双键的分子、不饱和烃酸、油酸甲酯、油、脂肪、豆油、不饱和脂肪酸、植物性脂肪酸、脂肪酸酯、脂肪酸酰胺、烯烃、甾体、苄、具有烯丙基的分子、萜烯、头孢菌素、头孢菌素衍生物、叔烯丙基醇等等。