[发明专利]以高铁酸钾为氧化剂固体超强酸催化氧化有机物的方法

说明书

技术领域：

本发明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，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。

背景技术：

本发明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，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II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KMnO₃、O₂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进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，Lionel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，进而达到了大大缩短反应时间的目的，但该方法的缺点是加入了 液体酸。

发明内容：

本发明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。

本发明所采用的技术方案内容是：以高铁酸钾为氧化剂固体超强 酸催化氧化有机物的方法包括下列步骤，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。

上述的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∶1～7.5∶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℃，反应时间2h。

本发明的有益效果是：本发明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H₂SO₄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。本发明提出的一种以高 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。

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。