[发明专利]一种羰基化合物的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于有机物催化合成技术领域，具体涉及一种羰基化合物的制备方法。

背景技术

由于羰基氧具有富电子效应，羰基碳具有缺电子效应，羰基氢(α-H)具有-定的酸性，所以羰基非常活泼，可以参与多种缩合、加成、取代等化学反应，因此，羰基化合物是一种非常重要的反应中间体，广泛应用于有机合成、精细化工以及药物生产等诸多领域。相对于羰基化合物而言，醇的来源比较丰富，合成过程简易，性质稳定，因此，醛酮等羰基化合物常常由相应的醇通过氧化来制备。将醇氧化成相应的羰基化合物，在有机合成中极为重要，据统计，世界上每年通过醇氧化制备醛酮类羰基化合物超过百万吨，因此，开发高效、反应条件温和、底物适用范围广的催化氧化体系具有极其重要的经济价值。醇的氧化方法多种多样，传统上，常常采用锰、铬、碘的氧化物为氧化剂或者Swern氧化法及Oppenauer氧化法等，这些方法的不足之处是氧化锰等氧化剂价格昂贵，用量大，在反应过程中会产生大量有害的副产物，操作不够简便，后处理较为复杂，Swern氧化法要求低温，反应条件苛刻，Oppenauer氧化法，反应底物适用范围较为狭窄等。近年来，在寻求分子氧催化醇氧化的进程中，金属类、过渡金属类催化剂发展十分迅速，主要有Cu、Ru、Pd、Fe、Os等，然而这些体系常常会产生有毒性的污染性副产物。对于醇氧化的催化研究，人们一直在寻找更优越的氧化剂，通过不懈的研究发现，有机小分子也可以高效地催化醇的氧化反应，最具代表性的是2,2,6,6-四甲基哌啶（TEMPO）。1965年，Golubev等首次报道了在TEMPO的催化下，伯醇可以被氧化生成相应的醛(JournaloftheAmericanChemicalSociety,1965,87(3):1898-1899)。随后，发展了很多TEMPO催化氧化体系，具有代表性的有TEMPO/NaClO体系、TEMPO/Br₂/NaNO₂体系和过渡金属/TEMPO体系等。虽然TEMPO催化氧化体系所需反应条件温和，醇的转化率高，但是TEMPO价格昂贵，催化活性易受反应溶剂影响，反应后不易除去，而且对于环境造成污染。科研工作者通过研究发现，邻碘酰基苯甲酸（IBX）也可将醇类化合物氧化成相应的醛酮化合物，但是IBX在常见的有机溶剂中溶解性较差，只能在DMSO或DMSO/THF溶液中催化醇类化合物进行氧化反应，然而，使用这些有机溶剂，无疑会对环境造成一定的污染。离子液体作为一种绿色溶剂，对有机、无机化合物及金属配合物有很好的溶解性，它是由阴离子和阳离子组成，在室温或室温附近呈液态的盐，又称为室温离子液体。离子液体具有独特的优良性能，如蒸汽压小，不易挥发，热稳定性好，粘度低，密度大和极性可调控等，因此，其作为一种溶剂，有机合成中得到了广泛应用，如Diels-Alder反应(TetrahedronLetters,1999,40(4):793-796)、Heck反应(JournaloftheAmericanChemicalSociety,2005,127(2):751-760)等。本发明的设计思路是以IBX为催化剂，以绿色溶剂离子液体为溶剂，以醇为原料来合成相应的羰基化合物。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供了一种高效且绿色环保的羰基化合物的制备方法。

本发明为解决上述技术问题采用如下技术方案，一种羰基化合物的制备方法，其特征在于具体步骤为：将醇类化合物加入到离子液体中，然后加入催化剂邻碘酰基苯甲酸于25℃搅拌反应，TLC监控反应完全，反应液经乙醚萃取并纯化得到目标产物羰基化合物，所述的醇类化合物为苯甲醇、对甲基苯甲醇、邻氯苯甲醇、邻硝基苯甲醇、1-苯基乙醇或苯乙醇，所述的离子液体为1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐（[Bmim]PF₆）或溴化1-丁基-3-甲基咪唑（[Bmim]Br）。

进一步优选，所述的醇类化合物与催化剂邻碘酰基苯甲酸的摩尔比为1:0.5-0.8。

进一步优选，所述的离子液体的用量为1mmol醇类化合物对应离子液体的体积为1mL。

本发明与现有技术相比具有以下优点：（1）能够在温和的反应条件下高效实现醇类化合物的氧化，且目标产物收率较高，实验操作方便；（2）催化体系简单，易于产物分离，能够循环使用多次；（3）离子液体取代常规的有机溶剂，更加绿色环保。

具体实施方式

以下通过实施例对本发明的上述内容做进一步详细说明，但不应该将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明上述内容实现的技术均属于本发明的范围。