[发明专利]一种以类水滑石为催化剂高效催化分子氧氧化醇制备醛酮的方法

说明书

技术领域

本发明属于液相催化氧化领域，具体涉及一种以类水滑石为催化剂高效催化分子氧氧化醇制备醛酮的 方法。

技术背景

醛和酮是重要的化工中间体，广泛用于医药、染料和农用化学品的合成与生产。由醇直接氧化是制备醛 类化合物的重要方法之一，传统的醇氧化制备醛和酮的方法通常使用大量氧化剂，如二氧化锰、氧化铬及 高碘酸盐等。工业中使用计量的氧化剂易使醛产物发生过度氧化，反应的选择性往往较低，而且这些金属 氧化物毒性大、产生大量固体废弃物、污染重，难以大规模应用。选用温和的氧化剂，如氧气或空气，采 用催化氧化的方法是解决此问题的重要方法。虽然采用Fe/TEMPO等均相催化体系可以实现醛酮的高效合 成，但是，这些均相催化剂和反应过程中的添加剂使产物的分离提纯变得复杂。目前，多种非均相催化体 系，如负载的Pd、Pt、Au和Ru等催化剂已被开发用于醇的高效氧化，但是这些基于贵金属的催化体系往 往限制了其广泛的工业应用。非贵金属催化剂在成本上的优势使其更具应用潜力。目前，钾锰矿八面体分 子筛(OMS-2)(Makwana,V.D.；et al.J.Catal.2002,210,46–52)、MnGa氧化物(Amini,M.；et al.J.Mol. Catal.A:Chem.2014,394,303–308)、及NiAl类水滑石(Choudhary,B.M.；et al.Angew.Chem.Int.Ed.Engl. 2001,40,763–766.Kawabata,T.；et al.J.Mol.Catal.A:Chem.2005,236,206–215)等非均相催化剂已被用于 此反应，然而反应的转化率和选择性低，反应效率仍有待提高。

因此，基于廉价易得的材料开发高效的催化体系，用于实现温和条件下的醇的高效氧化具有巨大的应 用潜力。本发明旨在开发一种以类水滑石为催化剂高效催化分子氧氧化醇制备醛酮的方法。

发明内容

本发明的目的在于开发一种以类水滑石为催化剂高效催化分子氧氧化醇制备醛酮的方法。此方法具有 能耗低、污染小、反应高效、反应操作简单等特点。

催化氧化反应包括如下步骤：在液相条件下，有机溶剂中，以类水滑石为催化剂，含氧气体为氧化剂， 对醇进行氧化反应制得醛和酮中的一种或两种；反应温度为20～80℃，反应时间为0.5～12小时。反应式为：

其中，R¹是苯基、取代芳基、取代烯基或烷基；R²是H、苯基、取代芳基或烷基；

本发明的反应中，所述类水滑石催化剂可表示为：A^n–-Ni_xM-LDHs(A^n–＝OH^–、CO₃^2–、CH₃COO^–或PO₄^3–； M＝Ga或In；Ni/M＝(2～4)︰1)；

本发明的反应中，反应底物与催化剂中Ni的摩尔比值为5～50；

本发明的反应中，反应的溶剂为均三甲苯、甲苯、乙腈、二氧六环及正辛烷；

本发明相对于现有技术具有如下优点及效果：

(1)本发明所提供的用于醇氧化制备醛酮的方法，采用非均相催化体系，在温和条件下即可实现醇 高效的氧化生成醛或酮类化合物。解决了温和条件下催化剂活性低及需要加入各种助剂的问题。

(2)本发明所述催化反应方法具有良好的底物适用性，可以高效催化各种醇反应生成对应的醛和酮 类化合物。

附图说明

催化剂OH^–-Ni₃Ga-LDH样品的结构通过图1和图2来说明。图1OH^–-Ni₃Ga-LDH样品的XRD图；图 2OH^–-Ni₃Ga-LDH样品的SEM图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

本发明所述用于醇氧化制备醛或酮类化合物的催化剂A^n–-Ni_xM-LDHs，可按照如下实施例1～3制备：

实施例1