[发明专利]一种含亚磺酸、磺酸或其衍生物的需氧氧化体系及其光促氧化方法

说明书

本发明涉及一种需氧氧化体系及其光促需氧氧化方法，该需氧氧化体系包括1)下述物质1a)～1d)的至少一种：1a)亚磺酸或其衍生物；1b)磺酸或其衍生物；1c)通过反应可以生成亚磺酸或其衍生物的化合物或混合物；1d)通过反应可以生成磺酸或其衍生物的化合物或混合物；和2)含分子氧的组分，包括氧气、含氧气的气体和可以原位生成氧分子的反应体系的原料中的至少一种。该需氧氧化体系用于氧化方法时，在光照条件下，无需添加光敏化试剂，室温下即可需氧氧化一系列化合物得到相应的氧化产物，降低了生产成本；另外，所述方法能够大幅度降低能耗，彻底解决由重金属和酸性溶剂带来的废弃物排放污染环境的问题，以及产品中金属残留的问题。

技术领域

本发明属于化工技术、材料和生物医药领域，具体涉及一种含亚磺酸、磺酸或其衍生物的需氧氧化体系及其光促氧化方法。

背景技术

氧化反应是自然界中最基础也是极其重要的一类反应，其中，有机化合物的选择性氧化是现代合成化学、也是氧化反应的重要组成部分。

在过去的几十年中，直接氧化有机化合物中的C-H和C-C键使其功能化已被证明是从简单、现成的原料合成复杂产品的最直接和有效的方法。由于分子氧具有含量丰富，原子经济性高以及环境友好的特点，故分子氧作为绿色、环保和可持续的温和氧化剂而备受关注。因此，发展以分子氧作为氧化剂的理想氧化方法在工业生产和学术研究中均具有极其重要的意义。更重要的是，使用分子氧作为氧原子来源提供了简单分子的氧化反应构建含氧化合物以及氧化产物的最理想的方法。但是，目前的以分子氧作为氧源的氧化反应通常需要金属催化剂、配体或生物酶的参与，在高温或高压条件下进行，使得该类转化在工业化生产中受到限制。因此，常温常压下的需氧氧化反应方法的研究在实际生产中显得尤为重要。

另外，对于有机化合物的氧化通常需要大量的强氧化剂如：KMnO₄，CrO₄，CH₃COOOH，Na₂S₂O₈或KIO₄等。一方面，强氧化剂一般在储存、操作、成本以及环保等方面存在诸多问题；另一方面，由于强氧化剂的使用，使得产物无法停留在相对活性的中间氧化态，限制了这类方法的应用。在反应后处理方面，通常需要大量的水洗，且这些废水中含有大量的重金属离子，会造成严重的环境污染问题。因此，开发新型环保的需氧氧化体系及方法就十分必要和紧迫。

发明内容

为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种含亚磺酸或其衍生物，磺酸或其衍生物，通过反应可以生成亚磺酸或其衍生物的化合物或混合物，和/或通过反应可以生成磺酸或其衍生物的化合物或混合物的需氧氧化体系。具体的，本发明采用亚磺酸或其衍生物，磺酸或其衍生物，通过反应可以生成亚磺酸或其衍生物的化合物或混合物，和/或通过反应可以生成磺酸或其衍生物的化合物或混合物作为辅助助剂，与含分子氧的组分配合得到所述需氧氧化体系，该体系在光照条件下，因所述辅助助剂的辅助作用而使得分子氧被活化，该活化的分子氧可用于氧化一系列碳氢键(C-H)、碳碳单键(C-C)、碳碳双键(C＝C)、碳碳三键(C≡C)及碳杂键(包括碳氧键(C-O)、碳氮键(C-N)、碳硫键(C-S)、碳硒键(C-Se)、碳硅键(C-Si)、碳磷键(C-P)、碳氮双键(C＝N)等)等，从而合成多种氧化产物。

本发明的另一目的在于提供一种光促氧化方法，所述方法采用上述的需氧氧化体系实现反应原料的氧化过程以制备得到所述原料的氧化产物。该发明为多种反应原料的氧化产物(含氧化合物及相关氧化产物)的绿色合成提供了高效率，低成本，高氧原子经济性，高底物广谱性的新方法，其简单实用的操作使得该发明方法非常有吸引力和实用性。

本发明提供如下技术方案：

一种需氧氧化体系，该体系包括：

1)下述物质1a)～1d)的至少一种：

1a)亚磺酸或其衍生物；

1b)磺酸或其衍生物；