[发明专利]一种臭氧氧化芳烃制备芳香酮的方法

说明书

本发明属精细有机合成技术领域，针对芳烃合成芳酮类化合物的方法中存在的反应条件苛刻，催化剂制备工艺流程繁冗，副产物多且产率低等缺点，提供一种由臭氧氧化芳烃制备芳香酮的方法，以臭氧为氧化剂，芳烃为反应物，鼓泡搅拌釜或超重力旋转填料床为反应器，控制反应器内臭氧的气相浓度为10~200 mg/L，反应液温度为‑20℃‑50℃，反应10‑60min即可获得芳香酮类化合物。在不加入任何金属催化剂过程中，并在温和的反应条件下，将芳烃选择性氧化合成芳酮类化合物。工艺简单、高效绿环保色、反应条件温、转化率高、原子经济性高等优点。利于溶剂回收再利用。具有广阔的工业化应用前景。

技术领域

本发明属于精细有机合成技术领域，具体涉及一种臭氧氧化芳烃制备芳香酮的方法。

背景技术

芳香烃侧链上的选择性氧化在有机合成中是研究难点，同时在石油化工领域中也占有重要地位。传统上，芳烃侧链的氧化通常采用高锰酸钾、重铬酸钾、铬酰氯等重金属氧化剂来进行氧化。这些氧化剂成本高，用量通常很大，对环境污染严重，极大地限制其在工业中的应用。因此，研究和开发新型绿色氧化方法应用于芳烃合成芳酮类化合物已成为人们的研究热点。芳酮的结构存在于很多功能结构分子以及天然产物中，然而最简单的芳酮类化合物包括苯乙酮、二苯甲酮以及9-芴酮。

苯乙酮是一种重要的精细化工原料，广泛用于香料、染料以及医药的合成。如合成α-苯基吲哚、苯乙醇酸、异丁苯丙酸。另外，苯乙酮也通常作用反应溶剂，具有稳定性好和沸点高等优点。能溶解纤维素、香豆酮树脂以及醇酸树脂等物质。苯乙酮的合成方法包括空气氧化乙苯合成苯乙酮、苯与乙酸酐或乙酰氯的傅克酰基化、苯甲酸分解法以及苯乙醇氧化合成苯乙酮。由乙苯催化氧化合成苯乙酮对精细化工的发展具有重大的现实意义。目前，工业上使用乙苯氧化合成苯乙酮方法存在一些缺点，如使用金属催化剂难于回收再利用、转化率不高以及副反应多等。

张巧红等人合成一系列四卤代NHPI和DADCAQ(1,4-二氨基—2,3-二氯蒽醌)复合催化剂，在0.3 MPa氧气压力下，反应温度为100℃，反应5 h后，将乙苯氧化合成苯乙酮，乙苯的转化率为82.3%，苯乙酮的选择性为86.9%( Journal of Chemical Technology and Biotechnology. 2008, 83: 1364-1369)。

马红等人将绿化血红素和NHPI相结合用于乙苯氧化合成苯乙酮中( Catalysis Communications. 2007, 8: 27-30)，反应温度为100℃, 氧气压力为0.3 MPa，反应时间为9 h，乙苯转化率为90.32%，选择性为94.3%。

汪一帆等通过煅烧还原制备镁铝水滑石(LDHs)负载的MnO₄^-催化剂，将该催化剂用于乙苯的氧化中，在反应温度为120℃，苯乙酮的收率为57%( 应用化学.2012, 29(9):1017-1022)。

王蕊欣等人通过配位法将不同结构的钴卟啉固载到高聚物修饰的硅胶上，并将制得催化剂CoTNPP-P(4VP-co-St)/SiO₂应用于乙苯的氧化中，在反应温度为120℃反应12 h，苯乙酮收率为25.53%( 物理化学学报. 2009, 25(9): 1791-1798)。