[发明专利]一种铜(II)卟啉催化氧化异丙苯合成异丙苯过氧化氢的方法

说明书

一种铜(II)卟啉催化氧化异丙苯合成异丙苯过氧化氢的方法，将铜(II)卟啉分散于异丙苯中，铜(II)卟啉的物质的量为异丙苯的物质的量的1×10^‑4％～1％，mol/mol；密封反应体系，通入氧化剂，搅拌下升温至40～100℃，保持设定的温度和压力，搅拌反应3.0～24.0h，得异丙苯过氧化氢的异丙苯溶液，可直接进行后续反应使用。反应液经后处理，计算异丙苯转化率和异丙苯过氧化氢选择性。本发明具有反应温度低，异丙苯转化率较高，异丙苯过氧化氢选择性高，副产物少，环境影响小等优势，并且本发明反应温度低，安全系数高。本发明提供了一种高效、可行、安全的异丙苯催化氧化合成异丙苯过氧化氢的方法。

技术领域

本发明涉及一种铜(II)卟啉催化氧化异丙苯合成异丙苯过氧化氢的方法，属于有机催化和精细有机合成领域。

背景技术

异丙苯氧化制备异丙苯过氧化氢是化学工业中一个重要的转化过程，其氧化产物异丙苯过氧化氢不仅是工业上生产苯酚和丙酮的基础原料，也是工业上丙烯氧化制备环氧丙烷的重要氧化剂。全球范围内，90％的苯酚是通过异丙苯过氧化氢分解生产的，由此也可见异丙苯过氧化氢合成在化学工业中的重要性(ACS Sustainable ChemistryEngineering 2019，7：7708-7715；Chemical Engineering Science 2018，177：391-398)。目前，工业上异丙苯过氧化氢的生产主要是以O₂或空气为氧化剂，异丙苯过氧化氢为引发剂，在100～140^○C，0.60～0.70MPa压力下实现的，异丙苯的转化率在20％左右，异丙苯过氧化氢的选择性在90～92％(ACS Sustainable ChemistryEngineering 2019，7：7708-7715；Applied Catalysis A,General 2018，561：59-67)。存在的主要问题是异丙苯转化率不理想，异丙苯过氧化氢选择性不够高，反应温度高，安全系数低。因此，在温和条件下，尤其是较低的反应温度下，以O₂为氧化剂高选择性地将异丙苯氧化为异丙苯过氧化氢，依旧是化学工业中的一个十分迫切的现实需求。

金属卟啉作为细胞色素P-450的模型化合物，广泛应用于仿生催化各类有机合成反应，尤其是氧化反应(ChemSusChem 2019，12：684-691；Polyhedron 2019，163：144-152；Journal of Catalysis 2019，369：133-142)。金属卟啉具有近似平面的分子结构，使具有催化活性的金属中心能够最大限度地暴露在催化体系中发挥作用，在底物摩尔量的1/1000000～1/100000就可以表现出优异的催化活性，能够显著降低催化反应的成本，是各种催化反应优选的催化剂之一。同时，金属卟啉作为催化剂，不仅中心金属具有广泛的选择对象，金属卟啉环周边的取代基也具有十分广泛的调控空间。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种铜(II)卟啉催化氧化异丙苯高效，高选择性合成异丙苯过氧化氢的方法，以金属卟啉作为催化剂，催化O₂氧化异丙苯合成异丙苯过氧化氢，将具有催化剂用量少、催化效率高、结构易于调整、生物兼容性好、绿色环保等优势，也有利于实现异丙苯高效，高选择性氧化合成异丙苯过氧化氢。

本发明的技术方案如下：

一种铜(II)卟啉催化氧化异丙苯合成异丙苯过氧化氢的方法，所述方法包括以下过程：

将铜(II)卟啉分散于异丙苯中，所述铜(II)卟啉的物质的量为异丙苯的物质的量的1×10^-4％～1％，mol/mol，密封反应体系，通入氧化剂，搅拌下升温至40～100^○C，保持设定的温度和压力，搅拌反应3.0～24.0h，得异丙苯过氧化氢的异丙苯溶液，直接进行后续反应使用；反应液经后处理，计算异丙苯转化率和异丙苯过氧化氢选择性；

所述铜(II)卟啉为式(I)所示化合物的至少一种：