[发明专利]一种催化氧化合成甘油醛缩丙酮的方法

说明书

本发明涉及一种催化氧化合成甘油醛缩丙酮的方法，具体包括如下步骤：将甘油醇缩丙酮溶于丙酮中加入适量的富勒烯氧化锌硒(C₆₀/ZnO/Se)复合材料，室温下，通入氧气反应，直至反应液中无甘油醇缩丙酮，离心除去富勒烯氧化锌硒(C₆₀/ZnO/Se)复合材料，上清液经减压浓缩、干燥即得甘油醛缩丙酮。

技术领域

本发明属于有机合成及催化领域，具体涉及一种催化氧化合成甘油醛缩丙酮的方法。

背景技术

甘油醛是最早发现的一种光学活性醛糖化合物,分子中含有一对手性碳原子,即D型与L型光学异构体,常用作标定碳水化合物构型的标准。外消旋体D,L-甘油醛具有抗糖酵解作用,是一种很好的血糖保护剂，同时作为一种重要的有机合成中间体，在医药，农业化学品和天然产物合成中占有相当重要的地位，在有机合成中可以作为手性源进行不对称合成，特别是其含有活泼的官能团—醛基，可以产生多种类型的衍生物，因此在手性药物的开发中具有十分重要的意义。在食品医药及化工行业中,主要作为一种廉价的手性诱导单体用于手性分子的合成用来合成一些手性药物和具有光学活性的天然产物的重要前体。

甘油醛的传统生产方法主要是以甘油为原料，通过化学氧化法合成甘油醛，常用的氧化剂一般为：过氧化氢、过氧酸、稀硝酸、氧化铬、活性二氧化锰、二甲亚砜等作为氧化剂来制备甘油醛。但过氧化氢、过氧酸等均为强氧化剂,易燃、易爆,存在运输、贮存等问题，氧化铬、二甲亚砜等对环境污染问题，因此探求高效率、低成本、对环境友好的新制备方法仍然是当前研究的重要目标。反应式如下：

[O]＝H₂O₂,ROOOH,HNO₃,Collins试剂,Pcc,MnO₂,DMSO……

有文献报道用Lewis酸无水ZnCl₂作为催化脱水剂,D-甘露醇与丙酮缩合反应合成二异亚丙基缩合物,然后用NaIO₄氧化断键制备D-(R)-甘油醛缩丙酮,再脱去丙酮制备甘油醛。该方法具有产率高、价廉、环境友好等优点。但由于原料价格较高、反应步骤复杂等缺点，不适于工业化生产选用。反应如下：

也有文献报道以甘油为原料采用间接电氧化法合成甘油醛，该法虽然具有反应步骤简单、产品收率高等特点，但反应中能耗较大，且需要膜分离等，也不适合工业化生产。本发明克服现有技术的不足，开发出一种富勒烯氧化锌硒(C₆₀/ZnO/Se)复合材料作为催化剂，催化甘油、甘油醇缩丙酮在氧气存在下，温和地转化为甘油醛、甘油醛缩丙酮，该反应操作简便、条件温和、转化率和选择性高、对环境无污染、绿色环保、易于工业化大生产。

发明内容

本发明提供一种富勒烯氧化锌硒(C₆₀/ZnO/Se)复合材料，其特征在于所述富勒烯氧化锌硒复合材料的制备方法包括如下步骤：

(1)将富勒烯、锌盐溶液、氨水混合均匀后，升温至120-130℃反应18-20h后，自然降至室温后，经后处理得富勒烯氧化锌(C₆₀/ZnO)材料；

(2)将步骤(1)得到的富勒烯氧化锌(C₆₀/ZnO)材料加入体积分数为5％-10％的乙醇溶液中搅拌10-15min后，加入含硒的水合肼，继续搅拌10-15min后，升温至160-180℃反应12-16h后，自然冷却至室温，经后处理即得所述富勒烯氧化锌硒(C₆₀/ZnO/Se)复合材料。

步骤(1)中每克富勒烯使用锌盐2-3mmol，锌盐与氨水的摩尔比为1：1.2-1.5，锌盐溶液的浓度为1-2mol/L，氨水的浓度为1mol/L；所述富勒烯优选C₆₀、C₇₀中的一种或两种混合；所述锌盐选自氯化锌、硝酸锌、硫酸锌或其水合物中的一种或几种。