[发明专利]一种铁卟啉促进的环烷烃催化氧化方法

说明书

一种铁卟啉促进的环烷烃催化氧化方法，以O₂为氧化剂，分别以Co(II)卟啉、Mn(II)卟啉为主催化剂，以Fe(II)卟啉为助催化剂，无溶剂条件下，在100℃～160℃，0.8MPa～2.0MPa压力下反应，实现环烷烃的催化氧化。环烷烃主要包括环戊烷、环己烷、环庚烷、环辛烷和环壬烷，相应的氧化产物主要有环烷基醇、环烷基酮和烷基二酸。该环烷烃催化氧化方法中环戊酮、环己醇、环庚酮和环辛酮的选择性高，催化剂用量少，操作简单，并且以清洁的O₂为氧化剂，绿色环保。本发明公开的铁卟啉促进的环烷烃催化氧化方法是一种产物选择性高，操作简单，绿色环保的环烷烃催化氧化方法。

技术领域

本发明属于催化有机合成领域，涉及一种铁卟啉促进的环烷烃催化氧化方法。

背景技术

环烷烃催化氧化是一个重要的化工转化过程，其氧化产物环烷基醇、环烷基酮不仅是重要的化工中间体，还可以进一步氧化制备烷基二酸，而烷基二酸是制备各种高分子材料的重要前体。同时环烷烃氧化过程也可以生成烷基二酸，直接用于各种高分子材料的制备。如环己烷催化氧化的主要产物环己醇和环己酮进一步氧化可以得到生产尼龙-66和尼龙-6的重要前体己二酸，市场需求非常大(Angew.Chem.Int.Edit.,2016,55:12873；J.Am.Chem.Soc.,2016,138:2426；Ind.Eng.Chem.Res.,2015,54:2425；Appl.Surf.Sci.,2017,402:436.)。但是，目前环烷烃催化氧化普遍存在着底物转化率低，产物选择性差，收率低等不足之处，尤其是以清洁的O₂为氧化剂的氧化过程，上述不足之处更为明显，尤其是产物选择性低。究其根源，环烷烃催化氧化过程氧化产物选择性低主要是由于氧化过程生成的中间产物环烷基过氧化氢主要通过热分解向环烷基醇、环烷基酮和烷基二酸转化，难以控制。因此，调控和促进环烷烃氧化过程中环烷基过氧化氢的分解转化，对提高环烷烃催化氧化的选择性具有重要的意义，工业应用价值十分大。

发明内容

为了克服已有环烷烃催化氧化方法的产物选择性较低、操作复杂、环保性较差的不足，本发明提供了一种产物选择性高、操作简单、绿色环保的铁卟啉促进的环烷烃催化氧化方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种铁卟啉促进的环烷烃催化氧化方法，该环烷烃催化氧化方法以O₂为氧化剂，分别以Co(II)卟啉、Mn(II)卟啉为主催化剂，以Fe(II)卟啉为助催化剂，无溶剂条件下实现的。

进一步，所述方法包括以下步骤：分别将主催化剂金属卟啉、助催化剂金属卟啉和环烷烃置于100mL具有四氟乙烯内胆的高压釜中，搅拌升温到设定温度，于设定反应温度下通入O₂至设定压力，于设定温度和设定压力下搅拌反应；反应完毕，将所得反应混合物经过滤分离得到烷基二酸，高效液相色谱HPLC分析检测烷基二酸收率；滤液经气相色谱GC分析检测环烷基醇和环烷基酮的收率。