[发明专利]一种微通道反应器中连续可见光催化分子氧氧化制备芳烃α酮羰基类化合物的方法

说明书

本发明提供一种微通道反应器中连续可见光催化分子氧氧化制备芳烃α酮羰基类化合物的方法，属于连续流光催化合成技术领域。该方法以分子氧作为氧化剂，N‑羟基邻苯二甲酰亚胺和亚硝酸叔丁酯为催化剂，在可见光条件下利用异丁基苯制备异丁酰苯。本发明中的产物异丁酰苯具有光敏活性，在可见光下催化反应进行，得到的异丁酰苯收率最高可达86.3％。反应条件温和，不需要外加金属、碱等即可高效制备异丁酰苯，操作简单。通过微通道反应器，反应时间大大缩短，传质传热效率明显提高，降低能耗，减少三废排放。

技术领域

本发明涉及光催化合成应用技术领域，具体涉及一种在微通道反应器中连续可见光催化分子氧氧化制备芳基α酮羰基类化合物的方法。

技术背景

异丁基苯作为重要的化工合成中间体，主要作为光敏剂中间体，可进一步合成异丁酰苯。氧气作为一种清洁绿色来源广泛的氧化剂应用到异丁基苯的氧化中，早在1999年，Shende等报道了一种以碳酸钠盐为催化剂、氧气为氧源在气泡柱反应器中制备异丁酰苯的方法。(Indian,183049,1999)近五年来，科研工作者报道了大量的分子氧氧化异丁基苯制备异丁酰苯的方法。Kai-Jian等报道的以氧气为氧化剂，磷酸酯为催化剂，清洁制备异丁酰苯，产率为65％。(ACS Sustainable Chem.Eng.2019,7,10293-10298)；Damian P等报道的Co/NHPI催化分子氧氧化异丁基苯，产率为41％。(Chemical Science.2017,8,1282-1287)。

目前由由异丁基苯制备异丁酰苯的方法主要有：

1.乙酰苯甲基化法，此法需要用贵金属配合物和碱构成的催化体系来进行催化，需要用到复杂的有机配体，不适合工业生产。

2.付克烷基化法，此方法所用催化剂AlCl₃量比较多，产生的三废也相应增多。

3.醇氧化法，此方法原料为2-甲基-1-苯基-1-丙醇，不宜得到，而且催化剂多为贵金属配体，所需成本较高。

总体来说，目前存在的异丁酰苯制备方法不但耗能大，且不符合经济绿色原则。连续微通道反应器作为一项新兴的反应技术，相比于常规间歇反应器无论是从反应器本身、工艺研发还是放大生产等方面优势都非常突出，具有良好的可操作性，且能精确控制，反应效率大大提高，实现绿色生产工艺。

发明内容

本发明的目的是提供一种在微通道反应器中连续可见光催化分子氧氧化制备芳基α酮羰基类化合物的方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种微通道反应器中连续可见光催化分子氧氧化制备芳烃α酮羰基类化合物的方法，步骤如下：

步骤1：反应液为1-8碳链烷基苯或杂环芳烃、氮氧类自由基引发剂、活化剂、烷基腈溶剂按比例混合均匀；

步骤2：将反应溶液通入微通道反应器的预热模块进行预热，然后进入反应模块，同时将纯氧气通入微通道反应器的反应模块中，在一定的光照、温度和压力下，在微通道反应器中连续进行氧化反应；

步骤3：控制反应中气体流速、液体流速、反应停留时间，反应产物在出料口进行收集；

步骤4：烷基腈溶剂通过回收循环使用。