[發(fā)明專利]一種光催化烴類氧化的方法

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• 申請日: 2017-06-21
• 公開（公告）號: CN109092278A
• 公開（公告）日: 2018-12-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王峰;侯婷婷;羅能超;黃志鵬;王業(yè)紅
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所
• 主分類號: B01J21/06
• 分類號: B01J21/06;B01J27/24;C07C45/27;C07C47/54;C07C47/228;C07C49/403;C07C47/02;C07C47/542;C07C47/55;C07C223/00;C07C223/06;C07C47/575;C07C47/24
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標(biāo)代理有限公司 21002
• 代理人: 馬馳

1.一種光催化烴類氧化的方法，是一種光催化氧化烴類化合物C-H鍵制備醛、酮或者酸類化合物中一種或二種以上的方法，其特征在于：將底物烴類化合物，有機溶劑，氮摻雜的二氧化鈦(N-doped TiO₂)催化劑于光反應(yīng)器中，密閉充入含氧氣的氣體，在20℃～60℃，光照條件下，發(fā)生C-H鍵氧化生成醛，酮或者酸類化合物中一種或二種以上。

2.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：

所述催化劑為氮摻雜的二氧化鈦(N-doped TiO₂)，其中氮的含量為：0.01wt％～20wt％；

所述烴類化合物包括烷烴、環(huán)烷烴以及芳香烴；

其中烷烴的分子式為：C_nH_2n+1(其中1≤n≤24,n為整數(shù))；芳香烴的分子式為R_1x-(C₆H_5-x)-CH₂R₂，x＝1～5，其中，R₁代表取代基，R₁＝H、F、Cl、Br、I，CH₃、OCH₃、NH₂、NO₂、CHO、Ph中一種或二種以上，x代表取代基的數(shù)目，當(dāng)x>1時；R₁為相同取代基或不同取代基，R₂為含有不同取代基的苯環(huán)或者為十二個碳及其以下的支鏈或者直鏈烷基取代基，苯環(huán)上不同取代基為H、F、Cl、Br、I，CH₃、OCH₃、NH₂、NO₂、CHO、Ph中一種或二種以上。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于：

本發(fā)明合成路線如下：

其中，x＝1～5，R₁代表取代基，R₁＝H，F(xiàn)，Cl，Br，I，CH₃，OCH₃，NH₂，NO₂，CHO，Ph，x代表取代基的數(shù)目，當(dāng)x>1時；R₁為相同取代基或不同取代基，R₂為含有不同取代基的苯環(huán)或者為十二個碳及其以下的支鏈或者直鏈烷基取代基。

4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的方法，其特征在于：

所述催化劑為氮摻雜的二氧化鈦(N-doped TiO₂)，其中氮的含量為：0.1wt％～10wt％；

所述溶劑包括乙醇，乙腈，N,N-二甲基甲酰胺，二甲亞砜，甲苯，對二甲苯，二氯乙烷，丙酮，乙酸乙酯，氯苯，正辛烷，二氧六環(huán)中的一種或兩種以上。

5.根據(jù)權(quán)利要求書1、2或3所述的方法，其特征在于：

所述含氧氣體為純氧和/或空氣、以及氧氣和/或空氣與惰性氣氛氣體組成的混合氣，含氧氣體中氧氣體積濃度為20～100％，惰性氣氛氣體為氮氣或氬氣中的一種或兩種；

所述含氧氣體壓力為1～10atm。

6.根據(jù)權(quán)利要求書1所述的方法，其特征在于：

所述光源為發(fā)射>200nm波段模擬自然光的氙燈，以及單一波長的LED燈；

單一波長的LED燈的波長為200～900nm；

光照強度10～500mW/cm^–2。

7.根據(jù)權(quán)利要求書1、2或4所述的方法，其特征在于：

所述烴類化合物在反應(yīng)體系中濃度為0.01-50.0mmol/mL。

加入催化劑的質(zhì)量為底物質(zhì)量的0.5wt％～10wt％。

所述反應(yīng)時間為0.5-50h。