[發(fā)明專利]一種水作氧源催化烷基芳烴合成芳香醛酮的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010721085.8
• 申請(qǐng)日: 2020-07-24
• 公開（公告）號(hào): CN111978163B
• 公開（公告）日: 2022-09-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉仁華;獨(dú)計(jì)紅;張晨陽(yáng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華東理工大學(xué)
• 主分類號(hào): C07C45/28
• 分類號(hào): C07C45/28;C07C49/784;C07C49/84;C07C49/813;C07C47/55;C07C47/575;C07C49/807;C07D311/76
• 代理公司: 上海翼勝專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 31218
• 代理人: 翟羽

本發(fā)明公開了一種水作氧源催化烷基芳烴合成芳香醛酮的方法，在所述形成芳香醛酮的方法中，以水為唯一氧源，催化活化芐基C?H鍵合成芳香醛或酮。本發(fā)明的水作氧源催化烷基芳烴合成芳香醛酮方法，以H₂O作為唯一氧源，催化活化水進(jìn)行芐基位C?H鍵氧化官能化，高選擇性合成芳香醛酮類化合物。本發(fā)明的反應(yīng)選擇性可達(dá)90％及以上，最高分離收率高達(dá)70％。本發(fā)明方法中采用的原材料價(jià)格低廉、易于獲得，為芳香醛酮的合成提供了一種安全、綠色、簡(jiǎn)單、原子經(jīng)濟(jì)性高的有效方法，具有良好的工業(yè)應(yīng)用前景。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及醫(yī)藥、農(nóng)藥、化學(xué)合成技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種水作氧源催化烷基芳烴合成芳香醛酮的方法。

背景技術(shù)

芳香醛、酮類化合物在醫(yī)藥農(nóng)藥合成、香水的制備、食品香料、石油化工、電鍍及染料等領(lǐng)域均具有十分廣泛的用途，是一系列非常重要的精細(xì)化工中間體。烷基芳香C-H鍵氧化是構(gòu)建復(fù)雜羰基化合物的最有效策略之一。但是，該反應(yīng)過(guò)程通常需要使用化學(xué)計(jì)量的重金屬氧化劑(相關(guān)文獻(xiàn)見：Bhardwaj,New J.Chem.,2016,40(6):4952-4961；Nammalwar,Tetrahedron Letters,2013,54(15):2010-2013；Nicolaou,J.Am.Chem.Soc.,2002,124(10):2245-2258；Shaikh,J.Org.Chem.,2006,71(13):5043-5046；中國(guó)專利CN 102898293；中國(guó)專利CN 1415592；中國(guó)專利CN 107216242；)，導(dǎo)致嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題。烷烴和芳香烴固有的化學(xué)惰性也使得C-H鍵的氧化活化十分困難，且反應(yīng)過(guò)程中很可能導(dǎo)致大部分有害副產(chǎn)物的積累，使得該反應(yīng)的選擇性和原子經(jīng)濟(jì)性降低。

催化O₂氧化烷基芳烴芐基C-H鍵，作為一個(gè)綠色的氧化方法備受關(guān)注，許多烷基芳烴被報(bào)道使用O₂為氧化劑，催化氧化芳烴側(cè)鏈合成相應(yīng)的酸，酯和酮(相關(guān)文獻(xiàn)見：David,Chem.Rev.,2006,106:2943-2989；Kesavan,Science,2011,331(6014):195-199；Govindasamy,ApplCatalB-Environ,2019,250:325-336；2019中國(guó)專利CN 109761784；中國(guó)專利CN 110075882；中國(guó)專利CN 106748688)。然而，利用O₂為氧源催化芐基C-H鍵氧化的反應(yīng)，盡管所用O₂氧化劑相當(dāng)?shù)谋阋撕途G色，但這類的反應(yīng)仍然存在兩個(gè)重大挑戰(zhàn)：1)安全風(fēng)險(xiǎn)的挑戰(zhàn)。大多數(shù)有機(jī)化合物都存在爆炸極限范圍，O₂是爆炸的一個(gè)至關(guān)重要的因素。對(duì)于大噸位的化學(xué)品生產(chǎn)，如對(duì)二甲苯氧氣氧化生產(chǎn)對(duì)二苯甲酸，全球年產(chǎn)量高達(dá)5000萬(wàn)噸，全球需要的生產(chǎn)速度將近2噸/秒，這樣規(guī)模的O₂氧化工藝，安全問(wèn)題尤為重要；2)選擇性的挑戰(zhàn)。芐基C-H鍵的O₂氧化反應(yīng)，涉及到自由基過(guò)程其本質(zhì)上是非選擇性、難控制的。由于O₂氧化芐基C-H鍵生成的芳香醛被進(jìn)一步氧化成芳香酸要比芐基C-H鍵被氧化成芳香醛容易五個(gè)數(shù)量級(jí)，所以生成的芳香醛非常容易被進(jìn)一步氧化成芳香酸。因此，利用O₂氧化芐基C-H鍵，希望將反應(yīng)控制在生成芳香醛的階段仍面臨巨大挑戰(zhàn)，只有個(gè)別具有特定分子結(jié)構(gòu)的甲苯類化合物被報(bào)道能夠催化氧化生成相應(yīng)的芳香醛(Sun,Chem.Eng.J.,2011,(178):191-196；Tripathy,Angew.Chem.Int.Edit.,2014,53(46):12605-12608；中國(guó)專利CN103012028；中國(guó)專利CN 110117219；中國(guó)專利CN 103880574)。