醌类化合物催化氧化性能的研究

摘要

醌类化合物广泛存在于自然界中，是生物体内重要的电子转移和递氢体，广泛参与脱氢氧化反应，研究其催化氧化性能具有重要的理论价值和应用前景。本论文旨在通过对醌类化合物催化性能的研究，开发温和条件下，以分子氧为氧化剂的催化氧化有机催化体系。
　　 论文首先研究了醌类化合物和N-羟基邻苯二甲酰亚胺(NHPI)组成的催化体系催化烃类化合物加氧化反应的性能。结果表明，具有缺电子取代基的2，3-二氯-5，6-二氰基对苯醌(DDQ)和NHPI组成的催化体系，在乙苯氧化反应中表现出了较好的催化活性。在80℃和0.3MPa氧气压力下，反应10小时后，乙苯转化率达到72.2％，苯乙酮选择性达92.3％。采用紫外可见光谱技术，证实了醌类化合物和NHPI之间确实存在一定的作用力，DDQ促进了NHPI向PINO的转化，从而促进了反应的进行。并将该催化体系用于烯烃、芳烃侧链等化合物的氧化，同样表现出较好的活性，表明该催化体系具有较好的底物普适性。
　　 通过考察取代基位阻效应的影响，发现醌环上引入位阻大的取代基之后，可以阻止自由基与醌环上C=C双键的反应，有利于其催化性能的发挥。然而，数目过多、体积过大的取代基又阻碍了醌环上反应中心与底物的接触，降低了其催化性能。
　　 本论文还研究了醌催化分子氧氧化醛生成羧酸、维生素C生成脱氢抗坏血酸的反应，证明了醌类化合物也可以高效催化这些过程。

目录

文摘

英文文摘

第一章 文献综述

1.1 引言

1.2 非金属催化研究进展

1.2.1 酮类化合物

1.2.2 磺酸树脂和磺酸化离子液体

1.2.3 氮氧自由基

1.2.4 醌类化合物

1.3 研究思路

第二章 实验部分

2.1 原料和试剂

2.2 催化体系活性评价

2.2.1 烃类化合物氧化反应

2.2.2 维生素C氧化反应

2.2.3 苯甲酸的分离

2.2.4 紫外光谱系统装置

2.3 分析仪器和条件

2.4 乙苯选择氧化反应的产物分析

2.5 苯甲醛的氧化反应产物分析

第三章 醌环上取代基电子效应对催化性能的影响

3.1 引言

3.2 醌环上取代基电子效应对乙苯氧化反应的影响

3.2.1 DDQ量对乙苯氧化反应的影响

3.2.2 反应温度对乙苯氧化反应的影响

3.2.3 反应时间对乙苯氧化反应的影响

3.3 DDQ/NHPI催化体系用于其它烃类化合物催化氧化反应

3.4 小结

第四章 醌环上取代基位阻效应对催化性能的影响

4.1 引言

4.2 取代基位阻效应对乙苯氧化反应的影响

4.3 醌类化合物催化维生素C氧化反应

4.4 其他位置上取代基的影响

4.5 紫外可见光谱对DDQ/NHPI催化体系的研究

4.6 小结

第五章 醌类化合物催化醛氧化

5.1 引言

5.2 醌类化合物催化苯甲醛氧化

5.3 小结

第六章 结论

参考文献

附录

作者简介

致谢