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ε-己内酯是一种重要的有机合成中间体,应用广泛,合成ε-己内酯的方法较多,其中环己酮的Baeyer-Villiger氧化法最为受人关注。传统工业上采用过氧酸作为氧化剂,存在危险性大,腐蚀设备,污染严重等问题。目前文献报道的催化剂转化率低,制备繁琐等不足。
筛选了多种路易斯酸、杂多酸、金属氧化物对环己酮合成ε-己内酯的催化效果。结果表明,催化剂MgO对该反应有较高的催化活性,催化效果要好于其他的催化剂,由煅烧法制备的MgO的催化活性要优于沉淀法制备的MgO的催化活性。本文系统地考察了由煅烧法制备的MgO作为催化剂催化环己酮Baeyer-Villiger氧化反应的过程中,双氧水用量,催化剂用量,反应溶剂、反应温度,反应时间以及其他因素对该反应的影响。结果表明,0.01 mol环己酮计,n(双氧水)∶n(环己酮)=8∶1,n(催化剂)∶n(环己酮)=0.65∶1,n(溶剂)∶n(环己酮)=10∶1,反应温度为72℃,反应时间为6h,环己酮的转化率达到90%以上,ε-己内酯的选择性达到80%以上。采用了XRD技术对催化剂表征。又对催化剂的重复使用性进行了探究,催化剂可以重复使用三次。
以MgCl2·6H2O和SnCl4·5H2O为前驱体,经共沉淀法制备复合金属氧化物用于该反应,考察了复合金属氧化物的配比,煅烧时间和焙烧温度对其催化活性的影响。结果表明,MgO/SnO2复合金属氧化物中Mg-Sn的摩尔比为7∶3,在600℃的条件下焙烧2h,并对该催化剂作用下的反应体系进行工艺优化。结果表明:0.01 mol环己酮计,n(双氧水)∶n(环己酮)=10∶1,n(催化剂)∶n(环己酮)=0.75∶1,n(溶剂)∶n(环己酮)=12∶1,反应温度为72℃,反应时间为6h,ε-己内酯的收率可达82%以上。对催化剂进行了XRD的表征以及BET表征。该催化剂制备简单,反应条件温和,有良好的应用前景。
通过减压蒸馏对合成的产品进行分离提纯,使用阿贝折光仪测定其旋光度、IR、13CNMR等方法对产品进行了结构表征,结果表明所合成物质为目标产物。