[发明专利]一种在离子液体中合成苯甲醛的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种苯甲醇氧化制取苯甲醛的反应，具体地说是在离子液体中实现钨、钼杂多和同多过氧化合物催化过氧化氢氧化苯甲醇制取苯甲醛的方法。

背景技术

苯甲醛在工业上是一种重要的芳香醛，主要用于制造染料、医药、香料、调料品、农药等重要中间体的原料。目前国内生产苯甲醛以苄基氯氧化法为主，收率不高，腐蚀污染严重；国外工业生产苯甲醛大多采用甲苯液相氧化法，但该法存在能耗高，对环境不友好等不足。

利用苯甲醇选择性氧化制取苯甲醛是实验室和有机合成中的重要的官能团转化反应，目前有很多种方法可以实现这一转化，如：用铬化合物和在相转移催化剂存在下次氯酸盐催化氧化苄基氯和有介质及配体存在下CrO₃氧化苯甲醇(Chemical engineeringjournal，2001，82：43-56)，但是卤化物和高价态金属化合物的存在带来严重的环境问题；Aoki等人(Tetrahedron Lett 1998，39：7549-7552)放弃使用有机溶剂作为反应介质，用钨酸钠为催化剂，H₂O₂为氧化剂，在无溶剂的条件下实现了苯甲醇氧化苯甲醛，但是该体系中催化剂和相转移催化剂不能回收。

过氧化合物作为一种有效的氧化催化剂已被应用于苯甲醇的氧化反应中，Campell研究表明，钨、钼双聚过氧化合物能够有效的催化H₂O₂氧化醇(J.Chem.Soc.，DaltonTrans.1989，1203-1208.)。Ishii等在卤代烃溶液中用磷钨杂多过氧化合物催化H₂O₂氧化也实现了醇的氧化(J.Org.Chem.；1988；53(15)：3587-3593)。但是都不能避免使用有机溶剂或存在催化剂回收困难的问题。

离子液体、过氧化合物和过氧化氢组成一个新的绿色氧化体系来进行苯甲醇氧化制取苯甲醛的反应过程目前还未见报道。

发明内容

本发明的目的在于提供一种在离子液体中用钨、钼过氧类化合物作催化剂氧化制取苯甲醛的方法，该类催化剂在反应前后都能够溶解于离子液体中，在某些离子液体中，该催化体系呈均相反应体系，即离子液体、H₂O₂与底物能互溶，但反应结束后，体系变成两相体系，产物苯甲醛单独呈一相。这使得反应结束后产物的分离变的很简单，剩余的离子液体和催化剂经过简单处理，可以循环使用。离子液体作为一种绿色溶剂代替传统有机溶剂解决了环境问题，同时离子液体和催化剂回收再利用，符合绿色化学原则。

本发明中所用的溶剂为离子液体而避免使用有机溶剂，所用离子液体为[C_nmim]BF₄和[C_nmim]PF₆以及[C_nmim]TA三大类，其中n＝4，8。

本发明使用的催化剂有两大类：(I)磷钨、钼过氧杂多化合物，结构式为：Q₃{PO₄[MO(O₂)₂]₄}，M为中心金属原子，可以是W或Mo等金属原子；Q是阳离子部分，可以用[R₁R₂R₃R₄N⁺]表示，其中R₁，R₂，R₃，R₄可以是H^-或烷基或苄基或吡啶基团及其同系物。(II)钨、钼过氧同多化合物，结构式为：Q₂[M₂O₃(O₂)₄]，M为中心金属原子，可以是W或Mo等金属原子；Q是阳离子部分，可以用[R₁R₂R₃R₄N⁺]表示，其中R₁，R₂，R₃，R₄可以是H^-或烷基或苄基或吡啶基团及其同系物。这两类催化剂在稍微加热搅拌能够很好的溶解于离子液体中，反应前后都溶解于离子液体中。

本发明过程中所用离子液体用量为1-2mL，催化剂用量为底物的1/100-1/50