离子液体中三氯化钌催化醇氧化
醛酮羰基化合物是香精、食品添加剂和医药等有机工业生产中必不可少的原料或中间体. 目前, 世界上每年羰基化合物的产量为107 t, 其中大部分由醇的氧化来获得. 由醇的选择氧化制备相应的羰基化合物是重要的有机合成反应. 传统的醇类氧化反应通常采用铬酸盐、高锰酸盐和次氯酸盐等化学计量的氧化试剂来实现. 这些氧化剂本身昂贵、有毒或是危险品, 使用时还需大量的挥发性有机溶剂, 所以生产过程中会产生大量废液和副产物盐. 因此,开发绿色清洁的醇类氧化工艺一直是研究的热点. 绿色清洁的醇类氧化技术需要满足以下3个条件: (1)采用绿色氧化试剂代替化学计量氧化剂; (2)采用可回收循环使用的高效催化剂; (3)采用绿色溶剂作反应介质代替有机溶剂. 近年来, 以廉价清洁的分子氧或双氧水为氧化剂,采用多相或均相贵金属催化剂实现醇的催化氧化受到广泛关注. 当以均相贵金属催化剂催化分子氧氧化醇时, 选用的配体几乎都是含膦或含氮配体, 而且还需加入四甲基哌啶基氧、吗啉氮氧和苯醌等共氧化剂; 但尚未见有关催化剂稳定性或循环使用的报道. 均相催化剂虽然活性高, 但稳定性差和无法循环使用, 采用离子液体已成为实现均相催化剂高效性和可循环使用的重要手段.
华东师范大学化学系上海市绿色化学与化工过程绿色化重点实验室刘晔等人无共氧化剂参与条件下, 以氧气为氧化剂, 在含膦或含氮配体功能化离子液体和普通离子液体(溶剂)组成的混合体系中, RuCl3•3H2O能有效催化多种醇的选择氧化, 高选择性地生成相应的醛或酮.其中, 配位能力较弱的含氮配体功能化离子液体更有利于提高钌催化剂的活性和选择性,但体系无法有效实现钌催化剂的循环使用. 配体功能化离子液体本身的氧化降解是导致钌催化剂失活的根本原因.