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流动化学成功用于醛到酸的氧化

更新时间:2023-02-08      点击次数:643
  醛的选择性氧化是合成羧酸常用的方法之一。由于潜在的爆炸风险,使用过氧化羧酸作为氧化剂的釜式反应,通常在室温或微热的条件下进行。相比之下,连续流反应器的固有优势,如相对较小的反应器体积、传热和传质效果,能够使高活性或有毒试剂原位生成和在线消耗,提高工艺过程安全。
  
  奥地利Graz大学C.OliverKappe教授,开发了一种过氧甲酸在线合成,在流动化学条件下持续进行醛氧化成酸的工艺。今天,小编就带您看看他们是如何做的。
  

流动化学

 

  实验研究
  
  1、实验及参数优化
  
  以甲酸和双氧水为原料在线合成过氧甲酸,氧化苯丙醛到苯丙酸做为模板反应,进行可行性实验和参数优化。初始连续流装置由两股进料组成,分别为35%的双氧水溶液和溶于甲酸中的苯丙醛溶液,通过背压阀来控制反应过程中气体的生成。
  

过氧甲酸氧化苯丙醛条件筛选

 

  2、流动化学的长时间运行
  
  利用该连续流装置和实验条件,进行了4小时的放大运行,从而获得了34.77g的产物,分离收率95%。重要的是,在整个实验过程中仅产生少量废弃物,E-因子和PMI分别达到5.2和6.2。
  
  同时利用该连续流装置,对过氧乙酸的合成进行了评估。同样使用苯丙醛进行氧化,由表中可以看出,在不加H2SO4进行催化时,反应选择性较低,当加入3%的H2SO4进行催化时,反应达到zui佳条件。
  

过氧乙酸催化苯丙醛氧化的研究

 

  3、底物扩展实验
  
  考虑到生成过氧甲酸不需要强酸进行催化,以及后续氧化反应的安全性。作者以原位生成过氧甲酸的连续流装置,分别对脂肪醛和芳醛氧化的适用范围进行了筛选。
  
  总结:以过氧化羧酸为经济高效的氧化剂,开发了一种醛氧化酸的流动化学工艺;该过氧酸在线生成,减少了运输和储存的风险。拓展实验表明,该工艺具有一定的普适性,苯丙醛氧化为苯丙酸克级规模的放大,验证了该工艺的可放大性。