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微波辐射下用高铁酸钾选择氧化苯甲醇合成苯甲醛.pdf

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第１０卷第３期太原师范学院学报（自然科学版）Ｖｏｌ．１０Ｎｏ．３ ２０１１年９月ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＴＡＩＹＵＡＮＮＯＲＭＡＬＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ（ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＥｄｉｔｉｏｎ）Ｓｅｐｔ．２０１１  ①微波辐射下用高铁酸钾选择 氧化苯甲醇合成苯甲醛 李青刘耀华 （太原师范学院化学系，山西太原０３００３１） 〔摘要〕研究微波辐射条件下高铁酸钾选择氧化苯甲醇合成苯甲醛．结果表明：环己烷和氢氧 化钠水溶（ｐＨ＝１１．５）作溶剂，三乙基苄基氯化铵作相转移溶剂，微波功率２４０Ｗ，高铁酸钾氧化苯 甲醇合成苯甲醛，产率可达８９％． 〔关键词〕苯甲醇；苯甲醛；相转移溶剂；绿色合成；微波 〔文章编号〕１６７２－２０２７（２０１１）０３－００９９－０２〔中图分类号〕Ｏ６２２〔文献标识码〕Ａ 苯甲醛为制造染料用中间体，也是制造香料、调味剂等化工产品的重要原料．以往工业生产苯甲醛多以 甲苯为原料制取，但会对环境造成一定程度的污染．近年来，合成苯甲醛的方法被不断改进，随着绿色化学的 发展，寻找利用苯甲醇氧化合成苯甲醛的环境友好且高效的催化体系很有实际意义［１］．高铁酸盐是比相应的 高锰酸盐或重铬酸盐氧化性能更强的氧化剂，它在整个ｐＨ范围内具有良好的氧化活性及选择性，其氧化产 物铁锈对环境无不良影响，在有机物氧化合成中具有广阔的前景［２，３］． １实验部分 １．１仪器和试剂 微电脑微波化学反应器（巩义市予华仪器有限公司）；循环式多用真空泵（郑州长城科工贸有限公司）； ６８２０气相色谱仪（Ａｇｉｌｅｎｔ）． 环己烷，分析纯，天津市风船化学试剂科技有限公司；乙酸乙酯，分析纯，武汉制氨厂；氢氧化钠，分析纯， 天津市光复精细化工研究部；氢氧化钾，分析纯，天津市光复精细化工研究部；苄基三乙基氯化铵，化学纯，中 国医药集团上海化学试剂公司；苯甲醇，分析纯，天津市科蜜欧化学试剂开发中心；硝酸铁，分析纯，北京市精 细化工厂． １．２高铁酸钾的制备 本实验采用次氯酸盐氧化法．向饱和次氯酸钠溶液中加入适量氢氧化钾固体，得碱性次氯酸钾溶液，搅 拌下加入硝酸铁．反应结束后过滤了除去不溶物，再加氢氧化钾固体至饱和，析出高铁酸钾固体．用有机溶剂 洗涤晶体（分别用苯、无水乙醇、无水乙醚）除去杂质，干燥后得到暗紫色且有光泽的高铁酸钾晶状粉末［４，５］． １．３实验方法 １．３．１苯甲醛制备一 分别取体积比为１∶１的环己烷和氢氧化钠水溶液（ｐＨ＝１１．５）１５０ｍＬ，０．３ｍｏｌ苯甲醇和相转移溶剂 苄基三乙基氯化铵，加入５００ｍＬ圆底烧瓶中并摇匀．在装有温度计、回流冷凝管的微波条件下加入０．２ｍｏｌ 高铁酸钾，控制微波功率２４０Ｗ，反应一段时间，过滤后用乙酸乙酯萃取，常压蒸馏除去杂质，于１７５℃～ １７９℃收集馏分，分馏后得浅黄色油状液体苯甲醛，注入气相色谱仪进行分析． ①收稿日期：２０１０－１０－２５ 基金项目：山西省教育厅科技研究开发项目资助课题（２００８１０３９）． 作者简介：李青（１９６２－），女，山西太原人，太原师范学院化学系讲师，主要从事分析化学教学及研究． ００１太原师范学院学报（自然科学版）第１０卷 １．３．２苯甲醛制备二 取１００ｍＬ质量分数为５％的氢氧化钠水溶液加入到５００ｍＬ圆底烧瓶中，向其中加０．３ｍｏｌ苯甲醇并 摇匀，在装有温度计、回流冷凝管的微波条件下加０．２ｍｏｌ高铁酸钾，控制微波功率２４０Ｗ，反应一段时间， 产物经过滤后加入盐酸进行酸化后，常压蒸馏，除去杂质，于１７５℃～１７９℃收集馏分，分馏后得浅黄色油状 液体苯甲醛，注入气相色谱仪进行分析． ２结果与讨论 ２．１溶剂对氧化反应的影响表１不同溶剂对氧化反应的影响 主要考察了微波条件下，控制微波功率２４０Ｗ，不溶剂苯甲醛产率／％ 加有机溶剂及相转移催化剂和加有机溶剂及相转移催加有机溶剂８９ 不加有机溶剂 化剂两种情况对氧化反应的影响，结果见表１，数据表５８ 注反应条件为微波功率时间有机溶剂 明，加有机溶剂及相转移催化剂的条件下可使氧化反＊：２４０Ｗ，９０ｓ， 为环己烷（１５０ｍＬ），苯甲醇０．３ｍｏｌ，高铁酸钾０．２ｍｏｌ． 应速率加快，缩短反应时间，增加苯甲醛的产率． ２．２时间对氧化反应的影响 主要考察了微波条件下，控制微波功率２４０Ｗ， 表２不同时间对氧化反应的影响 加有机溶剂及相转移催化剂条件下，反应时间对氧 时间／ｓ苯甲醛产率／％ 化反应的影响，结果见表２．数据表明，随着时间的 ３０２０ 增加，苯甲醛的产率也随之相应增加，但增加到一定 ５０４６ 程度，苯甲醛的产率不再增加，相反有所下降 ．７０７３ ２．３最佳反应条件９０８９ 微波辐射条件下，绿色氧化剂高铁酸钾