李 青 劉耀華

（太原師范學(xué)院 化學(xué)系，山西 太原 030031）

微波輻射下用高鐵酸鉀選擇氧化苯甲醇合成苯甲醛

李 青 劉耀華

（太原師范學(xué)院 化學(xué)系，山西 太原 030031）

研究微波輻射條件下高鐵酸鉀選擇氧化苯甲醇合成苯甲醛.結(jié)果表明：環(huán)己烷和氫氧化鈉水溶（pH＝11.5）作溶劑，三乙基芐基氯化銨作相轉(zhuǎn)移溶劑，微波功率240 W，高鐵酸鉀氧化苯甲醇合成苯甲醛，產(chǎn)率可達(dá)89%.

苯甲醇；苯甲醛；相轉(zhuǎn)移溶劑；綠色合成；微波

苯甲醛為制造染料用中間體，也是制造香料、調(diào)味劑等化工產(chǎn)品的重要原料.以往工業(yè)生產(chǎn)苯甲醛多以甲苯為原料制取，但會(huì)對(duì)環(huán)境造成一定程度的污染.近年來，合成苯甲醛的方法被不斷改進(jìn)，隨著綠色化學(xué)的發(fā)展，尋找利用苯甲醇氧化合成苯甲醛的環(huán)境友好且高效的催化體系很有實(shí)際意義［1］.高鐵酸鹽是比相應(yīng)的高錳酸鹽或重鉻酸鹽氧化性能更強(qiáng)的氧化劑，它在整個(gè)pH范圍內(nèi)具有良好的氧化活性及選擇性，其氧化產(chǎn)物鐵銹對(duì)環(huán)境無不良影響，在有機(jī)物氧化合成中具有廣闊的前景［2，3］.

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器和試劑

微電腦微波化學(xué)反應(yīng)器（鞏義市予華儀器有限公司）；循環(huán)式多用真空泵（鄭州長城科工貿(mào)有限公司）；6820氣相色譜儀（Agilent）.

環(huán)己烷，分析純，天津市風(fēng)船化學(xué)試劑科技有限公司；乙酸乙酯，分析純，武漢制氨廠；氫氧化鈉，分析純，天津市光復(fù)精細(xì)化工研究部；氫氧化鉀，分析純，天津市光復(fù)精細(xì)化工研究部；芐基三乙基氯化銨，化學(xué)純，中國醫(yī)藥集團(tuán)上?；瘜W(xué)試劑公司；苯甲醇，分析純，天津市科蜜歐化學(xué)試劑開發(fā)中心；硝酸鐵，分析純，北京市精細(xì)化工廠.

1.2 高鐵酸鉀的制備

本實(shí)驗(yàn)采用次氯酸鹽氧化法.向飽和次氯酸鈉溶液中加入適量氫氧化鉀固體，得堿性次氯酸鉀溶液，攪拌下加入硝酸鐵.反應(yīng)結(jié)束后過濾了除去不溶物，再加氫氧化鉀固體至飽和，析出高鐵酸鉀固體.用有機(jī)溶劑洗滌晶體（分別用苯、無水乙醇、無水乙醚）除去雜質(zhì)，干燥后得到暗紫色且有光澤的高鐵酸鉀晶狀粉末［4，5］.

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 苯甲醛制備一

分別取體積比為1∶1的環(huán)己烷和氫氧化鈉水溶液（pH＝11.5）150 m L，0.3 mol苯甲醇和相轉(zhuǎn)移溶劑芐基三乙基氯化銨，加入500 m L圓底燒瓶中并搖勻.在裝有溫度計(jì)、回流冷凝管的微波條件下加入0.2 mol高鐵酸鉀，控制微波功率240 W，反應(yīng)一段時(shí)間，過濾后用乙酸乙酯萃取，常壓蒸餾除去雜質(zhì)，于175℃～179℃收集餾分，分餾后得淺黃色油狀液體苯甲醛，注入氣相色譜儀進(jìn)行分析.

1.3.2 苯甲醛制備二

取100 m L質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的氫氧化鈉水溶液加入到500 m L圓底燒瓶中，向其中加0.3 mol苯甲醇并搖勻，在裝有溫度計(jì)、回流冷凝管的微波條件下加0.2 mol高鐵酸鉀，控制微波功率240 W，反應(yīng)一段時(shí)間，產(chǎn)物經(jīng)過濾后加入鹽酸進(jìn)行酸化后，常壓蒸餾，除去雜質(zhì)，于175℃～179℃收集餾分，分餾后得淺黃色油狀液體苯甲醛，注入氣相色譜儀進(jìn)行分析.

2 結(jié)果與討論

2.1 溶劑對(duì)氧化反應(yīng)的影響

主要考察了微波條件下，控制微波功率240 W，不加有機(jī)溶劑及相轉(zhuǎn)移催化劑和加有機(jī)溶劑及相轉(zhuǎn)移催化劑兩種情況對(duì)氧化反應(yīng)的影響，結(jié)果見表1，數(shù)據(jù)表明，加有機(jī)溶劑及相轉(zhuǎn)移催化劑的條件下可使氧化反應(yīng)速率加快，縮短反應(yīng)時(shí)間，增加苯甲醛的產(chǎn)率.

2.2 時(shí)間對(duì)氧化反應(yīng)的影響

主要考察了微波條件下，控制微波功率240 W，加有機(jī)溶劑及相轉(zhuǎn)移催化劑條件下，反應(yīng)時(shí)間對(duì)氧化反應(yīng)的影響，結(jié)果見表2.數(shù)據(jù)表明，隨著時(shí)間的增加，苯甲醛的產(chǎn)率也隨之相應(yīng)增加，但增加到一定程度，苯甲醛的產(chǎn)率不再增加，相反有所下降.

2.3 最佳反應(yīng)條件

微波輻射條件下，綠色氧化劑高鐵酸鉀催化氧化苯甲醇合成苯甲醛的最佳反應(yīng)條件是加有機(jī)溶劑及相轉(zhuǎn)移催化劑，微波功率240 W，在pH＝11.5的氫氧化鈉水溶液中反應(yīng)90 s，苯甲醛的產(chǎn)率可達(dá)89%.

表1 不同溶劑對(duì)氧化反應(yīng)的影響

表2 不同時(shí)間對(duì)氧化反應(yīng)的影響

＊注：反應(yīng)條件為微波功率240 W，苯甲醇0.3 mol，溶劑為1∶1的環(huán)己烷和氫氧化鈉水溶液（pH＝11.5），各150 mL，高鐵酸鉀0.2 mol.

3 結(jié)論

微波輻射下，采用綠色氧化劑高鐵酸鉀選擇氧化苯甲醇合成苯甲醛，在加有機(jī)溶劑及相轉(zhuǎn)移催化劑條件下，反應(yīng)時(shí)間適當(dāng)，條件溫和，無污染，反應(yīng)過程簡潔，苯甲醛產(chǎn)率較高.

［1］王海英，王曉丹，宮 紅.催化選擇性氧化苯甲醇合成苯甲醛反應(yīng)研究［J］.工業(yè)催化，2003，11（1）：1-2

［2］宋 華，王寶輝.綠色合成氧化劑高鐵酸鹽［J］.化學(xué)通報(bào)，2003，66（4）：252-257

［3］朱 偉，潘復(fù)生，張勝濤.高鐵酸鹽的研究現(xiàn)狀［J］.材料導(dǎo)報(bào)，2002，16（8）：51-53

［4］張 軍，時(shí)清亮.高鐵酸鉀的合成及其應(yīng)用研究［J］.無機(jī)鹽工業(yè)，1999，31（6）：26-28

［5］田寶珍，曲久輝.化學(xué)氧化法制備高鐵酸鉀循環(huán)生產(chǎn)可能性的試驗(yàn)［J］.環(huán)境化學(xué)，1999，18（2）：173-177

Synthesis of Benzaldehyde from Benzyl Alcohol by Selective Oxidation with Potassium Ferrate in Microwave Radiation

Li Qing Liu Yaohua
（Department of Chemistry，Taiyuan Normal University，Taiyuan 030031，China）

In microwave radiation condition，the result of benzyl alcohol by selective oxidation with potassium ferrate in cyclohexane and aqueous solution of sodium hydroxide（pH＝11.5）contained phase transfer catalyst indicated that the benzyl alcohol receiving rate above 89%.

benzyl alcohol；benzaldehyde；phase transfer solvent；green synthesis；microwave

張麗萍】

1672-2027（2011）03-0099-02

O622

A

2010-10-25

山西省教育廳科技研究開發(fā)項(xiàng)目資助課題（20081039）.

李 青（1962-），女，山西太原人，太原師范學(xué)院化學(xué)系講師，主要從事分析化學(xué)教學(xué)及研究.