以过氧化氢溶液为氧化剂的苯乙烯类化合物的环氧化研究(2)
现阶段，对烯烃类化合物催化环氧化的研究主要向着绿色环保、经济实用这一方向发展。因此，过氧化氢作为一种廉价、绿色的氧化剂，被广泛的用于实验研究。其反应后仅产生水，不会造成环境污染，且价格相对便宜，腐蚀性小，能够很好地改善以上两种方法的缺点；但是由于其在有机物中溶解性较差，且加热后不稳定易分解，使其对于烯烃类化合物的环氧化效果并不是很理想。
本实验选用苯乙烯类化合物进行研究，以低浓度的过氧化氢溶液为氧化剂，探究不同反应条件下苯乙烯类化合物的转化率及产率的变化。
1.1 目的及意义
环氧化合物作为一种重要的有机合成中间体，被广泛用于精细化工、有机合成和石油化工等领域，主要用于香料、农药、染料及药物的有机合成。合成环氧化合物常用方法是将烯烃进行环氧化，这是其有机合成十分重要的途径之一。如何采用相对廉价而且环境友好的氧化剂，在温和条件下的对烯烃类化合物进行环氧化，是现阶段学术研究的主要方向。因此，寻找一种高效的催化剂催化环氧化发应，在学术研究和实际生产应用上具有重要的意义。
如上图所示，本反应的反应机理较为简单，在烯烃类化合物与过氧化氢发生反应时，先形成反应复合物，然后经过过渡态形成产物[3]。反应主要是过氧化氢的一个氧原子向烯烃类化合物的C=C双键进行亲电进攻，该氧原子与C=C双键上的两个碳原子之间形成共轭体系，同时，与该氧原子相连的氢原子迁移到另一个氧原子上，电子云转移使两个氧原子之间的O—O键断裂，生成一分子水的同时环氧键形成。
1.2 环氧化反应氧化剂的研究
环氧化反应的氧化剂主要为氧气、过氧化物、次卤酸或次卤酸盐等，在近阶段，化学研究正向着绿色化学的方向发展，故常用于环氧化实验的氧化剂主要为环境友好型的氧气和过氧化氢。
氧气是氧元素最常见的一种单质形态，为无色无的气体，大量的存在于空气中。其化学性质较为活泼，能与大部分物质发生反应将其氧化，是一种实验常用的廉价的氧化剂。通常情况下，将氧气作为氧化剂时可以直接使用空气，这使得氧化剂十分易于取得，但其环氧化效果并非十分理想。赵倩[4]等人使用氧气作为氧化剂，以空气作为氧源，以Co离子交换的x型分子筛为催化剂，研究不同反应条件对苯乙烯转化率和产率的影响，得出最优反应条件为：m（Co-LX）：m（苯乙烯）=0.15，反应温度100 ℃，反应时间6.0 h，Q（氧气）/V（苯乙烯）=1.4 min-1，此条件下的苯乙烯转化率为64.5%，环氧化选择性也仅为59.3%，在100 ℃这样相对高的反应温度下，此环氧化效果并不算理想。
过氧化物主要分为过氧酸和过氧酸盐，可以分为有机和无机两类，有机过氧化物由于价格相对昂贵，故在实际生产中也是尽量避免使用。过氧化氢是一种常见的的无机过氧化物，其分子构成较为简单，可以任意比例与水互溶，形成不同浓度的水溶液，具有很强的氧化效果。在一般情况下，过氧化氢会自行分解成水和氧气，但分解速度极其慢，不会影响其氧化效果，但在加热或催化剂存在的情况下其分解速率会加快。
过氧化氢溶液作为一种绿色氧化剂，在现阶段是环氧化研究中主要使用的一种氧化剂，其在高浓度时具有良好的氧化性，但化学性质不稳定，极易分解为氧气和水，对反应的效率及安全性有很大的影响，故实验常用低浓度的过氧化氢溶液进行氧化。低浓度的过氧化氢溶液稳定性较好，但其环氧化催化效果并不是十分理想，因此需要寻找一种高效、稳定的催化剂，提高其环氧化的转化率与选择性。
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