一种CoMgAl-LDH催化剂在分子氧氧化柠檬烯制备柠檬烯-1,2-环氧化物反应中的应用

本发明涉及一种comgal-ldh催化剂在分子氧氧化柠檬烯制备柠檬烯-1,2-环氧化物反应中的应用，属于柠檬烯的氧化反应。

背景技术：

1、利用生物质衍生物合成高附加值化学品可以显著减少我们对不可再生化石燃料的依赖，有助于缓解能源危机。柠檬烯是一种环萜类化合物，广泛存在于300多种植物和一些细菌中。因此，将天然易得的柠檬烯催化氧化为环氧化物作为生物源单体与co2结合产生聚碳酸酯，具有良好的应用前景。在柠檬烯氧化的研究中，均相催化剂(appl.catal.a-gen.373(2010)57-65；j.mol.catal.a-chem.358(2012)159-165)在循环使用以及与反应液难分离等方面会增加不必要的成本。将均相金属配合物固定在载体上(j.mol.catal.a-chem.426(2017)223-237；j.chem.sci.127(2015)1905-1917；j.mol.catal.a-chem.395(2014)151-161)虽然能解决回收问题，但是复杂耗时的制备过程以及配合物在反应过程中浸出溶解导致循环性能降低等问题仍难以解决。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是，克服现有技术的缺陷，提供一种comgal-ldh催化剂在分子氧氧化柠檬烯制备柠檬烯-1,2-环氧化物反应中的应用，制备方法简单，耗时低且催化剂反应过程中不发生浸出溶解，循环性能高。

2、为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

3、一种comgal-ldh催化剂在分子氧氧化柠檬烯制备柠檬烯-1,2-环氧化物反应中的应用，其特征在于：所述comgal-ldh催化剂用于分子氧氧化柠檬烯制备柠檬烯-1,2-环氧化物的反应。

4、所述反应的过程为：将柠檬烯、异丁醛、溶剂和comgal-ldh催化剂加入高压反应釜中，通入氧气，在一定反应压力、温度下反应一段时间后制得柠檬烯-1,2-环氧化物。

5、所述comgal-ldh催化剂的用量以柠檬烯的体积计为0.0387～0.155g/ml。

6、所述柠檬烯与所述异丁醛的摩尔比为1:1.25～1:2.5。

7、所述反应压力为0.1～0.4mpa。

8、所述反应温度为20～40℃。

9、所述反应时间为1～4h。

10、所述溶剂包括乙腈。

11、所述comgal-ldh催化剂的制备方法，包括如下步骤：

12、将尿素溶解于去离子水中生成尿素溶液，将al(no3)3·9h2o、co(no3)2·6h2o和mg(no3)2·6h2o溶解于去离子水中，形成金属盐溶液，两种溶液的去离子水的体积均相同；

13、将金属盐溶液滴加进尿素溶液中，并持续搅拌，得到混合溶液；

14、将混合溶液在90℃水浴锅中反应8h，再在65℃烘箱中老化13h，得到沉淀物；

15、将沉淀物用去离子水洗涤，在65℃下干燥12h，得到comgal-ldh催化剂。

16、所述al(no3)3·9h2o摩尔数为5mmol，所述co(no3)2·6h2o和mg(no3)2·6h2o总摩尔数为10mmol，所述co(no3)2·6h2o的摩尔数为1～5mmol，所述尿素溶液的浓度为2mol/l。

17、本发明的有益效果：本发明提供的一种comgal-ldh催化剂在分子氧氧化柠檬烯制备柠檬烯-1,2-环氧化物反应中的应用，首次将comgal-ldh催化剂用于分子氧氧化柠檬烯制备柠檬烯-1,2-环氧化物的反应中。comgal-ldh催化剂具有丰富的氧空位缺陷位点，有利于促进活性氧物种的产生；此外，其具有较大的比表面积，有利于活性位点的暴露以及反应物和产物的扩散，这些优点使得comgal-ldh催化剂在分子氧氧化柠檬烯制备柠檬烯-1,2-环氧化物的反应中，表现出了优异的反应性能。另外，comgal-ldh催化剂制备方法简单且耗时低，价格低廉易得，且comgal-ldh催化剂反应过程中不发生浸出溶解，重复使用多次，催化效果无明显变化，循环性能高。

技术特征：

1.一种comgal-ldh催化剂的应用，其特征在于：所述comgal-ldh催化剂用于分子氧氧化柠檬烯制备柠檬烯-1,2-环氧化物的反应。

2.根据权利要求1所述一种comgal-ldh催化剂的应用，其特征在于：所述反应的过程为：将柠檬烯、异丁醛、溶剂和comgal-ldh催化剂加入高压反应釜中，通入氧气，在一定反应压力、温度下反应一段时间后制得柠檬烯-1,2-环氧化物。

3.根据权利要求2所述一种comgal-ldh催化剂的应用，其特征在于：所述comgal-ldh催化剂的用量以柠檬烯的体积计为0.0387～0.155g/ml。

4.根据权利要求2所述一种comgal-ldh催化剂的应用，其特征在于：所述柠檬烯与所述异丁醛的摩尔比为1:1.25～1:2.5。

5.根据权利要求2所述一种comgal-ldh催化剂的应用，其特征在于：所述反应压力为0.1～0.4mpa。

6.根据权利要求2所述一种comgal-ldh催化剂的应用，其特征在于：所述反应温度为20～40℃。

7.根据权利要求2所述一种comgal-ldh催化剂的应用，其特征在于：所述反应时间为1～4h。

8.根据权利要求2所述一种comgal-ldh催化剂的应用，其特征在于：所述溶剂包括乙腈。

9.根据权利要求2所述一种comgal-ldh催化剂的应用，其特征在于：所述comgal-ldh催化剂的制备方法，包括如下步骤：

10.根据权利要求9所述一种comgal-ldh催化剂的应用，其特征在于：所述al(no3)3·9h2o摩尔数为5mmol，所述co(no3)2·6h2o和mg(no3)2·6h2o总摩尔数为10mmol，所述co(no3)2·6h2o的摩尔数为1～5mmol，所述尿素溶液的浓度为2mol/l。

技术总结
本发明公开了一种CoMgAl‑LDH催化剂在分子氧氧化柠檬烯制备柠檬烯‑1,2‑环氧化物反应中的应用，CoMgAl‑LDH催化剂用于分子氧氧化柠檬烯制备柠檬烯‑1,2‑环氧化物的反应，反应的过程为：将柠檬烯、异丁醛、溶剂和CoMgAl‑LDH催化剂加入高压反应釜中，通入氧气，在一定反应压力、温度下反应一段时间后制得柠檬烯‑1,2‑环氧化物。本发明提供的一种CoMgAl‑LDH催化剂在分子氧氧化柠檬烯制备柠檬烯‑1,2‑环氧化物反应中的应用，制备方法简单，耗时低且催化剂反应过程中不发生浸出溶解，循环性能高。

技术研发人员：刘江永,唐辉
受保护的技术使用者：扬州大学
技术研发日：
技术公布日：2024/7/25