502-41-0 / 環(huán)庚醇的制備

背景及概述

環(huán)烷醇是一類非常重要的有機(jī)合成中間體。近些年研究表明，環(huán)烷醇可作為潛在的酮烷基化試劑參與多種化學(xué)轉(zhuǎn)化，實(shí)現(xiàn)將酮烷基片段引入到各種分子骨架中。通常，在單電子氧化條件下，環(huán)烷醇通過烷氧自由基驅(qū)動(dòng)的 β-鍵均裂，生成含有羰基官能團(tuán)的碳自由基，繼而發(fā)生后續(xù)的加成或取代反應(yīng)，形成碳-碳或碳-雜鍵。環(huán)庚醇英文名稱：Cycloheptanol，中文別名：軟木醇；環(huán)庚醇，CAS號：502-41-0，分子式：C7H14O，分子量：114.185，外觀與性狀：無色至淡黃色液體，密度：0.948 g/mL at 25 °C(lit.)，沸點(diǎn)：185 °C(lit.)，熔點(diǎn)：2ºC。

制備

采用金屬卟啉鈷為仿生催化劑，催化空氣氧化環(huán)庚烷可制備環(huán)庚醇[1]。

圖1 環(huán)庚醇的制備反應(yīng)式

（1）催化劑的溶解

在常溫下，準(zhǔn)確稱取定量催化劑 TDMPPCo，加入到固定質(zhì)量比的環(huán)庚烷溶液中，充分震蕩，靜置一段時(shí)間，使催化劑 TDMPPCo 能夠完全溶解在環(huán)庚烷溶液中。配制好的環(huán)庚烷溶液可進(jìn)行催化氧化反應(yīng)。

（2）環(huán)庚烷氧化物料的制備

在容積為 4L 的高壓反應(yīng)釜中，加入 1.5L 已配制的含有一定量 TDMPPCo 催化劑的均相環(huán)庚烷溶液，密閉反應(yīng)體系（即關(guān)閉放空閥、出氣閥、回流閥、通氣閥）后，打開氮?dú)馊肟陂y通氮?dú)庵脫Q釜內(nèi)空氣。當(dāng)釜內(nèi)氣體中氧氣為趨于 0 時(shí)，停止通氮?dú)猓P(guān)閉氮?dú)馊肟陂y。打開釜內(nèi)攪拌軸冷卻水和回流冷凝水，開啟攪拌，轉(zhuǎn)速為 400rpm，控制升溫至規(guī)定的反應(yīng)溫度。當(dāng)反應(yīng)溫度達(dá)到預(yù)定反應(yīng)溫度后，向釜內(nèi)通入壓縮空氣至規(guī)定反應(yīng)壓力，調(diào)整攪拌器轉(zhuǎn)速至 700 rpm。當(dāng)釜內(nèi)壓力穩(wěn)定后，打開出氣閥、回流閥，調(diào)節(jié)備壓閥控制空氣（尾氣）流量在 0.10～0.12m 3 /h。當(dāng)反應(yīng)溫度、釜內(nèi)壓力、空氣（尾氣）流量穩(wěn)定后開始計(jì)時(shí)，當(dāng)反應(yīng)達(dá)到規(guī)定的反應(yīng)時(shí)間后，將溫控儀調(diào)至 0℃，同時(shí)開啟釜內(nèi)冷卻水使物料降溫。待物料溫度降至 70℃時(shí)，關(guān)閉釜上進(jìn)氣閥，緩慢打開放空閥釜上開始泄壓。當(dāng)壓力降至0.4MPa時(shí)暫停泄壓，待釜內(nèi)物料溫度降至50℃時(shí)，繼續(xù)泄壓至常壓。當(dāng)釜內(nèi)外壓力平衡時(shí)，打開釜底卸料閥，放出反應(yīng)釜內(nèi)的物料。釜內(nèi)物料排凈后，開釜，進(jìn)行洗釜。

參考文獻(xiàn)

[1] Journal of Chemical Research - Part S, , # 6 p. 322 - 323