編號：NMJS0606
篇名：β-環(huán)糊精功能化碳納米管高效催化氧化肉桂油制備天然苯甲醛
作者：楊祖金[1,3] ;張俠[4] ;方巖雄[4] ;芮澤寶[1,3] ;紀(jì)紅兵[2,3]
關(guān)鍵詞：Β-環(huán)糊精 肉桂油 選擇性氧化 苯甲醛 多壁碳納米管 協(xié)同效應(yīng)
機(jī)構(gòu)： [1]中山大學(xué)化學(xué)工程與技術(shù)學(xué)院,廣東廣州510275; [2]中山大學(xué)化學(xué)學(xué)院,廣東廣州510275; [3]中山大學(xué)惠州研究院,廣東惠州516216; [4]廣東工業(yè)大學(xué)輕化工學(xué)院,廣東廣州510
摘要： 天然苯甲醛是一類重要的食品添加劑.在溫和液相反應(yīng)條件下催化氧化肉桂醛制天然苯甲醛是一個有效的手段,但該過程需要活性高、選擇性好和易循環(huán)利用的高效催化劑.環(huán)糊精（CD）一般是由6–8個D-吡喃葡萄糖單元構(gòu)成,具有“內(nèi)疏水、外親水”的特殊結(jié)構(gòu),能夠與尺寸和形狀相近的分子通過分子間的非共價鍵作用力（如氫鍵、范德華力及疏水性作用力）形成主客體分子包結(jié)物.利用環(huán)糊精模擬天然酶來提高反應(yīng)活性和產(chǎn)物選擇性一直是研究者追求的目標(biāo),并已被廣泛用于調(diào)控不同的有機(jī)反應(yīng)過程,如氧化、還原、水解和開環(huán)等反應(yīng).然而,由于β-環(huán)糊精易溶于水,需要將其固載至合適的載體上才能實現(xiàn)其循環(huán)重復(fù)利用.近年,文獻(xiàn)中報道了將β-環(huán)糊精固定至纖維素或殼聚糖用于催化肉桂油制天然苯甲醛,結(jié)果表明,環(huán)糊精與載體的功能基團(tuán)通過弱相互作用的協(xié)同能明顯提高肉桂醛氧化性能.然而,從實際應(yīng)用角度看,這些催化劑的循環(huán)使用性能和機(jī)械強(qiáng)度還需進(jìn)一步增強(qiáng).碳納米管具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性、較強(qiáng)的機(jī)械性能和環(huán)境兼容性,廣泛應(yīng)用于液相吸附或反應(yīng)系統(tǒng).例如,碳納米管作為一種無金屬催化劑被成功用于芳族烴和烷烴的氧化脫氫、氧還原反應(yīng)、烴或酚的氧化和氨分解以及催化苯甲醇制備苯甲醛等反應(yīng)體系中.基于環(huán)糊精能通過形成主客體包結(jié)物的形式明顯提高反應(yīng)選擇性,以及多壁碳納米管能通過形成共軛配合物的形式對溶液中芳香化合物具有良好的吸附能力,本文制備了一種β-環(huán)糊精功能化多壁碳納米管,并將其成功用于溶液中肉桂油催化氧化制天然苯甲醛的反應(yīng).β-環(huán)糊精功能化碳納米管表現(xiàn)出比環(huán)糊精聚合物催化劑更優(yōu)異的催化性能,在10 min內(nèi),肉桂醛轉(zhuǎn)化率和天然苯甲醛選擇性能分別達(dá)到95%和85%,并且反應(yīng)體系的活化能從45.66 k J/mol降至1
