烯烃氧化为环氧化物
甲基三氧化铼催化过氧化氢对烯烃的环氧化Theepoxidationofolefins
河北工业大学学报JOURNAL OF HEBEI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY第42卷第1期V ol.42No.12013年2月February 2013文章编号：1007-2373(2013)01-0036-09甲基三氧化铼催化过氧化氢对烯烃的环氧化赵继全，尹晓华，张月成（河北工业大学化工学院，天津300130）摘要环氧化物在化学工业、有机合成以及制药等诸多领域具有广泛应用，通常由烯烃的环氧化制备．传统的环氧化方法由于伴生有机副产物，导致对环境产生污染并存在分离问题．过渡金属配合物特别是甲基三氧化铼（MTO ）催化的过氧化氢（H 2O 2）对烯烃环氧化可克服传统环氧化方法的缺点，但MTO 中心铼原子的酸性导致环氧化物开环生成二醇以及MTO 不能循环使用限制了其大规模使用．本文总结了本课题组近些年为改进MTO催化30%H 2O 2环氧化烯烃性能进行研究的结果．内容包括吡啶席夫碱双齿配体的合成与应用、双哌啶衍生物双齿配体的合成与应用、双离子及离子液体配体的合成及应用以及MCM-41负载MTO 的制备及其催化性能．这些方法提高了MTO 催化30%H 2O 2环氧化烯烃性的选择性，有助于进一步完善MTO/H 2O 2烯烃环氧化体系．关键词甲基三氧化铼；30%过氧化氢；环氧化；路易斯碱配体；多相化中图分类号O643.32文献标志码AThe epoxidation of olefins with hydrogen peroxide catalyzedby methyltrioxorheniumZHAO Ji-quan ，YIN Xiao-hua ，ZHANG Y ue-cheng(School of Chemical Engineering,Hebei University of Technology,Tianjin 300130,China )Abstract Epoxides are widely used in chemical industry,organic and pharmaceutical synthesis.Generally,epoxides areprepared from the epoxidation of olefins.Traditional epoxidation methods lead to environmental pollution and separationproblems due to the associated organic by-products.The epoxidation with hydrogen peroxide (H 2O 2)catalyzed by tran-sition metal complexes especially methyltrioxorhenium can overcome the above shortcomings.However,It can not beapplied in large scale due to the disadvantage of inherently acidic of the central Re atom leading to the epoxides to diolsand the difficulty of recycle usage.In the paper,we summary the results investigated by us for improving the epoxidationof olefins with H 2O 2as oxidant catalyzed by MTO.The contents include the synthesis and application of pyridine-Schiffbase bidentate ligands,the synthesis and application of bispidine derivative bidentate ligands,synthesis and applicationof zwitterion and ionic liquid ligands and the preparation and catalytic performances on epoxidation of MCM-41supportedMTO.These methods have increased the epoxidation selectivity largely and are helpful to improve the epoxidation of ole-fins with MTO/H 2O 2system.Key words methyltrioxorhenium;30%hydrogen peroxide;epoxidation;Lewis base ligand;heterogenization0引言环氧化物是指具有氧杂环丙烷结构单元的一类化合物．由于环氧环结构存在极性和张力，因而反应活性高，可与多种物质发生反应，广泛应用于涂料、树脂、医药、农药、香料、表面活性剂等精细化学品的合成中，因而，环氧化物是重要的有机化工原料和有机合成中间体．大多数环氧化物可通过烯烃的环氧化反应得到，常用的环氧化剂有过氧酸、烷基过氧化物等．以有机过氧化物环氧化烯烃，在生成环氧化物的的同时，还半生有机过氧化物还原产物，造成分离、环保以及成本等诸多问题．为了克服传统环氧化工艺固有的缺点，人们把烯烃环氧化反应的氧化剂寄托于过氧化氢（H 2O 2）上．这是因为H 2O 2相较于其他氧化剂具有很多收稿日期：2012-11-21基金项目：国家自然科学基金青年科学基金（21276061，20806020，20776035）作者简介：赵继全（1963-），男（汉族），教授，博士生导师．37赵继全，等：甲基三氧化铼催化过氧化氢对烯烃的环氧化第1期优点，而缺点甚少．其主要优点是过氧化氢作为氧化剂对环境友好并且具有高单位重量氧化效率[1]．然而，当以过氧化氢为氧化剂进行环氧化反应时，由于电子从烯烃向氧化剂转移的能垒较高，直接用过氧化氢环氧化烯烃几乎是不可能的．要想以过氧化氢为氧化剂环氧化烯烃，必须经催化剂的活化，通常的催化剂是过渡金属离子和过渡金属配合物（图1）．经过多年研究人们发现许多过渡金属配合物都可作为过氧化氢环氧化烯烃的催化剂，如金属卟啉[2]、硅酸钛[3]、甲基三氧化铼（MTO ）[4]、钨化合物[5]、多金属氧酸盐[6]、各种锰配合物[7]以及非血红素铁配合物等[8]．其MTO 作为过氧化氢环氧化烯烃的催化剂具有其他催化剂无可比拟的优点[9-10]．具体表现在：MTO 制备方法简单，容易得到；它与过氧化化氢在很低浓度下（MTO 0.05mol%，H 2O 240~+90℃）有催化活性；在酸性和碱性介质中都具有很高的催化活性和选择性；而且MTO/H 2O 2体系几乎在所有溶剂中都能使用，如从极性溶剂水、硝基甲烷到低极性溶剂甲苯，其对烯烃的环氧化反应都进行得很顺利．MTO 更突出的优点是它不分解H 2O 2，这与其它大多数氧化反应催化剂不同，从而决定了MTO/H 2O 2体系对烯烃的环氧化反应转化数（TON ）和转化频率（TOF ）都很高．然而，MTO 作为过氧化氢环氧化烯烃的催化剂也并不是完美无缺．其最大的缺点是由于MTO 金属中心显而易见的路易斯酸性，导致MTO/H 2O 2体系中的水使环氧化产物开环形成二醇副产物，这一弊端在很长一段时间内限制了MTO 在烯烃环氧化反应中的应用．1997年，Sharpless 等[11-13]报道了在MTO/H 2O 2催化体系中加入过量12倍的芳香族路易斯碱，如：吡啶、3-乙氰基吡啶、咪唑，可以有效地避免开环产物的形成．随着研究的逐渐深入，人们发现加入的路易斯碱不仅与MTO 本身而且与催化反应中的活性物质Re 2O CH 3O 2+2M38河北工业大学学报第42卷或或图式1路易斯碱配体的合成路线与结构Scheme1Synthetic route and structure of the Lewis base lligand图式2吡啶席夫碱双齿配体与甲基三氧化铼配合的配位Scheme2Coordination of pyridine-Schiff base bidentate ligand with methyltrioxorhenium心Re原子的酸性[23-24]．为了进一步说明所合成的配体与MTO的配位特征，对一些配合物（c1，c4，c13~c16）进行了单晶培养，利用X射线衍射方法分析了相应配合物的结构特征[23-26]．图2是c1和c16两个配合物的晶体结构衍射图．由图2可知，吡啶环及亚胺基团上的N原子全部与MTO的金属中心形成了配位键；配合物c1与c16在空间上均呈八面体构型，MTO上的两个氧原子与配体中的吡啶环及亚胺键处于中心平面上，MTO上的另一图2PLATON作图得到的配合物c1（左）和c16（右）的结构图Fig.2PLATON drawing of complex c1(left)and c16(right)in the solid state39赵继全，等：甲基三氧化铼催化过氧化氢对烯烃的环氧化第1期个O 原子与CH 3处于两极位置，与报道过的MTO 双齿配合物的单晶衍射结果相似[27]；希夫碱配体上的亚胺双键呈反式构型．结构图中Re-N 键在c1中为0.2285nm 与0.2329nm ，在c16中为0.2274nm 与0.2257nm ，说明c16中的配位键略强，即由烷基形成的配体比由芳基形成的配体与MTO 配位能力更强．原因是在芳基构成的配体中，苯环的存在使共轭体系明显增大，苯环的拉电子作用使N 原子上面的电子密度减小，从而削弱了金属中心与N 原子之间配位键的强度．将合成的吡啶席夫碱配体用于MTO 催化H 2O 2环氧化不同结构烯烃的反应，发现配体的引入大大提高了环氧化物的选择性，而且环氧化物的选择性依赖于配体的结构．席夫碱的空间位阻越小，给电子能力越强，越有利于提高MTO 催化烯烃环氧化反应的选择性．然而，带有给电子基的双氮席夫碱配体尽管可以大大提高环氧化物的选择性，同时也降低了MTO 的催化活性，使30%H 2O 2环氧化烯烃的速率明显降低．MTO/席夫碱催化剂体系在二氯甲烷中几乎没有催化活性，但在甲醇溶剂中表现出很高的催化活性．席夫碱的亚胺键在水中不稳定，在环氧化条件下分解，进而促进MTO 分解．这是此类席夫碱配体的缺点，将亚胺键还原有可能提高双氮配体的稳定性[23-24,28-29]．1.2双哌啶衍生物双齿配体的合成与应用双哌啶衍生物是另一类含两个氮原子的双齿路易斯碱配体，此类配体可以与许多过渡金属配位作为多种催化反应的催化剂．当结构中含有手性中心时，具有不对称诱导作用，实现不对称合成[30-32]．这类配体用于MTO 催化H 2O 2环氧化烯烃反应，也可能起抑制环氧化物开环，提高MTO/H 2O 2体系环氧化烯烃的选择性．为此，本课题组设计并合成了多种双哌啶衍生物配体，并将部分配体用于MTO/H 2O 2体系环氧化烯烃的反应[33-37]．其中一些配体的合成路线与结构如图式4所示．将此类双哌啶双齿路易斯碱配体用于MTO/H 2O 2体系，也起到抑制环氧化物的开环的作用，提高了环氧化物的选择性，但效果要比上述吡啶席夫碱配体为配体时差．在化合物3a~3c 和4a~4c 中由于与羟基相连的碳原子为手性碳原子，该双齿配体为光学活性化合物，因此，当以3a 为配体时，不但抑制了环氧化物的开环，还产生了一定的手性诱导（见表1）[37]．尽管对映体过量值（ee ）较低，但仍是目前MTO 催化不对成环氧化的较好的结果．表1MTO/(R )-3a 催化烯烃不对称环氧化反应Tab.1Asymmetric epoxidation of olefins catalyzed by MTO/(R )-3a序号底物－甲基苯乙烯a 20>9983481075894反应条件：a ：烯烃5mmol ，尿素过氧化氢复合物10mmol ，甲基三氧化铼0.05mmol ，(R )-3a 0.05mmol ，甲醇7mL ，反应时间12h ；b ：烯烃0.5mmol ，尿素过氧化氢复合物1mmol ，甲基三氧化铼0.005mmol ，(R )-3a 0.005mmol ，甲醇3.5mL ，反应时间12h ．图式3MTO/席夫碱催化的烯烃的环氧化反应Scheme 3Epoxidation of olefins catalyzed by MTO/Schiff base40河北工业大学学报第42卷造成此类配体抑制环氧化物开环效果差以及手性诱导作用低的原因是由于双哌啶衍生物属脂肪族叔胺，它们与金属铼的配位并不牢固，与其它氮原子配体形成的MTO 配合物一样，在反应液中存在解离与配位的动态平衡，因此，预期双哌啶衍生物配体与MTO 在溶液中可能形成如图式5所示的各种配合物（1、2和3）及游离MTO 的混合物，配合物1、2、3和MTO 都各自催化烯烃的环氧化．当1和3（R'带手性中心）作为催化剂时，发生不对称环氧化（而且对映选择性也低于100%），当2和MTO 作为催化剂时发生的环氧化是非不对称环氧化，得到外消旋体环氧化物，总的结果是不对称环氧化反应的对映体过量值较低，因此，要想获得较高对映体过量值的环氧化物，必须加强配体与金属铼的配位能力．此外，手性中心与金属铼的距离也是影响对映体过量值的原因之一．1.3双离子及离子液体配体的合成及在烯烃环氧化反应上的应用前面合成的两类双齿配体尽管能够很好的抑制环氧化物的开环，但也同时降低了环氧化反应的速率，而且多数配体需要较高的配体投入量，即较高的配体-MTO 物质的量之比．因此，没有达到低配体投入量下改图式4手性双哌啶衍生物的合成路线Scheme 4Synthetic route of chiral bispidine derivatives图式5配合物的解离平衡Scheme 5The dissociation equilibrium of the complex41赵继全，等：甲基三氧化铼催化过氧化氢对烯烃的环氧化第1期善环氧化反应的选择性，又不降低环氧化反应的速率的目的．为此，本课题组又设计了分别具有双离子和离子液体结构的配体[38-39]．双离子配体MBSIB 和离子液体的结构如图3所示．它们的机构特征都具有咪唑正离子机构，而与过渡金属配位的配位原子是氧原子．将这些配体用于MTO 催化30%H 2O 2环氧化各种结构烯烃的反应，取得了令人满意的结果．所有配体都显示高效的抑制环氧化物开环的能力，大幅度提高环氧化反应的选择性，而且，不降低环氧化反应的速率．特别是离子液体C 1和C 2的性能更加，当C 1（或C 2）与MTO 的物质的量之比仅为1∶1时，即极低的配体投入量，就几乎完全抑制环氧化物的开环，这是目前用来抑制MTO/H 2O 2体系环氧化烯烃过程中环氧化物开环的最好结果之一[39]．优良的抑制环氧化物开环性能归因于离子液体结构中吡啶氮氧化物中氧原子与MTO 适当强度的配位（图4）；而不降低环氧化反应的速率则是因为离子液体中的咪唑正离子与30%H 2O 2中水分子的溶剂化，使反应的中间体或过渡态能量降低所致．2MTO 在MCM-41中的组装及其对烯烃环氧化反应的催化性能正如前述，MTO 属均相络合物催化剂，难以从反应体系中分离，不能循环使用，限制了其在大规模生产中的应用．因此，设法使甲基三氧化铼多相化，使之既具有均相条件下催化活性高、选择性好又具有多相催化剂易于分离能够循环使用的双重优点，在理论和实践上都具有重要意义．为此，人们已经开始对MTO 的多相化进行研究．研究发现负载到五氧化二铌上的MTO 在催化尿素过氧化氢复合物对烯烃的环氧化反应时，环氧化反应的选择性比均相MTO 为催化剂时要高[40]；利用NaY 沸石为主体组装MTO 得到的多相化催化剂对环氧化反应也具有很好的催化活性和选择性[41]；将MTO 负载到用聚醚官能团化的硅胶上，当在无溶剂存在下，用30%的过氧化氢对烯烃环氧化时，比均相条件下环氧化物的收率高，开环化合物大大减少[42]．更好的方法是通过MCM-41与三乙氧基硅丁基-4'-甲基-2，2'-联吡啶反应使之官能团化，进而利用联吡啶的螯合作用与MTO 配位，使MTO 负载到介孔材料MCM-41上，得到具有应用前景的多相化催化剂[43]．粉末XRD 和N 2吸附研究表明，MCM-41的骨架结构得到保持，其孔道能够允许反应分子自由通过．该方法的优点是，图4离子液体与MTO 的配位Fig.4Coordination of ILs with MTO图3双离子和离子液体配体的结构Fig.3Structures of the zwitterion and ionic liquid ligands42河北工业大学学报第42卷由于联吡啶的螯合作用，MTO 被固定，使MTO 流失量很小甚至不流失，而MCM-41的孔道允许底物及氧化剂分子的进入与逸出；而且，吡啶或其它路易斯碱，还能使甲基三氧化铼（MTO ）与过氧化氢（H 2O 2）组成的环氧化体系催化环氧化反应的选择性大大提高[44]．鉴于上述，本课题组以MCM-41为载体，采用多种方法对介孔材料MCM-41进行了官能团化，然后利用负载官能团与MTO 的配位实现MTO 在介孔材料MCM-41上的组装，获得了多相化的MTO 催化剂．各种MTO 负载催化剂的制备路线如图式6和图式7所示[45-46]．路线1中，先以氨丙基三乙氧基硅烷对MCM-41进行初级官能团化，然后利用氨基容易与醛或酮羰基容易缩合的性质与2-吡啶甲醛或2-吡啶酮缩合得到负载的吡啶席夫碱双齿配体，进而利用双齿氮配体与MTO 的螯合作用得到负载MTO 催化剂（图式6）．路线2中，开始与路线1一样，先制备初级官能团化MCM-41，然后利用氨基与2,2’-吡啶酮与氨基缩合得到负载的双吡啶螯合配体，进而双吡啶螯合配体与MTO 配位得到新的负载MTO 催化剂（图式7）．利用元素分析、AAS 、XRD 、FT-IR 、XPS 、N 2吸附、DR UV-vis 等确定了多相化催化剂的结构特征．将上述多相化的MTO 催化剂用于催化H 2O 2环氧化环己烯、苯乙烯以及1-辛烯的反应，都显示一定的催化活性，但与纯的MTO 相比，催化活性有所降低，但环氧化物的选择性有所提高．这些结果表明，环氧化反应是在MCM-41上进行的，反应速率降低的原因之一是反应物料在MCM-41孔道内的传质受限所致；另图式7制备MCM-41负载MTO 的路线2Scheme 7Route 2for the preparation of MCM-41supported MTOMCM-41-II-a,MCM-41-MTO-a:R=H;MCM-41-II-b,MCM-41-MTO-b:R=CH 3;MCM-41-II-c,MCM-41-MTO-c:R=Ph.图式6制备MCM-41负载MTO 的路线1Scheme 6Route 1for the preparation of MCM-41supported MTO43第1期赵继全，等：甲基三氧化铼催化过氧化氢对烯烃的环氧化一方面，负载配体除了起固定MTO的作用外，还起路易斯碱作用，降低中心Re原子的酸性，提高环氧化物的选择性．由路线1制备的催化剂与由路线2制备的相比，反应活性和循环使用性能均较差，说明MTO的负载方法决定催化剂的催化性能．但总的来说，上面两种负载MTO的方法都没有起得令人满意的结果，原因是负载配体与均相条件下类似，MTO与配体的配位是可逆的，造成在环氧化条件下MTO或其反应中间体的流失，达不到完全循环使用的目的．3结束语近年来，在国家自然科学基金的资助下，本课题组对MTO为催化剂、30%H2O2为氧化剂的烯烃环氧化反应进行了系统的研究．基于抑制MTO催化环氧化烯烃过程中环氧化物开环，提高环氧化反应选择性的目的，从降低导致环氧化物开环的MTO中心Re原子的酸性入手，设计合成了大量的双齿氮配体、双离子配体以及离子液体配体．这些配体不同程度地对MTO催化的环氧化反应有良好的促进作用．通过结构表征和催化实验，得到了配体结构与提高环氧化物选择性的相关信息，为改善此类催化环氧化反应打下坚实的基础．基于MTO的循环使用目的，设计并制备了MCM-41负载的MTO催化剂，尽管这些催化剂没有完全达到循环使用的目的，仍可作为相关研究的参考，促进MTO早日实现循环使用．所有这些研究结果都有助于MTO/ H2O2环氧化体系更广泛、更大规模的应用．参考文献：[1]Mizuno N，Yamaguchi K，Kamata K．Epoxidation of olefins with hydrogen peroxide catalyzed by polyoxometalates[J]．Coord Chem Rev，2005，249（15）：1944-1956．[2]Le Maux P，Srour H F，Simonneaux G．Enantioselective water-soluble 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氧化反应
CH2CH2COOH CH2CH2COOH
(~100%)
3、含卤氧化剂 1）卤素：Cl、Br用的较多。 2）次卤酸盐：氧化性较强，在碱性条件下，与甲基 酮反应，先发生α 卤代反应，继而断链生成卤仿 和羧酸。 CH3-CH(R)O+3NaOX CX3C(R)HO+3NaOH
CX3-C(R)HO+NaOH
4）N-卤代酰胺类：NBS最常用，可将伯、仲醇氧化成醛、
酮（在含水丙酮中）
5）DMSO：
醇的氧化需加入强亲电试剂和质子供给体。 A）DMSO-DCC：可将伯、仲醇氧化成醛、酮 B）DMSO-Ac2O：收率较低 活性卤化物的氧化，它能氧化卤代酯、卤代苯乙酮等成相 应的羰基化合物。
三、生物氧化
1、概念：酶是生物体内产生的一类蛋白质，具有特殊的
3）四醋酸铅：是一种选择性很强的氧化剂，可用于邻二 醇的氧化，一元醇和多元醇的选择性氧化等。 ① 邻二醇被氧化，生成相应的醛或酮。
R CH C OH OH R1 R2
Pb(OAc)4
R1 RCHO R2 C O
Pb(OAc)2
② ③
非相邻多元醇和一元醇的氧化：生成醛、酮等，对分 子中的双键没有影响。 邻二羧酸的氧化脱羧，生成烯烃。
催化功能；生物体内进行的许多化学反应如氧化、还原、水 解等，都是在酶的催化下进行的。因此酶被称为生物催化剂。 实际生产用的酶都是从微生物发酵得到的，利用微生物对有 机化合物进行氧化的反应称为生物氧化。
2、优点： 1）高度专一性
2）高催化性 3）反应条件温和 4）公害少
3、应用： 1）葡萄糖酸钙的合成：黑霉菌 2）Vc的合成：黑醋菌 3) 甾体（氢化可的松）的合成：梨头霉菌
气相催化剂：钒、钼、钯等。如：烯烃环氧化制环氧乙烷。
电化学烯烃环氧化
电化学烯烃环氧化
电化学烯烃环氧化是利用电化学方法将烯烃化合物氧化成环氧化合物的过程。
电化学方法可以在温和的条件下进行环氧化反应，并且具有较高的选择性和效率。
在电化学烯烃环氧化中，通常使用的电极材料为铂、金或玻碳等。
反应溶液中需要加入适当的电解质以提供导电性。
在电化学环氧化反应中，烯烃在阳极上发生氧化反应，生成对应的环氧化物。
反应中产生的电子通过外部电路流回到阴极上，由阴极消耗。
反应过程中还可能发生一些副反应，如杂质的还原、底物的聚合等。
电化学方法在烯烃环氧化中具有一些优点。
首先，反应条件温和，可以在室温下进行。
其次，可以准确控制反应的电位、电流和时间，从而实现高选择性和产率。
此外，电化学方法还可用于实现不对称环氧化反应，即在不对称底物的情况下选择性生成手性的环氧化物。
然而，电化学烯烃环氧化也存在一些挑战和限制。
首先，有些烯烃底物的环氧化反应较难进行。
此外，电化学环氧化反应的机理和副反应尚不完全清楚，需要进一步的研究。
最后，电化学方法的设备和操作较为复杂，需要专门的电化学设备和技术。
因此，电化学烯烃环氧化是一种有潜力的环氧化方法，但仍需要进一步的研究和优化。
第二章药物代谢
立体位阻对水解速度的影响
阿托品（Atropine）有较大位阻
–在体内约50%的剂量以原药形式随尿排泄–剩余部分也未进行酯水解代谢
取代基的电子效应对水解速度的影响
供电子取代基使酯的水解速率降低 吸电子基团可加速水解代谢的进行
酰胺水解反应的速度较酯慢 ������
������ 出 普鲁卡因 普鲁卡因 在体内可迅速水解 酰胺约60%药物以原型从尿中排
R'
CH2N
CH2R'''
R' R''
CH2 NH CH2
O HC R'''
CH2R''
R' R'''
CH2 NH CH2 ,
R'' R'''
CH2 NH CH2
O HC R'' ,
O HC R'
胺类化合N-脱烷基化和脱胺反应必须有α－H 对于叔胺和仲胺化合物，叔胺的脱烷基化反应
速度比仲胺快
2．N-氧化反应 一般来讲，叔胺和含氮芳杂环（吡啶） 较易代谢成稳定的N-氧化物。
前药
水解酶在体内广泛分布
水解反应是酯类药物代谢的重要的普遍途径
把含有羧基、醇（酚）羟基的药物，作成酯 –以改变药物的极性、稳定性等药代动力学性质 在体内通过酶水解，释放出原药发挥作用
前药：体外没有活性，到体内后经酶或化学作 用后发挥药效的药物
第一节
Ⅱ相代谢
药物或代谢产物在酶的作用下、极性基团与内 源性的小分子结合 –葡萄糖醛酸、硫酸盐、某些氨基酸，等 –以酯、酰胺或苷的方式 结合物大都有极好的水溶性 可通过肾脏经尿排出体外
环氧化反应实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的1. 理解环氧化反应的基本原理和过程。
2. 掌握环氧化反应的实验操作方法。
3. 学习使用化学分析仪器对反应产物进行鉴定。
二、实验原理环氧化反应是一种重要的有机合成反应，通过在烯烃的双键上引入氧原子，形成环氧化合物。
本实验以丙烯为原料，采用过氧化氢和硫酸作为氧化剂，进行环氧化反应。
反应方程式如下：CH2=CH2 + H2O2 → CH2-O-CH2三、实验仪器与试剂1. 仪器：反应瓶、冷凝管、搅拌器、滴定管、锥形瓶、水浴锅、抽滤装置、真空干燥器、电子天平、红外光谱仪等。
2. 试剂：丙烯、过氧化氢、硫酸、NaOH溶液、无水乙醇、苯、干燥剂等。
四、实验步骤1. 准备反应瓶，加入一定量的丙烯和硫酸，搅拌使其充分混合。
2. 缓慢滴加过氧化氢溶液，控制滴加速度，确保反应平稳进行。
3. 反应完成后，用NaOH溶液中和反应液，直至pH值为7。
4. 将反应液转移到锥形瓶中，加入适量的无水乙醇，振荡使其充分混合。
5. 使用抽滤装置过滤反应液，收集滤液。
6. 将滤液在真空干燥器中干燥，得到环氧丙烷产品。
7. 使用红外光谱仪对环氧丙烷产品进行鉴定。
五、实验结果与分析1. 反应液颜色变化：反应过程中，反应液由无色逐渐变为淡黄色，说明反应正在进行。
2. pH值变化：通过滴加NaOH溶液，反应液的pH值由酸性逐渐变为中性，说明反应已完成。
3. 红外光谱分析：对环氧丙烷产品进行红外光谱分析，发现其具有环氧基团的特征吸收峰，证实了反应产物的生成。
六、实验讨论1. 环氧化反应条件对产物产率的影响：在本实验中，过氧化氢和硫酸的摩尔比、反应温度、反应时间等因素均对产物产率有较大影响。
通过优化实验条件，可以提高环氧丙烷的产率。
2. 环氧化反应产物的纯度：本实验得到的环氧丙烷产品纯度较高，但仍存在少量杂质。
可以通过进一步纯化手段，如重结晶、柱层析等，提高产品的纯度。
七、实验总结本实验通过丙烯的环氧化反应，成功制备了环氧丙烷产品。
化学反应中的烯烃氧化机理解析
化学反应中的烯烃氧化机理解析化学反应是指物质之间发生的能使它们的化学性质发生改变的过程。
而烯烃是一类具有双键结构的碳氢化合物，它们在化学反应中经常发生氧化反应。
本文将解析烯烃氧化反应的机理。
一、烯烃氧化的基本原理烯烃氧化是指烯烃分子与氧气发生反应，形成含有氧原子的产物。
这类反应一般需要催化剂的存在，以提高反应速率和选择性。
常用的催化剂有过渡金属催化剂如钌、钌-锰、铑、钌-二茂铁等。
二、烯烃氧化的反应机理（1）烯烃氧化的初步反应步骤在烯烃氧化反应中，首先是烯烃与氧气的初次反应，生成中间体。
烯烃的π电子云与氧气的σ*轨道形成共轭体系，使得氧气分子处于极化的状态，使其易于被还原。
烯烃的双键上的π电子能够提供电子给氧气，使得氧气分子发生极性化，生成高度活性的氧分子。
（2）反应过程中的氧化步骤烯烃中的π电子能够提供电子给氧分子，使其发生部分还原，生成活性的氧化剂。
该氧化剂与烯烃进一步发生反应，形成氧化产物。
在反应中，π电子提供给氧分子的电子可与烯烃分子形成共轭体系，使得整个反应能量降低，促进了反应的进行。
（3）催化剂的作用催化剂在烯烃氧化反应中起到了重要的作用。
催化剂能够提供活化位点，使反应进行。
以钌-锰催化剂为例，它提供了活性金属位点和配位位点。
活性金属位点能够吸附烯烃分子和氧气分子，促进它们的反应；配位位点能够稳定中间体和过渡态，降低反应的活化能，提高反应速率。
三、典型的烯烃氧化反应（1）烯烃的环氧化反应环氧化反应是烯烃氧化的一种常见反应类型。
在该反应中，烯烃分子中的双键与氧气发生反应，生成环氧化物。
这一反应有广泛的应用，可用于有机合成中的环化反应和材料合成中的配位反应等。
（2）烯烃的羰基化反应羰基化反应指的是烯烃与氧气发生反应，形成醛或酮。
在该反应中，烯烃中的双键与氧气中的氧原子通过Criegee过渡态结构发生反应，生成酮或醛化合物。
这类反应广泛应用于有机合成中，可合成多种有机化合物。
四、烯烃氧化反应的应用烯烃氧化反应由于其高效、高选择性的特点，在化工和材料等领域有着广泛的应用。
有关烯烃介绍及总结
有关烯烃有关性质的总结13142125 李彤摘要：烯烃（alkene）是一类含有碳碳双键（）的不饱和烃。
烯烃的代表物乙烯。
乙烯是石油化工基础的原料之一，乙烯产量的大小是衡量一个国家石油化工发展水平的重要标志。
烯烃是一个庞大的家族，因此有系统的命名方法。
大部分烯烃的化学反应都发生在双键上，主要有加成反应，取代反应以及氧化还原反应。
烯烃是重要的有机合成中间体，其化学性质值得人们深入的思考研究。
关键字：烯烃双键加成马氏规则一、烯烃的命名及结构1、烯烃的命名1）选主链：选择含双键最长的碳链为主链，命”某烯”。
2）编号码：近双键端开始编号，将双键位号写在母体名称前。
3）名支链：支链基团作为取代基。
注意：带有侧链的环状烯烃命名时，若只有一个不饱和碳上有侧链，该不饱和碳编号为1，若两个不饱和碳都有侧链，或都没有侧链，则碳原子编号顺序除双键所在位置号码最小外，还要同时以侧链位置号码的加和数最小为原则。
2、烯烃的结构烯烃与相应的烷烃在结构上的最大差别是分子中含有碳碳双键，因此要了解烯烃的结构就必须了解碳碳双键的形成。
乙烯是最简单的烯烃，其结构简式为H2C CH2。
当两个碳原子与四个氢原子形成乙烯分子时，在氢原子的影响下，两个碳原子均采取sp2杂化，所形成的的三个sp2杂化轨道在一个平面上，杂化轨道间的夹角为120°，有一个2p轨道未参与杂化，三个sp2杂化轨道和2p轨道中各有一个电子；而氢原子的1s轨道中有一个电子。
两个碳原子各用一个sp2杂化轨道沿键轴方向以“头碰头”方式重叠，形成一个C-Cσ键，每个碳原子又分别用两个sp2杂化轨道与两个氢原子的1s轨道以“头碰头”方式重叠，形成两C-Hσ键。
同时，两个碳原子的2p轨道又垂直于三个σ键所在的平面以“肩并肩”的方式重叠，形成一个C-Cπ键。
3、烯烃的异构和Z/E标记法1）烯烃的顺反异构相同基团处于双键的同侧叫顺式，反之为反式。
成顺反异构的充分条件：每个双键碳原子必须连接两个不同的原子或原子团。
烯烃不对称环氧化在药物合成中的应用
烯烃不对称环氧化在药物合成中的应用摘要：对于环氧烷而言，是一种在当下合成领域当中十分重要的中间体，目前已经广泛应用在了药物和工业化学品的合成领域。
在本文的分析中，就主要基于烯烃不对称环氧化在药物合成中具体应用，进行详细的分析，以此为相关领域的工作人员，提供一定的参考。
关键字：烯烃不对称环氧化；药物合成；环氧烷；紫杉醇引言：烯烃在经过环氧化反应之后，就可以得到环氧烷。
以此，对于烯烃而言，就可以有效的当做底物，实现环氧烷的催化。
另外，对于烯烃的环氧化反应，在当下的药物合成过程中，已经得到较为广泛的应用，在下文的分析中，主要就基于这个观点，实现详细的分析。
1环氧烷对于环氧烷而言，是一种有效的利用烯烃的不对称环氧化反应，所形成的一种物质成分，并具有着较大的三元环张力。
之后，再选择性的进行开环，或者进行官能团的转化之后，就能够形成更多价值性较高的化合物。
尤其是使用一些具有着较高光学活性的环氧化物，就可以让烯烃当中的不对称环氧化反应，受到更加广泛的关注。
例如，在当地下的实际应用中，就成功的应用在了治疗心率不齐的药物之上。
而在合成的过程中，通过Sharpless催化体系，就可以得到手性较为稳定的环氧烷中间体。
这样的反应原理，可以很好的对产物的手性选择，起到了决定性的作用。
另外，在当下对于治疗肺动脉高压药物的合成中，其中间体也起到了十分重要的作用，并成为一种环氧烷化合物。
因此，这种手性环氧化合物，在当下的药物合成过程中，起到了十分重要的地位。
在长期的研究过程中，经过几十年的发展，使得医疗领域提出了多种进行手性环氧化合物的制备方式，并形成各自不同的合成体系。
其中使用烯烃所发生的不对称环氧化反应，就是一种进行环氧烷合成的重要方式。
其中Sharpless催化体系，就是其中十分重要的合成体系。
并且，还出现了手性Salen崔怀体系，以及小分子手性酮催化体系。
以此，本文就针对这三种经典的催化体系，以及在药物的合成当中的实际应用进行详细的分析。
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烯烃氧化为环氧化物
全文共四篇示例，供读者参考
第一篇示例：
烯烃是一类具有双键结构的碳氢化合物，由于其分子中含有不饱
和键，因此具有较高的活性。
烯烃可以通过氧化反应生成环氧化物，
这是一种重要的有机合成方法。
环氧化物是一类含有环氧基团的有机
化合物，具有独特的结构和性质，被广泛应用于化工和医药领域。
烯烃氧化为环氧化物的反应机理主要涉及两个步骤：首先是烯烃
和氧气通过自由基或非自由基的途径发生氧化反应，生成氧化烯烃中
间体；然后是氧化烯烃中间体与过氧化物或氯金酸等试剂进行环氧化
反应，生成环氧化物。
这一反应过程在有机合成中具有重要的应用价值，可以制备各种有机化合物，如环氧树脂、药物和农药等。
烯烃氧化为环氧化物的反应条件和方法各不相同，通常需要选择
适当的氧化剂和反应条件。
常用的氧化剂包括过氧化物、硼氢化钠、
过氧苯甲酰等，可以根据具体反应要求选择合适的氧化剂。
在反应条
件方面，通常需要在适当的温度和pH条件下进行反应，也可以添加催化剂或溶剂来促进反应进行。
烯烃氧化为环氧化物的反应不仅可以合成环氧化物，还可进行进
一步的官能团转化反应，制备各种有机化合物。
通过选择不同的烯烃
底物和氧化剂，可以得到多样的环氧化物产物，具有广泛的应用潜力。
环氧化物还具有良好的化学稳定性和反应活性，是合成复杂有机分子
的重要中间体。
烯烃氧化为环氧化物是一种重要的有机合成方法，具有广泛的应
用前景。
通过深入研究反应机理和条件优化，可以进一步提高反应的
选择性和产率，为有机合成化学提供更多的可能性。
希望未来能有更
多的研究人员投入到这一领域，推动烯烃氧化反应的发展，为有机合
成化学的进步做出更大的贡献。
第二篇示例：
烯烃是一类具有碳碳双键结构的有机化合物，常见的烯烃包括乙烯、丙烯、丁烯等。
这类化合物在工业生产和化学合成中具有重要的
应用价值，而烯烃氧化为环氧化物则是其中一种重要的反应过程。
烯烃氧化为环氧化物的反应机理主要包括两个步骤：氧化步骤和
环氧化步骤。
在氧化步骤中，烯烃被氧气或氧化剂氧化为过氧化物，
再在环氧化步骤中，过氧化物与烯烃发生环氧化反应，形成环氧化物。
这两个步骤都是由催化剂促进的，常用的催化剂包括金属盐、过渡金
属配合物等。
烯烃氧化为环氧化物的反应条件较为严格，需要一定的温度、压
力和氧化剂浓度等条件。
在工业生产中常采用氧气或过氧化氢等作为
氧化剂，通过加热或加压的方式促进反应进行。
选择合适的催化剂也
是影响反应效率的重要因素，不同的催化剂对反应速率和选择性都有
不同的影响。
烯烃氧化为环氧化物的反应不仅是一种重要的有机合成方法，还
在环保和可持续发展方面具有一定的意义。
这种反应可以将废弃的烯
烃化合物通过氧化转化为有用的环氧化物，减少废物排放对环境的影响；同时也为绿色合成化学提供了新的途径，促进了可持续发展的目
标的实现。
烯烃氧化为环氧化物是一种重要的有机合成反应，具有广泛的应
用领域和重要的意义。
通过深入研究反应机理、优化反应条件和催化
剂设计等方面的工作，可以进一步提高反应效率和选择性，推动相关
领域的发展和应用。
【2000字】
第三篇示例：
烯烃氧化为环氧化物是一种重要的有机合成反应，也是化工领域
中广泛应用的一种化学反应。
烯烃是一类含有碳碳双键的有机化合物，通过对其进行氧化反应可以得到环氧化物。
环氧化物是一种具有环状
氧原子的有机化合物，具有独特的结构和性质，在化工、医药、农药
等领域有着广泛的应用。
烯烃氧化为环氧化物的反应是通过在烯烃分子上引入氧原子，形
成环状结构的有机化合物。
在反应中，通常会使用一些氧化剂，如过
氧化氢、过氧乙酸等，来实现烯烃的氧化。
反应一般在室温下进行，
反应条件温和，反应产物纯度较高。
环氧化物的合成方法多种多样，
如离子催化法、有机硼催化法、金属催化法等，具有一定的选择性和
效率。
在实际的有机合成中，烯烃氧化为环氧化物是一种重要的反应路径。
通过该反应可以有效地合成具有环状结构的有机化合物，为研究人员提供了更多的有机合成选择。
目前，烯烃氧化为环氧化物的反应已经成为有机合成领域中的一个研究热点，研究者们致力于开发更加高效、环保的反应条件，以满足实际生产的需求。
烯烃氧化为环氧化物是一种重要的有机合成反应，具有广泛的应用前景。
随着有机合成领域的不断发展，研究人员对该反应的研究也在不断深入，相信在不久的将来，烯烃氧化为环氧化物的反应将在更多领域发挥重要作用。
第四篇示例：
烯烃氧化为环氧化物是一种重要的有机合成反应，也是化学工业中常见的一种化学变化过程。
烯烃是一类碳氢化合物，分子中含有碳碳双键的取代碳氢化合物。
而环氧化物则是通过将烯烃中的碳碳双键上的一个碳原子上连接一个氧原子而得到的一类环状化合物。
环氧化物具有较高的化学活性，是一种重要的中间体，广泛用于合成有机化合物和制备高性能材料。
烯烃氧化为环氧化物的反应过程主要分为两个步骤：第一步是烯烃的氧化反应，将烯烃中的碳碳双键上的一个碳原子上连接一个氧原子，生成一个醇化物。
第二步是醇化物进一步环化，生成环氧化物。
这两个步骤通常是两步反应，需要选择合适的催化剂和反应条件来实现烯烃向环氧化物的转化。
烯烃氧化为环氧化物的反应条件和催化剂选择对反应的影响很大。
一般来说，氧气是必不可少的氧化剂，但氧气的活性很低，一般需要
选择合适的催化剂来提高氧化反应的速率和选择性。
常用的催化剂包
括过氧化氢、含铬化合物、过渡金属催化剂等。
不同的催化剂对烯烃
的选择性和反应速率有很大影响，需要根据实际情况选择合适的催化剂。
烯烃氧化为环氧化物的应用非常广泛。
环氧化物是一种具有较高
反应活性和多种化学性质的化合物，可以用于制备各种有机化合物，
如醛、酮、酯等。
在化学工业中，环氧化物还广泛应用于合成树脂、
涂料、粘合剂等高分子材料，具有很好的工业应用前景。
烯烃氧化为环氧化物是一种重要的有机合成反应，对于合成有机
化合物和制备高性能材料具有重要意义。
通过选择合适的反应条件和
催化剂，可以实现烯烃向环氧化物的转化，拓展化学结构的多样性和
功能性，为化学工业的发展提供了重要的技术支持。